地下岩溶地貌及洞穴堆积物
一、名词解释
溶蚀漏斗与塌陷漏斗，石牙与溶沟，峰林与峰丛，孤峰，石钟乳与钟乳石，石笋与石柱，溶蚀洼地，岩溶平原（坡立谷），盲谷与干谷，断头河，石幔，石林，石旗，边石，落水洞与竖井，暗河与伏流，泉华，硅华与钙华，喀斯特作用，岩溶洞穴
二、填空题
1.岩溶地貌依其形成在地表还是地下，把它们可分为______和______地貌。
2.地表岩溶地貌主要有______、______、______、______和______等。
3.岩溶地貌的形成和发育程度主要决定于______、______、______、______和______。
4.在平面分布上，从山区到岩溶平原中心依次分布的是______、______和______。
5.石钟乳是地下水从洞顶渗出，由于______、______等变化，CaCO3沉淀形成的挂在洞顶的______。
6.在岩溶作用的初期，主要在可溶性岩石的表面开始发育______、______等地貌，老年期主要形成______、______和______等岩溶地貌。
三、简答和论述题
1.岩溶漏斗、竖井、落水洞、地下河在发育过程中它们之间有何联系？
2.简述石芽、峰丛、峰林、孤峰的分布规律和形态上的差别。
3.论述岩溶地貌及堆积物研究在第四纪气候和构造运动研究中的作用。
4.根据中国的气候、岩性组合特点，分析中国岩溶地貌的发育特征。
5.对比分析桂林和北京十渡岩溶地貌的主要特征，并分析其形成原因。
6.谈谈洞穴与人类发展之间的关系。
岩溶堆积物是一种以化学沉淀为主的复杂的堆积物。岩溶堆积物分布在地表岩溶负地形（溶沟、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷等）内，但更主要的是充填于地下岩溶地形（溶洞、溶隙等）内。按照岩溶堆积物的成因，可以分为：
1.化学沉淀物 含重碳酸钙的地下水从岩壁裂隙中渗出，由于压力变小和水份蒸发，使水中的重碳酸钙过饱和，逸出CO，部分碳酸钙沉淀所造成的化学沉淀物。在溶洞中，悬垂于洞顶的称为石钟乳；滴落于洞底、自下而上增长的称为石笋；二者上下相接称为石柱；沿洞壁裂隙渗出的帘幕状沉淀物称为石幔。在泉口的泉水沉淀的称为石灰华。石钟乳、石笋、石柱和石幔都有同心圆状的结构，石灰华有波状层理，多孔，有时并含铁、镁、锰等杂质，颜色很不均一（图5-18、19）。
图5-18 石钟乳，石笋和石柱（广西都安）
图5-19 石幔（湖南茶陵）
溶洞内的化学沉淀物很发育，沿洞顶和洞壁的裂隙都有分布，在洞底还普遍分布有碳酸钙壳，覆盖在溶蚀残余粘土，暗河堆积物，崩坍堆积物或基岩之上。
2.暗河及地下湖沉积物 暗河沉积物具有水平层理，除含有大量再搬运的洞内崩积岩块和溶蚀残余粘土外，有时还含有洞外的砾石和砂土，当暗河与地表河流相通时就更明显，可以作为地下水补给来源和溶洞发育史的可靠标志（图5-20）。暗河沉积物和地表河流冲积物的区别不仅在于其含有大量洞穴物质，多被钙质胶结，还由于它是管道水流，不能自由发展，也常缺乏洪水期和枯水期的正常交替，所以没有二元结构，没有沉积相的有规律的变化，也不能塑造各种典型的河流地貌形态。在成层分布的溶洞，甚至在同一层溶洞内，都经常可以看到多层暗河沉积物。对这些沉积物可以联系新构造运动和溶洞发育史进行研究。但是也应注意地下暗河的特殊性，它可以从位置较高的补给区穿过不同的层位，流向较低排泄区，所以同一时期的暗河也可以在不同的高度沿途遗留沉积物，必须慎重加以区别。
地下湖沉积物的组成较细，多系暗河携来的粘土和砂土，具细微层理。和地表湖泊沉积物的区别在于不含有机质，没有季节性的色带和层理，同时并有较多的洞内崩积岩屑和岩块
3.崩积物 从洞顶和洞壁崩坍的岩屑和岩块，常和洞底的石灰华、粘土等混杂在一起，胶结成为角砾岩。溶洞崩坍堆积物主要见于裂隙特别发育的构造破碎地段，在“大厅”内比窄狭的管道中多，在垂直洞穴内比水平的洞穴内为多。
图5-20 暗河（四川巴县）
4.溶蚀残余粘土 石灰岩被溶蚀后富含Al2O3和Fe2O3的粘土物质会残留下来，这些残余物质，细腻均一，常呈红色或黄色。
5.生物和文化堆积物 一些离水源较近，洞口向阳，出入方便的洞穴，常为原始人类和各种动物的住所，所以在洞内往往残留有人类遗弃的石器和灰烬层，以及各种动物化石。某些有暗河流经的溶洞或落水洞、竖井等垂直管道内，也有被水流冲带来或跌落的许多动物化石。
地下岩溶地貌主要有溶洞、地下河（暗河）和地下湖。
（一）溶洞
溶洞是碳酸盐岩经溶蚀而形成近乎水平或倾斜的大型空洞的通称。它可以是集中岩溶水流的通道，也可以因地下水面下降而成干洞。
溶洞多沿岩层层面裂隙、断层或构造裂隙带发育。其形成过程是：在地下水水平流动带附近，岩溶作用初期以溶蚀为主，随着空洞不断扩大，地下水运动加快，侵蚀和崩塌也随着加强，洞穴则不断扩大，再由地壳上升而被抬升到地下水位以上，形成地下溶洞。它虽然沿水平流动带发育，但其相邻的各种裂隙会伸延扩展。所以，溶洞的平面和纵断面形态都十分曲折、多样（图6-16）。在裂隙交会处常形成十分高大的“大厅”式溶洞（图6-17）。“大厅”内有时可容纳千人以上，但在单一裂隙地段，则变得狭窄细小，甚至一个人也难以通过。这种岩溶发育的极不均匀性是地下岩溶地貌的重要特点。
图6-16 北京房山上房山云水洞
（据蒲意雅）
如果水平溶洞与其上下、左右扩展的各种垂直或倾斜的孔道相连通，再加上其大小支洞，则可组成十分复杂的地下洞穴系统。
溶洞及洞穴系统可以成层地分布于不同高程上，并且在近河谷处趋于水平。在同一区域里，其高程可以与河谷中各级阶地相对比。例如，桂林七星岩有三层不同高度的溶洞，可与洞外的漓江阶地相对比。但在对比时应注意到当时水平溶洞与河水面间的原始水位关系。因溶蚀作用总是落后于地壳上升时河床的下切作用，所以，同一期的溶洞高程应较河流阶地为高。
图6-17“大厅”式溶洞
（江苏宜兴张公洞）
图6-18 地下暗河出口
（江苏宜兴善卷洞）
（二）地下河（暗河）、地下湖
1.地下河（暗河）
地下巨大水平溶洞的底部，被集中的岩溶水流所占据，且成为较大的地下径流时，称为地下河（图6-18），是一条具有独立补给、径流及排泄系统，由地下溶洞、地下湖、溶隙和连接它们的廊道系统组成。大的地下河系统形成的地下水系，有的流域面积达千余平方千米。地下河的发育及其形态受地质构造的密切控制。地下河按其形态特征可分为：树枝状、锯齿状、线状和网格状等。
目前，岩溶地貌形态有些术语名词很不统一。有的将伏流就叫地下暗河，有的以溶洞中流出的水量大小划分命名，如流量小于10L/s，叫溶洞泉（岩溶泉），流量大于10～50L/s以上，称为地下河；将无进口的溶洞，定名为溶洞河，诸如此类。这些术语含义不够确切是由于对地下暗河、岩溶泉的理解和区分标准不同所造成的。凡岩溶地下水（包括潜水和承压水）的天然露头，均称为岩溶泉，广义的也可包括管道状溶洞中流出的水流，但一般将具有地下河特征的，称为地下河。一般认为，应根据野外查勘并分析其具体特征，不宜单纯以流量绝对值来划分命名。
2.地下湖
地下湖是在不规则溶洞的底部，局部扩张为地势深凹可积存滞流的岩溶水体，而形成的，我们称之为地下湖或岩溶潭，如云南六郎洞、广西都安拉通洞等。地下湖是地下岩溶水系的组成部分，它具有自由水面且水体比较平静，其水文特征的许多方面与地表湖泊无异。
（三）洞穴堆积物
溶洞及其他岩溶裂隙与管道内的堆积物，称为洞穴堆积物，根据其成因，可将洞穴堆积物分为：
1.化学沉积物
溶有重碳酸钙的岩溶水，当温度、压力改变时，可逸出CO2，岩溶水中Ca2+、
地貌学及第四纪地质学基础
化学堆积物类型繁多、形态各异，分布于溶蚀洞穴之中。按照其形成方式不同，可分为滴石、流石、雾水和凝结水沉积、毛细管水沉积。
（1）滴石 系洞内富含重碳酸钙的岩溶水滴水作用形成。最具代表性的有石钟乳、石笋、石柱。从洞顶裂隙渗出滴水，常形成垂悬于洞顶的石灰华沉积，叫石钟乳；滴水至洞底，自下向上增长的叫石笋；二者上下相连即成为石柱。
（2）流石 由于基底形态和流水状态不同，流石形态也各不相同，但它们都是洞穴内流水作用下形成的。具有代表性的有边石、石幔、石旗等。
边石 是地下水流过洞底积水塘时，在其边缘形成的碳酸钙沉积。
石幔（又称石帷幕）为丰富碳酸盐的薄层水（面状流），沿洞顶或洞壁裂隙流出而沉积的波状、褶状流石，形如帷幕。有时可形成薄而透的旗状次生碳酸钙，称石旗。
（3）雾水和凝结水沉积 呈丛花状散布在洞壁或其他洞穴堆积物表面的碳酸钙沉积物。
（4）毛细管水沉积物 饱含碳酸钙的水，在毛细管的作用下所形成的碳酸钙沉积。石珊瑚、石葡萄、卷曲石是其典型代表。
石珊瑚 在石钟乳和石笋表面，由于毛细管水渗出而形成的形如珊瑚的碳酸钙沉积物，也可形成状如葡萄的碳酸钙沉积物，称石葡萄。
卷曲石 一种螺旋状钟乳石。富含碳酸钙的岩溶水，由石钟乳的毛细管孔渗出而形成。
2.碎屑堆积物
主要有河湖碎屑堆积物、崩积物和溶蚀残余粘土堆积物。
（1）河湖碎屑堆积物 主要是一些具有层理的砂土和砾石。地下暗河和地表河流中的堆积物有显著的差别。前者含大量洞穴物质，且含有洞外带来的砾石，并多被钙质胶结，因其限于管道水流，故无沉积相的变化。地下湖组成物质较细，多为暗河带来的砂土和粘土，具层理构造；与地表湖积物的区别，在于它不含有机质，不具季节性的色带，常含有洞内灰岩崩落的碎块。另外，在洞穴碎屑堆积物中，常常富集砂矿，如云南个旧的砂锡矿、湘西的砂金矿等。
（2）崩积物 从洞顶和洞壁崩落下来的岩屑和岩块，常与洞底的石灰华、粘土等混杂，胶结成角砾岩。洞穴角砾岩往往形成于气候较寒冷的时期，表现出以机械风化作用为主，如果它与石灰华在洞内呈互层出现，则是说明气候变化的良好标志。
（3）溶蚀残余粘土堆积物 指石灰岩被溶蚀后，残留下富含Al2O3和Fe2O3的粘土物质，含钙质较地表蚀余红土高，细腻均一，呈红色或黄色。一般辅于干溶洞的洞底，厚度变化较大。
3.生物和文化堆积物
一些离水源近，洞口向阳，出入方便的洞穴，常成为原始人类和各种动物居住和栖息的地方。故可以发掘出古人类和哺乳类动物化石以及人类文化遗迹，如石器和灰烬等，所以洞穴也是地质考古的宝库。
（四）溶洞、暗河和岩溶泉研究意义及其调查内容
从水文地质与工程地质角度来说，各种岩溶现象中，岩溶洞穴和地下暗河及岩溶泉的研究，是最重要、最有实际价值的。往往大的溶洞和地下暗河，其赋存的水量是巨大的。可作为工农业和城镇供水的水源。例如广西都安的地下暗河，其暗河最大流量为390m3/s，最小流量也达4m3/s。有一些岩溶泉水量也相当大，如山西平定的娘子关岩溶泉群，其流量达10～13m3/s。著名的“泉都”济南，有泉72处之多，均为岩溶泉。另外，溶洞是很好的旅游资源。巨量的岩溶水有时给矿山开采，带来极大危害，如河南焦中马村，一次突水事故，水量达6300m3/h。溶洞、暗河发育地区，也会给兴建水利工程带来危害。在国外曾因未很好研究岩溶地质条件，而导致毁坝事例并不鲜见，如某地有两个水坝，一个修建在岩溶发育的灰岩上；另一个是建在可溶性石膏胶结的砾岩上，均先后发生崩毁。
溶洞、暗河和岩溶泉的调查内容：应包括位置、高程、形态特征（包括高、长、宽等矢量指标）、发育层位与岩性、构造部位、地貌单元以及分布规模等。在形态测量中，应测制溶洞洞穴的平面、纵剖面及典型的横剖面图，也即溶洞的“三相图”（图6-19），必要时应进行素描及摄影。溶洞“三相图”上应表示岩性及岩层产状，并在平面和纵剖面图中注明暗河、地下湖、岩溶泉及裂隙出水点的位置和高程。
图6-19 岩溶的“三相图”（平面及纵、横剖面）
（广西都安，根据成都地质学院）
野外调查时，除走访当地群众外，常可根据地表微地貌标志来判定地下岩溶的位置和方向。如串珠状的溶蚀洼地、干谷排列的方向、高程（从分水岭至排泄区递减）、溶蚀漏斗、竖井、落水洞及喜水植物作线状分布等，都是很好的线索。
在分析地下水系时应注意：地下分水岭往往和地表分水岭不一致，它可不断变迁甚至消失；当地表分水岭地势平坦，有较大的降水渗入补给时，它两者基本一致；当岩溶水流通道与地下河偏向分水岭一侧发育时，则地下分水岭向岩溶发育较弱的一侧偏移，当一侧岩溶强烈发育时，可使地下分水岭消失。地下分水岭常以其两侧的地下暗河的“天窗”和钻孔中的水位来确定。天窗乃是岩溶洞穴的洞顶塌陷破坏而形成的，形若天窗。
岩溶地貌中洞内堆积地貌有哪些
答：岩溶地貌中洞内堆积地貌有溶洞、地下河（暗河）和地下湖。溶洞是碳酸盐岩经溶蚀而形成近乎水平或倾斜的大型空洞的通称。它可以是集中岩溶水流的通道，也可以因地下水面下降而成干洞。
地下有很多洞穴相连叫什么地貌?
答：这种地貌叫做：地下岩溶地貌。地下岩溶地貌主要是溶洞和地下河，溶洞是岩溶作用所形成的地下岩洞的通称，地下河岩，是具有河流主要特征的位于岩溶区地下的有水通道。
岩溶地貌形成过程
答：再后地面蚀低，浅溶洞与地下河因崩塌而露出地表，地下河陆续转变为地面河，破碎的地面出现溶蚀洼地与峰林。最后，喀斯特盆地不断蚀低、扩大，地面广布蚀余堆积物，形态接近准平原，但仍然残存孤峰。岩溶地貌一般指喀斯特地貌，为中国五大造型地貌之一。喀斯特(Karst)，意为岩石裸露的地方。我国喀斯特地貌分布...
第四纪地貌单元及主要沉积类型
答：内动力包括构造运动和火山作用,而外动力比较复杂,地球表层的运动介质都可成为地貌形成的外动力,按照地质营力的特点可分为河流、地下水、冰川、湖泊、海洋、风等动力,形成各种外力地貌。不同地貌单元形成的主要成因类型及其特征如表6-1。现就最常见的河流、湖泊、地下水、风力等形成的地貌及沉积物简介如下: 表6-1 ...
喀斯特地貌
答：洞里宽的地方像广场，窄的地方像长廊，高的地方有30m高，整个洞平面上迂回曲折，垂向上可分出三层。雨季，整个洞内都有流水，成为地下河流在坡折处河水跌落，形成 瀑布 ；旱季，局部地区有水，成地下湖泊，可能还有积水很深的潭，不妨称之为无底潭。石钟乳是一种呈倒锥状的 岩溶堆积物 ，大的可达...
多层溶洞的形成原因
答：3. 地表岩溶景观包括溶沟、石芽、落水洞、漏斗、溶蚀洼地、岩溶盆地、干谷和盲谷、峰丛、峰林和孤峰。其中，峰丛、峰林、孤峰、漏斗和石芽最具观赏价值。4. 地下岩溶景观中的溶洞是由地下水沿可溶岩层层面、节理或裂隙进行溶蚀扩大而成的空洞。地壳的间歇性抬升会导致多层溶洞的形成。5. 洞穴内的堆积物...
地下岩溶分布特征
答：裂隙发育的地方岩石破碎,地下空洞容易发生洞顶崩塌,为大型溶洞的形成提供了条件。构造裂隙的延伸方向常常控制着地下岩溶的发展方向。 (1)岩溶沿断层破碎带发育 可溶岩层的断层破碎带,特别是张性断层破碎带,地下岩溶特别发育,常发育有地下河或强岩溶带,在断层交叉的部位形成大型溶洞、地下河天窗及地下湖池等。例如,...
喀斯特地貌是怎样形成的
答：喀斯特地貌在碳酸盐岩地层分布区最为发育,该区岩石突露、奇峰林立,常见的地表喀斯特地貌有石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形,和溶沟、落水洞、盲谷、干谷、喀斯特洼地(包括漏斗、喀斯特盆地)等喀斯特负地形;地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等;以及与地表和地下密切相关联的喀斯特地貌有竖井、芽洞、天生...
地貌学及第四纪地质学-外地质营力作用下的沉积物(堆积物)的特征
答：岩溶地貌与堆积物的神秘印记 地表岩溶堆积物如蚀余红土和泉华，洞穴堆积物则分为化学堆积物（如石钟乳、石笋、石柱等）和机械堆积物（地下河沉积物、湖泊沉积和崩塌沉积）。生物沉积物则揭示了自然历史的痕迹。冰川与冻土的冰渍记忆 冰碛物以其独特的印记见证了寒冷环境。砾石混杂，分选极差，磨圆度极低...
岩溶地貌分布在哪些地方?
答：岩溶地貌，也叫喀斯特地貌，是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的形态各异地表和地下形态的总称。地表可溶性岩石（主要是石灰岩）受水的溶解而发生溶蚀、沉淀、崩塌、陷落、堆积等现象，而形成各种石林、石峰、石芽、溶斗、落水洞、地下河、奇异的龙潭、众多的湖泊等特殊的地貌，这些总称岩溶...
