形態及特徵
根據岩溶分布位置和出露於地表的情況,可相對劃分為地表和地下及組合形態。
地表溶岩形態及特徵
(1)石芽與溶溝
地表水沿可溶岩石的節理裂隙流動,不斷進行溶蝕和沖蝕,開始是微小的溶痕,溶痕進一步形成溝槽的形態,稱溶溝;溝槽間突起者為石芽;
(2)岩溶裂隙
地表水或地下水沿可溶岩的節理裂隙或層面流動,不斷對裂隙四壁進行溶蝕和沖蝕,從而不斷擴大成幾厘米至數十厘米寬的岩溶裂隙。
(3)岩溶窪地
由岩溶作用而產生的封閉窪地。
(4)構造岩溶盆地(坡立谷)
在地表相對穩定條件下,地下水的水平作用增強,岩溶窪地進一步擴大,構成封閉或半封閉的盆狀地形
(5)岩溶夷平面
這種岩溶化夷平的地面,只是由於後期抬升至山頂,其地貌上呈現波狀起伏、峰頂齊一的形態,在西山的汾河以北及東山,現今海拔均在1550-1650m左右。
(6)紅土台地
碳酸鹽岩類岩石被溶蝕後,留下不溶的殘餘堆積物為棕紅色粘土,濕熱的氣候條件下氧化溶淋作用較強,使氧化鐵富集,呈現紅色。
(7)岩溶丘陵
丘陵起伏不大,相對高度通常100-150m左右,坡度一般小於45,。
(8)乾谷
岩溶地區的乾涸的河谷即乾谷。一般地說,乾谷作為以前地表水的排水道,後因地殼上升或氣候變化,侵蝕基準面下降,發育了更深的地下排水系統,使其成為乾谷,洪水期可有間歇性水流。
(9)岩溶槽谷
長條狀的岩溶窪地即岩溶槽谷,其發育主要受構造控制。
(10)岩洞
主要是地表水沖蝕、溶蝕或風蝕的結果。由生物化學、霜凍作用、差異風化而形成,一般呈水平的洞穴。一般寬度大於高度,深度不超過l0m,整個洞都處於日光影響帶,通常分布在河谷兩側。
(11)岩溶泉
即岩溶水向地表溢出的天然露頭。
地下溶岩形態及特徵
岩溶地下水在可溶性岩體內溶蝕、沖蝕和堆積所形成的各種岩溶形態,有下列類型:
(1)溶孔
可溶岩礦物顆粒間的原生孔隙,解理等被溶蝕後,形成直徑小於幾厘米的小孔稱為溶孔。
(2)微孔隙
這類孔隙由碳酸鹽岩礦物的晶洞孔隙和晶間孔隙及粒間孔隙等構成,孔隙介於0.5-5/μm,個別達25/μm。這種低滲透的微孔隙可以存儲地下水,但一般條件下這種微孔隙水難於參加地下水運動,只是裂隙帶附近的微孔隙可以表現出一定的導水性,岩石的導水性能是藉助於各種不同級別的裂隙和微孔隙連通。
(3)溶穴
直徑一般小於50cm的穴孔。在岩溶地下水主徑流區和灰岩裸露區均可見。
(4)溶蝕裂隙
水流沿可溶岩的節理裂隙進行流動,不斷對:裂隙壁進行溶蝕和沖蝕,從而不斷擴大而成具有較大的高寬比,有時與溶孔連線呈串珠狀溶孔、溶隙。
(5)流痕
水在石灰岩上流動通過溶蝕或侵蝕作用在其上形成流痕。其一是位於洞底及緩傾斜的洞腳的貝殼狀流痕。其二是位於洞頂的大的淺凹穴,叫做洞頂流痕。流痕對水文地理學來說具有重要意義,因為流痕的形成需要時間,流痕反映水流覆蓋的最後持續時期的流水狀態,其陡坡指向水流方向。
(6)渦穴
這種形態多為混合溶蝕作用的產物,即節理水和通道水的混合溶蝕。
(7)裂縫通道
在形態和方向上總是由裂隙所決定,並且總是高度大於寬處。在潛流條件下形成的橢圓形通道常常往上延變成一條裂隙,這類通道是由張性裂隙發育而成。
(8)洞頂懸吊岩
系指洞穴內位於洞頂的母岩突出物,有的狀若鍾乳,洞頂懸吊岩多形成於洞穴發育的飽水帶階段。
(9)溶洞
亦稱洞穴,本區所見溶洞一般是水平型溶洞,它是與不同時期的侵蝕基準面相適應的溶洞,主要發育於飽水帶內。
分布
我國是世界上岩溶最發育的國家之一,岩溶分布較廣,類型較多。
通過碳酸鹽岩儲集性能巨觀或微觀研究,對含水介質孔隙、裂隙、管道或洞穴及其組合類型有了比較全面的認識。岩溶地質工作者根據我國岩溶發育規律、發育程度、組合類型和形態等,將我國岩溶劃分為北方岩溶、南方岩溶和西部岩溶三大類,總結了孔隙-裂隙、裂隙網路-強徑流帶、岩溶裂隙-溶洞、溶洞-管道等多重介質岩溶水滲流或岩溶水管道流模式。
岩溶-環境
岩溶環境被視為與沙漠邊緣一樣的脆弱生態環境。其脆弱性主要表現在:環境容量小,植被遭破壞後很長時間才能恢復,以及水文過程變化迅速,旱澇時常發生,生物生產量過渡依賴於生境條件,但生境條件受到環境影響明顯;生態環境的良性演化依賴於植被的恢復;水資源利用與土地利用方式間的可持續發展途徑缺乏有效性和可操作性,結果是不合理的土地利用(如刀耕火種、過度開墾),造成生態環境中種子庫嚴重丟失,物種多樣性受到影響,植被演化趨於單一或種群趨於退化。反過來制約了生態環境向有利的方向發展。在我國南方廣大岩溶區,儘管降雨豐沛,但缺乏土壤植被系統的調節,加之岩溶水分布的不均勻性,以及蒸發量較大,因此,乾旱問題依然突出。岩溶區石漠化現象正是在“水-土-植被”這一矛盾運動中產生的。已有研究成果證明(朱守謙,1997;周政賢,1987),“光禿的石山”並不是岩溶與生俱來的特徵,早在明代,桂林地區就曾有大量的森林,後因人口增長和社會文明的發展而喪失了。所幸的是,現今在我國西南尚存小面積的原始岩溶森林,它為人類研究岩溶生態系統的良性演化機制提供了可能,也是岩溶地區生物多樣性的寶庫。
識別標誌
岩溶發育的影響因素較多,最主要的有地形地貌、地層岩性、地質構造、水文氣象、水文地質條件等,在這些因素共同作用下,促進了岩溶地質作用的形成,它是一個以碳酸鹽岩的化學溶解作用和物理破壞作用為主的緩慢溶蝕過程,在這一漫長的地質作用過程中,也必將不斷對原有地形地貌、水文地質條件發生影響和改變,並形成了一整套特殊的岩溶化地形地貌標誌性影響,也是我們巨觀上判斷岩溶發育程度的直接識別標誌。
(1)岩溶槽谷、岩溶盆地、岩溶窪地、岩溶漏斗等岩溶地形地貌形態的發育程度與其下部的岩溶洞穴發育成正比。岩溶槽谷、盆地、窪地、漏斗等在地表的發育分布,其實質是促進了地表水的集中下滲,促進岩溶系統向下部的豎直發育,常形成豎管狀深落水洞、地下暗河天窗等地表水入滲通道,是岩溶地下水的補給區,並在其下部一定溶蝕基準面附近匯流成地下暗河系統排泄出地表。
(2)地表水系形成盲谷或部分伏流。在地表水系的徑流過程中,在流經了岩溶發育區地段後,當地表水系流量明顯減小甚至變成盲谷後,說明該區段內地下水岩溶暗河系統極為發育,有地表水入滲通道,是岩溶地下水的補給區,且水流順暢,排泄能力強。
(3)岩溶洞穴、地下暗河出口及岩溶泉水的分布出現,也是表明岩溶發育的直接標誌。並且,根據對岩溶洞穴的進一步調查,如洞內水流情況,動植物分布情況,洞穴內充填物情況等,可分析洞穴的發育歷史,確定岩溶所處的發育階段。
地下暗河出口及岩溶泉水的發育和分布情況,不僅可分析該地表河段的河谷地下水動力條件類型,分析地下水分水嶺高程,還可根據水量、水溫、水質的變化情況,分析判明地下水的補給源情況,如補給源水質,徑流途徑及埋藏基本情況,為判斷水庫滲漏及防滲處理提供依據。