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石灰岩溶解后产生的离子在水中成为溶解质,随水带走。但上述反应是可逆的,当水中游离的CO2减少时,化合的CO2就要向相反方向转化,使水中碳酸含量减少,溶液达到饱和状态,从而引起CaCO3的重新沉淀。 可溶岩的溶蚀结果:一是所有组分全部溶解,即称为“全溶解”,例如对质纯的石灰岩溶解;二是只有部分组分溶解,称为“不全溶解”,如对含有杂质的石灰岩溶解,包括泥质石灰岩、硅质石灰岩和铁质石灰岩等。不溶或难溶的物质会残留在岩石表面或裂隙中,阻碍溶解作用。 此外,由硫化铁氧化时产生的硫酸,生物活动或死亡后分解而产生的有机酸,闪电时产生的二氧化氮溶入水后形成的硝酸等强酸类,对石灰岩都会产生强烈的溶蚀,如式: ①CaCO3+H2SO4→CaS4+CO2↑+H2O ②CaCO3+2HNO3→Ca(NO3)2+CO2↑+H2O 猛犸洞国家公园位于美国中部偏东的肯塔基州西南部,占地5.1万英亩,洞穴全长约有150英里,而且目前尚在扩展延伸,这是令人难以想象的。因为洞穴体积庞大,就以古时候长毛巨象猛犸为名,称之为“猛犸洞”。 猛犸洞实在太大了,洞内有个湖,三条河和八处瀑布,还有著名的柯林斯水晶洞。 5地下河 有长年流水的地下溶洞称为地下河或暗河,它和地表河一样,发育有瀑布、冲蚀坑、壶穴、深槽地貌和沙砾堆积物。河流过水面积受到石质河槽的限制,不能自由扩大。流向受断裂构造节理或层面走向的支配,显得十分曲折和不连续,宽窄也不一致。在溶蚀作用参与下,石质河槽的顶面平坦,有石锅和贝穴,两侧有边槽等特殊地貌。当地壳上升和潜水面下降时,河水便渗入更深的地下,原来的地下河槽则变成了干涸的水平溶洞,以后就会发育出各种各样的碳酸钙堆积地貌。 地下岩溶的主要地貌形态表 徐霞客见没人敢领路,便把行李存在村里,自己和仆人一道举着火把进洞探险去了。这时候,村里的许多老百姓都围在洞口,想看看妖魔怎样把这个不怕死的人吃掉。徐霞客走进洞中,仔细查看了洞穴的结构,并没有发现什么妖魔鬼怪。当他安全地走出洞口的时候,火把也烧完了。那些围在洞口的老百姓都惊喜地说:“我们见你好久没出来,还以为是被妖怪吃掉了呢。”徐霞客告诉老百姓,洞里没有妖魔,而是各种各样的石灰岩地形,有石钟乳、石笋、石柱等。南方气候潮湿,石灰岩接触或渗进了含有二氧化碳的水,就会发生化学反应,引起石灰岩溶解。经过漫长的地质年代,石灰岩被塑造成千姿百态的峰林、洞穴、洼地等。地理学上对此有个统一名称,叫喀斯特地貌 (旧称岩溶地貌)。当地老百姓看到这千姿百态的地形变化,还以为有什么妖魔法术。徐霞客以亲身的实践和科学的道理,解开了当地人心中的疑团。 徐霞客对我国西南地区石灰岩地貌的考察和研究,是他在地貌学上的最大贡献。 (1)峰丛石山 它是喀斯特高原向山地转化初期的产物。山体分为上下二部分,上部为分离的山峰,下部连结成基座。基座厚度大于山峰部分,山峰之间多被溶蚀洼地隔开。正是这些洼地的发育,才使原来的高原面分割成为峰丛。峰丛在贵州高原上分布很广,有时排列成行,表示沿构造线方向发育所成。 峰丛石山 峰丛石山(湖南张家界天门山) (2)峰林石山 当峰丛石山之间的溶蚀洼地再度垂向发展而至饱水带时,把基座蚀去,成为没有基座的密集山峰群,称为峰林(图6.48)。此时,溶蚀洼地也扩大而被溶蚀盆地所代替。如果峰林发育后地壳上升,升起的峰林则将重新变为峰丛。 峰林石山与溶蚀洼地(贵州兴义万峰林) 峰林石山与溶蚀盆地(贵州兴义万峰林) (3)孤峰石山 指零星分布于溶蚀平原上的低矮石山。它是峰林石山进一步发展,高度降低,个数减少,峰林间的盆地扩大成为溶蚀平原时的残丘。 孤峰石山(漓江之滨的波伏山) 7.溶蚀平原 原来的石灰岩高原或山地,经过长期溶蚀、侵蚀后,高度逐渐降低,最终成为起伏和缓的平原。平原上河流发育,覆盖有残积红土和冲积物,以及分布着残丘。 溶蚀平原(广东英德) 由上可见,喀斯特地区地表正负地貌是具有一定组合规律的,而且随着地貌的演变过程而不同,它们的组合是: 地貌发育 初期以溶斗、溶蚀洼地—峰丛石山为主,如贵州高原。 中期以深切洼地、溶蚀盆地 —峰林石山为主,如广西北部桂林、阳朔等地。 晚期以孤峰—溶蚀平原为主,如广西东南贵港等地。 表 地表岩溶地貌类型表 二、地下地貌 地下地貌以溶洞为主,但在不同的地下水带,溶洞的形态和成因截然不同。其中包气带内主要有落水洞,饱水带内主要有水平溶洞及地下河。 1.落水洞 它是由地面通往地下的垂向溶洞,洞口张开于地面或连接溶斗底部,洞底与地下河或水平溶洞相通。具有吸纳与排泄地表水的功能,故名。洞口宽度1.2m至数十米不等,但深度很大,已知单段直落最深为可达450 米。如我国粤北乳源的“通天箩”,深95m,洞口宽73m,洞底最宽
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