现代岩溶学基础第一章

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1、现代岩溶学基础刘子琦michelle-lily@163.com现代岩溶学基础第一篇普通岩溶学岩溶形成条件；岩溶形成机理；岩溶形态与环境的关系(岩溶地貌与环境)；洞穴学现代岩溶学基础按“地球系统科学”的学术思想，这几种条件不应该分割。单项研究得到的结论，往往会在实际系统中发生矛盾。为叙述方便，我们这里逐一加以分析，但在实际运用时，则必须把地质、气候、水文、植被条件综合起来考虑。第一章地质、气候、水文、植被与岩溶形成第一篇普通岩溶学一、岩溶发育的地质条件岩溶发育的地质条件包括：岩性(化学、物理)、地层组合和小构造；第四纪地质和土壤；地壳运

2、动和地质历史等。它们都会影响(或联合)气候、水文和植被条件而导致岩溶形成第一章地质、气候、水文、植被与岩溶形成第一篇普通岩溶学一、岩溶发育的地质条件1.岩石性质(1)矿物、化学成份25ºC、105pa压力下的溶解度(mg/L)三水铝石Al2O3·2H2O0.001石英SiO212非晶硅SiO2120方解石CaCO3100(Pco2=10-3bar)500(Pco2=10-1bar)白云石CaMg(CO3)290(Pco2=10-3bar)480(Pco2=10-1bar)石膏CaSO4.2H2O2400钾盐KCl264,000芒硝Na

3、2SO4·10H2O280,000食盐NaCl360,000第一篇普通岩溶学一、岩溶发育的地质条件(2)可溶岩物理性质孔隙度表1中国碳酸盐岩物性参数统计表照片2加勒比地区第三系碳酸盐岩－孔隙度16-44%第一篇普通岩溶学照片3桂林上泥盆灰岩峰林照片4PuertoRico第三系灰岩溶丘照片5广西临桂二塘石炭系白云岩溶丘一、岩溶发育的地质条件力学强度(以桂林地区泥盆系碳酸盐岩为例)(单位：kg/cm2)岩性平均抗压强度平均抗拉强度泥晶灰岩133134亮晶灰岩112736白云岩113932硬石膏220-800第一篇普通岩溶学一、岩溶发育的地

4、质条件2.节理裂隙平面的图3纵向的图4照片6沿裂隙发育的溶沟3.  层组与不同类型构造的组合碳酸盐与非碳酸盐的层组组合，结合一定的地质构造，常构成特殊的水文条件，控制岩溶发育。图5黔北，昆明，广西，华北碳酸盐岩层组图7缓坡单斜图8背斜图9断裂图10岩浆岩侵入体第一篇普通岩溶学4.地壳运动(1)板块构造：板块边缘，CO2释放图11全球板块构造图照片7黄龙钙华照片8Pamukale一、岩溶发育的地质条件第一篇普通岩溶学(2)古纬度与古气候.地理如河南新安(洛阳西30km，秦岭大别以北，现为半干旱条件)石炭纪古溶丘洼地图12新安张窑院石炭系铝

5、土矿开采后暴露的古溶丘洼地图12－1海底岩溶冰期海平面下降的影响一、岩溶发育的地质条件第一篇普通岩溶学(3)地壳抬升或下降造成裸露，覆盖，埋藏三种不同类型的岩溶图13南方岩溶主要类型裸露型岩溶：碳酸盐岩直接同雨水接触，在有利气候条件下，造成丰富多彩的岩溶形态。覆盖型岩溶：土壤为CO2贮存库，造成丰富的土下岩溶形态照片10,照片10-1土下溶蚀形态(太湖石）埋藏型岩溶：埋藏在非可溶岩之下的岩溶，在深源CO2影响下发育岩溶一、岩溶发育的地质条件第一篇普通岩溶学二、岩溶发育的气候条件二、岩溶发育的气候条件1.宏观气候：降水、气温(纬度、高程)

6、，气温和降水的匹配情况(1)溶蚀观测：图15中国年平均降水分布图图16全国溶蚀观测点分布图图17,图17-1,17-2,17-3观测装置图18观测结果(东西向)图19观测结果第一篇普通岩溶学第一篇普通岩溶学(2)宏观地貌：峰林地形分布照片11峰林地形图20中国峰林地形分布图照片12秦岭南坡峰林地形照片13北京长城地区石灰岩地貌(3)微观地貌：溶痕照片14天津蓟县溶痕照片15山东淄博溶痕照片16石林溶痕二、岩溶发育的气候条件第一篇普通岩溶学(4)水热配套问题季风气候：水热配套，夏季为雨季，冬季为旱季地中海气候：夏季干旱，冬季多雨照片17土

7、耳其岩溶地貌照片18Slovenia大洞2.微观气候：洼地：(1)CO2浓度升高图21(2)气温降低图22二、岩溶发育的气候条件（3）洞内小气候图23“烟窗效应”造成洞内气流（4）风向对岩溶地貌发育的影响照片19PuertoRico东风、降雨造成东缓西陡的不对称峰林地形图24不对称峰林成因示意图第一篇普通岩溶学3.与气候有关的其它因素对岩溶发育的影响(1)植被，这是与气候有密切关系的因素，但在同样气候条件下，植被好坏会影响碳循环的强度，从而影响岩溶发育。(2)古气候变化的影响例如：末次冰期，大陆冰盖及多年冻土对岩溶发育的影响图25，末次

8、盛冰期大陆冰盖及多年冻土分布范围照片20,英国灰岩冰溜面第一篇普通岩溶学(3)古水文条件冰期－间冰期的海平面升降，对水动力条件和岩溶发育的影响图26，海底淡水泉示意图图27，桂林漓江河底深槽第一篇普通岩溶学