喀喀斯斯特特地地貌貌发发育育阶阶段段划划分分标标准准及及其其演演化化特特征征
喀斯特地貌(KarstLandform)是由水对可溶性岩石(如石灰岩白云岩石膏等)的溶蚀作用为主导过程形成的一类特殊地
貌形态。其发育阶段的划分是岩溶学研究的重要内容,涉及地质构造水文条件气候环境等多因素综合作用下的地貌演化规
律。本文将从传统划分方法现代综合分类各阶段特征及划分标准等方面展开系统论述。
一一喀喀斯斯特特地地貌貌发发育育阶阶段段划划分分的的理理论论基基础础
1.传传统统地地貌貌循循环环理理论论的的影影响响
早期喀斯特地貌研究受到戴维斯(W.M.Davis)地貌循环理论的启发。戴维斯提出的“幼年-壮年-老年”三阶段模型被引入岩溶
地貌演化研究,认为地貌演化遵循初始溶蚀阶段→快速发育阶段→均衡衰退阶段的线性发展模式。例如,幼年期以地表溶沟
石芽为主;壮年期形成峰林溶洞等典型景观;老年期则表现为低矮残丘和平坦溶蚀平原。
2.岩岩溶溶动动力力学学的的深深化化
20世纪中叶以来,袁道先院士提出的岩溶动力学理论突破了单纯形态学划分的局限,强调水-岩-气-生物相互作用的动力学过
程。该理论将地貌发育与地下水循环系统(表层带渗流带潜流带)的演化相结合,认为不同水文带控制着垂直溶蚀水平
溶洞发育等差异过程。
3.多多因因素素综综合合分分类类趋趋势势
现代划分标准逐渐摒弃单一时间尺度或形态标准,转而采用多指标综合体系。包括:构造基准面:地壳升降速率与溶蚀速率
的相对关系水文特征:地表水与地下水系统的耦合程度气候条件:年均降水量与溶蚀强度的相关性岩性组合:碳酸盐岩纯
度层理厚度及裂隙发育度
二二经经典典发发育育阶阶段段划划分分标标准准及及特特征征
1.幼幼年年期期阶阶段段((初初始始溶溶蚀蚀期期))
核心标志:以垂向溶蚀为主,地表-地下水系统初步分化
地貌组合:地表发育密集溶沟(Kluftkarren)和石芽(LimestonePinnacles),沟深可达数米出现小型漏斗状洼地
(Doline),直径通常00米地下形成孤立溶隙,尚未形成连续洞穴系统
水文特征:地表径流占主导,地下水埋深较大(50米),泉点稀少且流量不稳定
典型案例:中国鄂西山地法国科斯高原边缘区
2.壮壮年年期期阶阶段段((强强烈烈发发育育期期))
核心标志:地表-地下岩溶系统全面发育,水平溶蚀作用增强
地貌组合:峰丛(PeakCluster)与溶蚀洼地(Polje)相间分布,洼地直径可达数公里大型溶洞系统形成,洞内发育石笋
石幔等次生化学沉积出现天生桥穿洞等崩塌地貌
水文特征:地表河流部分转入地下,形成断头河盲谷;地下河系网成熟,伏流段占比超过60%
典型案例:中国广西桂林-阳朔峰林区斯洛文尼亚波斯托伊纳洞穴系统
3.老老年年期期阶阶段段((均均衡衡衰衰退退期期))
核心标志:溶蚀速率趋缓,剥蚀作用占主导
地貌组合:孤峰(IsolatedTowerKarst)散布于溶蚀平原,相对高度00米洞穴系统大规模崩塌,形成溶蚀谷地(Uvala)
地表广泛覆盖红色黏土(TerraRossa)风化壳
水文特征:地下水埋深浅(0米),地表水系重新发育,形成曲流河网
典型案例:中国广东肇庆七星岩美国佛罗里达半岛南部
三三现现代代综综合合划划分分标标准准体体系系
1.构构造造-岩岩溶溶耦耦合合分分类类法法
根据区域构造运动强度与溶蚀速率的动态平衡关系,分为:抬升型岩溶:地壳抬升速率mm/年,以峡谷天坑等垂向地貌
为主(如重庆武隆)稳定型岩溶:构造相对稳定,发育多层水平溶洞(如贵州双河洞)沉降型岩溶:溶蚀平原广泛发育,伴
有埋藏古岩溶(如华北任丘油田区)
2.气气候候-岩岩溶溶响响应应分分类类法法
根据水热组合对溶蚀速率的影响(以溶蚀系数K=4ET/P计算,ET为蒸散发量,P为降水量):湿热型(K0.3):年均温
8℃,年降水500mm,形成锥状峰林(如越南下龙湾)半干旱型(0.3K0.6):发育干谷旱谷,地表岩溶形态退化
(如西班牙安达卢西亚)寒冻型:冻融作用促进裂隙扩展,形成冰缘岩溶(如加拿大落基山脉)
3.水水文文系系统统演演化化阶阶段段
依据地下水系统结构演变划分:孤立管道流阶段:分散溶隙未联通,水力坡度5‰网络状潜流阶段:形成三维管道网络,水
力坡度-5‰扩散流阶段:岩体渗透性均匀化,水力坡度‰
四四特特殊殊发发育育类类型型的的阶阶段段归归属属
1.深深埋埋古古岩岩溶溶
发育于