喀斯特地貌发育的气候和地质条件介绍如下:
喀斯特地貌(Karst Landform),是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀,侵蚀与沉积,以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌,以斯洛文尼亚的喀斯特高原命名,中国亦称之为岩溶地貌,为中国五大造型地貌之一。
喀斯特地貌分地表和地下两大类,地表有石芽与溶沟,喀斯特漏斗,落水洞,溶蚀洼地,喀斯特盆地与喀斯特平原,峰丛、峰林与孤峰;地下有溶洞与地下河,暗湖 。
喀斯特地貌在中国分布最广,其集中分布于桂、黔、滇等省区,川、渝、湘、晋、甘、藏等省区部分地区亦有分布 。喀斯特地貌在世界其他地区主分布于波黑迪纳拉山区、法国中央高原、俄罗斯乌拉尔山区、澳大利亚南部、美国中东部、大安的列斯群岛和越南中北部地区。
2023年6月,新疆阿尔金山发现逾2500平方公里喀斯特地貌。
化学机制
1884年,美国学者戴维斯(Davis)提出喀斯特地区地理循环理论,指出喀斯特作用的化学机制为当水中含二氧化碳时,水对石灰岩的溶解能力很强,二氧化碳与水化合形成碳酸,后者电解析出氢离子,与石灰岩中的碳酸根离子作用形成离子状态的溶解物质钙离子和碳酸氢根离子,并随水流失,其反应式如下:
CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3-
H2CO3+CaCO3⇌Ca2++2HCO3-
上述反应是可逆的,当水与空气中二氧化碳减少,碳酸含量亦减少,碳酸钙将发生沉淀。湿热气候条件下土壤二氧化碳含量比空气中高数十倍,且反应速度很快,因而岩溶作用强,喀斯特地貌分布较广 。
物理机制
水的溶蚀能力、岩石化学性质及透水性对喀斯特过程起着决定性作用。湿热气候区地表水与地下水流量大且活动性强,故喀斯特作用强,反之干旱高寒气候区喀斯特作用很弱。
在地壳长期稳定且河流切割较深的可溶性岩石分布区,地下水垂直分带明显,包气带地下水以垂直向下运动为主,可形成极深的落水洞;浅饱水带地下水以水平流动为主,常发育水平溶洞与暗河;过渡带地下水水位随季节升降;承压水带地下水活动受地质构造控制,可发生深部喀斯特。新构造强烈上升区石灰岩地层中不可能形成相同的地下水位,地下水垂直分带不明显 。