洞穴石笋形成过程中的溶蚀作用研究.pdf

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1、ol．地质论评GEOLOGICALREVIEWV年N。?1洞穴石笋形成过程中的溶蚀作用研究张会领，，姜光辉，林玉石，殷建军2，，覃嘉铭，张美良2，张强，韦丽丽2'，朱晓燕21)广东海洋大学工程学院海洋工程系，广东湛江，524088；2)国土资源部岩溶动力学重点实验室，岩溶地质研究所，广西桂林，541004；3)西南大学地理科学学院，重庆，400715；内容提要：本文通过洞穴石笋沉积过程的野外观察和剖面研究分析了洞穴石笋形成过程中的溶蚀作用。依据溶蚀的原理，本文把溶蚀作用分为物理溶蚀、化学溶蚀和生物溶蚀三种类

2、型。野外观测和石笋剖面研究表明溶蚀作用是一类普遍存在的现象。在野外，物理一化学溶蚀表现为石笋顶部的滴蚀坑穴，生物溶蚀形成披覆于石笋表面的风化壳。在剖面上，物理一化学溶蚀表现为沉积纹层的中断、沿生长轴的充填构造和孔洞，生物溶蚀则形成剖面上风化壳层。关键词：洞穴石笋；溶蚀作用；滴蚀坑；风化壳层石笋是洞穴碳酸钙站立类滴石形态，是构成洞水膜的厚度、温度、滴率以及溶液CO分压的变化穴景观的重要沉积类型(HillandForti，1997)。近等。Kaufmann等(2004)认为石笋的生长受气候变年来，石笋因其对晚更

3、新世气候多指标、高分辨率的化控制，石笋的生长率和平衡直径是气候变化的函记录，已经超越其景观意义，成为古气候研究的重要数。Asrat等(2006，2008)认为洞穴滴水量控制石笋信息源(WangYongjineta1．，2001；YuanDaoxianet的沉积形态，洞穴滴水滴率小，碳酸钙主要沉积在a1．，2004)，逐步成为与冰芯具有同等重要地位的石笋的顶部；洞穴滴水滴率变大，碳酸钙会在石笋生古气候研究材料(孑L兴功，2009)。目前对石笋的研长轴的两侧沉积。Tooth和Fairchild(2003)则认为

4、究主要集中在古气候重建方面，而对其沉积过程的区域岩溶水文条件的改变影响石笋的形状和地球化研究并不多。然而洞穴石笋的沉积过程制约着石笋学组成。在国内，章典(1983)认为洞穴碳酸钙的沉对古气候信息的记录，影响着古气候重建时间框架积形态是一种或多种洞穴水类型作用的结果。程星的准确性。因此深入理解石笋的沉积过程无论对洞(1990)认为洞穴沉积的三种组合类型(石笋发育一穴保护还是对石笋古气候研究都具有重要意义。石钟乳不发育、石钟乳发育一石笋不发育、石笋一石对洞穴沉积物的研究已超过40年，国内外关于钟乳都发育)与滴水

5、的条件有关：滴水不饱和且滴洞穴碳酸钙沉积的研究成果颇丰，这些成果归纳起率较快，石笋发育，石钟乳不发育；滴水不饱和且滴来可以分为三类：洞穴沉积物的形态学研究、洞穴沉率较慢条件下，石钟乳发育而石笋不发育；当滴水处积物的矿物学研究和洞穴沉积物古气候学研究。洞于过饱和状态，在中等或快速的滴率条件下，石钟乳穴沉积物的奇特的外形最先引起人们的注意，和石笋都较发育。张美良等(2001)认为滴石类型Franke(1965)通过物理化学计算认为石笋的直径与和石笋沉积纹层组合主要受滴水的补给量和着落点滴速存在正相关关系。Cur

6、l(1973)发现石笋的直径的改变所影响。随着文石类洞穴沉积物被发现，洞受滴水高度影响，洞穴环境下可形成石笋的最小直穴碳酸钙同质多像现象逐渐受到人们的重视。文石径为3cm。Dreybrodt(1980，1981，1988)认为影响类洞穴沉积物的研究始于1954年(Murray，1954)。石笋的沉积作用因素主要有洞穴滴水碳酸钙含量、Bar—Matthews(1991)等在Soreq洞内沉积物中发现注：本文为国家自然科学基金资助项目(批准号41172231)的成果。收稿日期：2011．11-09；改回日期：2

7、012-08-07；责任编辑：章雨旭。作者简介：张会领，男，1979年生。博士研究生，讲师。主要从事全新世古气候记录研究。Email：zhanghuiling0375@126．com。通讯作者林玉石，男，1935年生。研究员。1964年于北京地质学院研究生毕业。主要从事区域岩溶和古环境研究。Email：linyushil935@163．corn。地质论评2012正少量放射状构造的文石。Frisia等(2002)在法国开，把研究的重点放在了已形成的洞穴沉积物上。Clamouse洞发现文石晶体及其向方解石转变的

8、现洞穴沉积物的形成过程决定了洞穴沉积物的形态和象。Railsback等(1994)在非洲Drotsky’s洞发现了矿物类型，影响着洞穴沉积物对古气候的记录。近文石一方解石互层形成的年层(Railsback，eta1．，年来，通过洞穴监测对洞穴沉积机理已有不少研究1994)。在国内，林玉石等(2007)在中国南方发现成果(Bannereta1．，2007；张美良等，2009；Cai大型文石笋，并依据矿物成分对石笋进