为何石灰岩地区易形成喀斯特地貌

为何石灰岩地区易形成喀斯特地貌
为何石灰岩地区易形成喀斯特地貌

为何石灰岩地区易形成喀斯特地貌
一、喀斯特作用：1884年戴维斯指出：喀斯特作用指水和重力对碳酸盐为主的可溶岩的溶蚀与侵蚀搬运与沉积作用之总称.
二、喀斯特作用的化学过程
CO2 CO20 CO2扩散入水（水中CO2含量与温度成反比,与压力成正比） （1）
CO20 +H2O H2CO3 物理水合 （2）
H2CO3 H+ + H2CO3– 碳酸离解 （3）

CaCO3 Ca2+ + CO22– 钙离子从晶格中游离（4）

CO22– + M+ MCO3
综合 CaCO3 + CO2 + H2O 2 HCO3– + Ca2+ （5）
三、喀斯特作用的基本条件（89页）
（一）岩石要形成Karst首先必须
1、岩石的可溶性 岩石的可溶性取决于其化学成份、矿物组成和岩石结构.根据岩石的可溶性可将其分为：
碳酸盐类：石灰岩 方解石
白云岩 白云石
硫酸盐类：石 膏
芝 硝
卤化物类：食 盐
钾 盐
从溶解度来看,卤性物质和硫酸盐要比碳酸盐类高.但地球上岩溶地貌为什么主要形成于石灰岩地区,这主要是因为石灰岩分布广,厚度大.
就碳酸盐类岩石的溶解性看,它主要取决于CaO/MgO.该比值越高,溶解度越高.
岩石的结构对岩石的可溶性也有重要影响.一般来说晶粒越小,溶解度越大.对于白云岩来说,微粒的（CaO/MgO=2.15）相对溶解度为0.82.细粒的（CaO/MgO=2.11）为0.74.中粒的（CaO/MgO=2.02）为0.65.不等粒结构的岩石比等粒结构的岩石相对溶解度要大..
2、.岩石的透水性.岩石的透水性决定于其裂隙度和孔隙度.一般的可溶性岩石的孔隙度较低,如表的石灰岩孔隙放在2—7%,对岩石透水性的影响较小,影响岩石透水性的因素主要是岩石的裂隙度.
岩石的裂隙度大小与岩石的构造、纯度和厚度有关：
构造 张性断裂带,背斜的轴部和向斜的深部,裂隙度大.
纯度 纯度高,刚性强,裂隙易扩张深长.
厚度 厚度大,隔水层少,裂隙深长较大,有利于岩石的溶解.
（二）水的因素
1、水的溶蚀力,纯水的溶解能力是极其弱微的,只有当有CO2加入时,水的溶解能力有很重要的岩溶意义.所以水的溶蚀力的大小取决于水中CO2含量的多少.水中CO2的来源主要有三个方面： 大气中的CO2 、有机成因的CO2 、无机成因的CO2
水中CO2含量的多少与水温和大气CO2的分压力有关.水温高,CO2含量少.水温低,CO2含量高.大气中CO2的分压力越大,水中的CO2越高.反之则水中含量就低.
据研究CO2含量： PCO2=0.0003大气压 PCO2=1个大气压
0℃ 1.02 mg/kg 3347 mg/kg
10℃ 0.7 mg/kg 2319 mg/kg
20℃ 0.52 mg/kg 1689 mg/kg
30℃ 0.39 mg/kg 1250 mg/kg
温度的影响: 有两种作用,影响水中CO2的含量,影响化学反映的速度
压力的影响：在土壤中PCO2的压力高,CO2含量高,岩溶能力强.
水的溶蚀力随深度增大而降低
2、水的流动性
在自然界不流动的水质很容易达到饱和状态.但是由于流动性使不同浓度的饱和水溶液相混合产生混合溶蚀作用.故自然界的水才具有较强的溶蚀能力.
沿途温度升高或压力降低时,也会使水中CO2含量减少,故造成碳酸钙的重新沉积,这就是洞穴中宽广的地方沉积景观丰富、而狭窄地方沉积少的缘故.
三．岩溶水的动态
在岩溶地区,地表水大多通过各种裂隙和孔隙进入地下,形成地下水流,故地表水比较缺乏,相反则地下水比较丰富.因此岩溶作用不仅发生在地表,更主要的是发生在地下.通常把可溶岩石内所含的一切地下水总称为Karst水或岩溶水.
岩溶水的运动直接影响着岩溶作用的进行和岩溶地貌的形成,故有十分重要的意义.岩溶水具有多种形式,如孔隙水、裂隙水、溶洞水等.有的有自由水面.而有的呈承压状态.在被大河深切的岩溶地区,岩溶水根据他们的运动方向自地表而下可分为四个带：

1、渗透带：地表以下至丰水期潜水面以上,有利垂直洞穴发育
2、季节变动带：丰水期潜水面至枯水期潜水面,丰水期呈水平流动,枯水期呈垂直流,发育垂直和水平溶洞.
3、水平流动带：枯水期潜水面以下,直到低谷能补给河流的深度.水流呈水平流动补给河流、常年流动、并且有自由水面.十分有利于水平发育大规模的水平溶洞.
4、深部滞留带：位于水平流动带以下,水流动慢、水质交替弱、岩溶作用微弱.