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镜头下的地质之美第三季:喀斯特地貌与红层及丹霞地貌

 红豆居士 2017-06-06

岩石遇水发生溶解称为岩溶。通常由碳酸盐、硫酸盐和氯化物构成的岩石溶解程度较高,称为可溶性岩石。可溶性岩石以石灰岩分布面积最大,约占全球陆地总面积的15%。1893 年,司威依奇(Jovan Cviji?)在对斯洛文尼亚与意大利边境附近的石灰岩高原进行研究时,发现这一地区溶蚀作用强烈、地貌独特,便将当地的村名“喀斯特(Karst)”来泛指溶蚀作用强烈的石灰岩地貌。

        石灰岩溶蚀可以形成千姿百态的峰丛、峰林、石林等。与此同时,石灰岩发育地区的水体中往往含有浓度较高的碳酸氢钙,在温度上升或压力急剧减小的环境,溶解于水中的碳酸氢钙会以碳酸钙的形式重新从水中沉淀析出,在比较开放的洞穴、裂隙等环境下形成石笋、钟乳石或者石灰华台地等形态特殊的地质景观。石灰岩在水的作用下发生溶蚀以及碳酸钙从水中沉淀析出是两个相反但互相依存的过程。在石灰岩广泛分布的地区,两种过程往往同时发生。喀斯特地貌在中国广泛分布,南方的广东、广西、云南、贵州、四川、重庆等地的喀斯特地貌更为集中和典型,由云南石林、贵州荔波、重庆武隆、广西桂林、贵州施秉、重庆金佛山和广西环江七地的喀斯特地貌已经以“中国南方喀斯特”的名义被集中列入世界自然遗产名录。


喀 斯 特 地 貌
峰 林 与 峰 丛
       峰林与峰丛是重要的喀斯特地貌类型。由多个锥状或塔状的石灰岩山峰组成, 远望如林,称为石 林。两个或多个底部联为一体的石灰岩山峰称为峰丛。峰林与峰丛广泛分布在中国 南方喀斯特地区,其中典型实例有广西桂 林和贵州兴义。
桂林会仙峰林
桂林奇峰镇峰林
云 南 石 林
        石林是喀斯特地貌的另一重要类型,是由林立的锥柱状、椎状和塔状石灰岩岩体密集组合在一起构成的景观,以云南的路南石林和乃古石林最为典型。
石灰岩柱与溶沟
云南乃古石林
阿诗玛
奇 异 的 钙 华
        石灰岩的主要成分是碳酸钙,在水和二氧化碳的共同作用下碳酸钙可以转化为可溶性的碳酸氢钙。这个过程是可逆的,在适当的物理化学条件下,特别是当水的温度升高时,水中的二氧化碳会迅速逃逸,使富含钙离子的岩溶水发生沉淀形成钙华。
美国西部的梦纳湖(Mono Lake)
这是一个火山喷发后火山中心塌陷形成的火山口湖。自火山湖形成至今数十万年来,周围的河水携带着从土壤中溶解的矿物质不断汇入湖中,湖水越来越咸, 碱性越来越大。现在的盐度是大洋海水的2.5 倍,碱度是大洋海水的80 倍
黄龙“聚宝盆”
溶  洞
        当地壳上升,地下水面下降,喀斯特洞穴脱离地下水位,形成干溶洞。自溶洞顶部向下次生的一种以碳酸钙为主的沉淀, 开始只成为一小突起附在洞顶,以后逐渐增长, 形成具有同心圆状结构的空管, 因状如钟乳,故称钟乳石。 当洞顶的水滴落到底板后, 形成由下而上增长的碳酸钙沉淀,形如笋状,称为石笋。如果钟乳石往下长,与对应的下方的石笋相连接后便形成石柱。不同的溶洞形成的钟乳石、石笋和石柱等千差万别。
桂林七星岩溶洞
桂林七星岩溶洞
桂林七星岩溶洞
桂林的七星岩原是距今100 万年的一段古河道。洞分3 层:上层高于中层8 ~ 12m 残留的痕迹尚可辨认; 下层距中层1 ~ 10m,是仍在发育的地下河道
北京房山石花洞
北京房山石花洞
北京房山石花洞
北京房山石花洞
石花洞园区有各类岩溶洞穴30 余个,分布在大石河沿岸。洞穴位于距今4.9 亿 ~ 4.5 亿年间形成的石灰岩中,其中最著名的是石花洞和银狐洞。 洞穴是在距今十几万年前开始形成,是中国北方温带气候条件下岩溶洞穴的典型代表。洞穴内次生化学沉积物千姿百态,堪称溶洞的艺术殿堂
红 层 及 丹 霞 地 貌
       红层泛指所有地质时期形成的红色岩系,丹霞地貌是红层地貌中的特殊类型,主要指产状平缓、节理发育的陆相红层在差异风化、重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合作用下形成的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。
        1928 年,地质学家冯景兰先生将丹霞山 “绝崖陡壁”的红色砂砾岩称为“丹霞层”。1938 年,地质学家陈国达先生将丹霞山附近顶平坡直、绝壁悬崖的奇峰怪石称为丹霞地形。1978 年,中山大学曾昭璇教授将这种以丹霞山为典型,以丹崖峭壁、石峰林立为特点的红层地貌正式称之为“丹霞地貌”。 2010 年,联合国教科文组织正式将这种地貌称为“中国丹霞”。丹霞地貌在中国已经发现1200 余处,几乎遍布整个中国。
广东丹霞山
构成丹霞地貌的岩石为白垩系丹霞组的砂砾岩,形成时间为新近纪以后
广东丹霞山
承德磬锤峰(棒槌山)
由侏罗纪末期—白垩纪早期形成的红色砂砾岩构成。磬锤峰大约形成于300 万年前
张掖冰沟丹霞
张掖冰沟丹霞
青海坎布拉地质公园内的丹霞峰 丛
主要由距今大约3800 万年(始新世)的砂砾岩组成。这里的丹霞地貌大约开始形成于十几万年前,以奇峰、方山、洞穴、峭壁为主要特征
张掖彩色丘陵
张掖彩色丘陵
由1 亿年前白垩纪早期的河湖相砂砾岩和泥岩组成该景观常被称为“七彩丹霞”,也是陆相砂砾岩为主,形成时代也是中生代,但因为没有明显的陡崖坡和峰林,并不是严格意义上的丹霞地貌
张掖彩色丘陵
岩石中有钙质胶结物和石膏等易溶矿物,
呈现出类似喀斯特特征的地貌



本文资料来源于中国地质科学院苏德辰、孙爱萍所著《地质之美:经典地貌》



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