关于锥状喀斯特与塔状喀斯特的水动力成因过程──以黔中地区为例

锥峰可以峰丛的形式,也可以峰林的形式,与任何喀斯特负地形组合构成锥状喀斯特组合类型。而塔峰仅以峰林形式出现在冲积平原发育的槽谷、盆地或溶原中。因此,有的地区是以锥状喀斯特为主,有的是锥状喀斯特与塔状喀斯特并存。锥状喀斯特是湿热带喀斯特的原生地形,峰丛喀斯特启动的临界条件是内、外源地表水流的垂向渗透。在这一基础上,只要有足够的渗流带厚度,峰丛洼地取得六边形结构后,将成为处于动力平衡的稳定态地貌。而潜流基面位置的存在则是峰丛向峰林转化的唯一先决条件,即通过基面上石峰边坡的平行后退形式形成峰林溶原,在这个过程中并非要求大规模的地表水流参与。但潜流基面浅埋和强大的地表水流相结合是锥状喀斯特向塔状喀斯特转化的基本条件,二者缺一不可,而外源水的存在与否并不重要。      

关于“峰丛”、“峰林”与“锥状喀斯特”及“塔状喀斯特”涵义的比较和认识

“峰丛”和“峰林”是在中文文献中使用的两种主要的喀斯特地貌术语。而在其他国家,这两种地貌通常被定义为“锥状喀斯特”和“塔状喀斯特”,但峰丛、峰林与锥状喀斯特、塔状喀斯特并不完全相同。中国喀斯特分布广泛,本文把西方和中国的喀斯特专业术语连接起来,能让西方地貌学家更好地了解中国的喀斯特。本文是朱学稳教授近期发表于《中国岩溶》第28卷第2期上的 “我国峰林喀斯特的苦干问题讨论”论文的英文附加篇。 峰丛喀斯特地貌遍及贵州省及其临近省份大部分地区,其锥体石山较爪哇、牙买加和菲律宾群岛的更高更陡。尽管后者为西方所熟知,但贵州的峰丛可以说是峰丛和锥状喀斯特的典型代表。不过广西的峰林仅在中国以外东南亚的小部分地区可以看见。许多被西方认为是塔状喀斯特的地貌并非真正的峰林。问题产生的原因在于西方学者通过山体形状来区分锥状喀斯特和塔状喀斯特,而中国的学者是根据石峰之间是否存在喀斯特平原来区分峰林和峰丛。 峰丛喀斯特是一种发育成熟的石灰岩地貌,具有深厚的包气带、完整的地下排泄系统,以及发育时间长并免遭更新代冰川破坏的山体形貌。峰林喀斯特是一种极端地貌,仅在横向夷平持续时间比较长的特定环境中形成。峰林形成条件是:（1）石灰岩质纯;（2) 石灰岩层厚;（3）喀斯特平原上有冲积层发育;（4）地下水位变化幅度不大;（5）冲积平原有外源沉积物的流入补充;（6）缓慢构造抬升与喀斯特平原表面剥蚀相适应;（7）具有使石灰岩快速溶蚀的炎热湿润气候;（8）周围喀斯特平原下降时,地面蚀低和石灰岩山体边坡后退平衡。如果构造条件合适的话,峰丛可以演化为峰林。但如果有其他因素起作用,峰林和峰丛似乎可以并行发育。二者的起源仍然备受争论,并且峰林的起源恐怕是多种的。建议国际学术文献中应更加广泛地应用“峰丛”和“峰林”术语,“锥状喀斯特”和“塔状喀斯特”则主要用于对形态方面的描述。      

峰林喀斯特的性质及其发育和演化的新思考(1)

从峰林喀斯特系统整体分析出发,本文较深入地讨论了我国峰林喀斯特的基本性质。对峰林喀斯特发育和演化的一系列有关问题提出了新解释、新意见和新认识。该文第一部分详细讨论了峰丛洼地和峰林平原两者常存在发育上的协同关系、分布上的依存和配套关系。据最新统计,我国峰林喀斯特分市在北纬32度以南,东径100度以东广大地区,总面程约14万km~2。峰林平原和峰丛洼地两类地形的分布比例为1∶8.3。广西境内峰林喀斯特有5.8km~2,比例为1∶3.8,亦以峰丛洼地地形占优势。      

中国的喀斯特天坑

中国有世界上最广大的喀斯特区域,最多样化的喀斯特景观和为数极多的漏斗与洞穴.中国南部在湿热气候条件下发育的峰丛和峰林喀斯特,在全球锥状和塔状(cone and tower)喀斯特类型中,是最具代表性的典型形态.而峰丛喀斯特区则是天坑(tiankeng)的重要分布区域.近十几年来,已有近50个天坑在中国南方的峰丛喀斯特区被发现.主要分布在重庆、广西、四川和贵州境内.目前的研究表明,天坑主要发育在特定的地貌、地质和水文地质环境下,并因此区别于常态的喀斯特漏斗.     

贵州锥状喀斯特发育时代下限的确定及其方法

结合第四纪地质学和喀斯特水文地貌学方法,在贵州锥状喀斯特区找到可以确定锥状喀斯特发育时代下限的洞穴淡水碳酸钙沉积记录。用不平衡铀法测定时限剖面上的碳酸钙年代,数据表明黔中一带某些峰林溶原区的夷平化时代不早于中更新世,而峰丛洼地区的漏陷化不早于晚更新世。并推测水流垂向活跃区的地形降低速率可能比水流横向活跃区的高一个数量级。      

中国南方喀斯特世界自然遗产拓展地环江喀斯特地貌价值及贡献

“中国南方喀斯特”是中国向联合国教科文组织世界遗产委员会分期申报的系列世界自然遗产。“中国南方喀斯特”第一期遗产地包括云南石林喀斯特、贵州荔波喀斯特和重庆武隆喀斯特;第二期提名地则包括了广西桂林喀斯特、贵州施秉喀斯特、重庆金佛山喀斯特,以及作为荔波喀斯特拓展地的广西环江喀斯特。环江喀斯特作为中国南方喀斯特荔波世界自然遗产地的拓展,对其申报论证倍受关注。新西兰Williams教授2013年考察环江时指出：“环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展地,无须论证其突出的普遍价值,而应关注其拓展的价值,即能为中国南方喀斯特及荔波喀斯特世界自然遗产构成作出哪些突出贡献”。然而近年来人们多注重于荔波喀斯特地貌世界遗产价值研究,环江喀斯特的世界遗产价值至今尚无人进行过相关研究。本文基于野外实测资料、研究区遥感影像图、1∶10 000地形图及1∶200 000水文地质图等工作底图,并运用ArcGIS、Erdas、AutoCAD、Photoshop等技术软件,尝试从环江喀斯特的地理地质背景、地貌特征等方面与荔波喀斯特和“中国南方喀斯特”其他片区进行对比的角度来研究环江喀斯特的地貌特征,旨在申明环江喀斯特的拓展,能为“中国南方喀斯特”世界自然遗产做出哪些实际的补充和完善,进而为“中国南方喀斯特”第二期世界自然遗产的成功申报提供科学材料。 研究结果表明,环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展,在“中国南方喀斯特”系列遗产中其具有以下重要价值和突出贡献： (1)环江喀斯特主体为锥状峰丛谷地喀斯特地貌,从分水岭至河谷表现出由峰丛洼地―峰丛谷地―峰林洼地―峰林谷地的有序正向演替规律。 (2)环江喀斯特与荔波喀斯特相似性体现在喀斯特演化环境、形态特征、演化过程、生物生态等方面,而这些也正是荔波喀斯特给“中国南方喀斯特”的贡献所在。 (3)环江喀斯特和荔波喀斯特联合展示了从高原到低山区逐渐过渡的一套完整的锥状喀斯特体系,例证了湿润热带－亚热带地区正在进行的锥状喀斯特地貌基本发育过程及演化规律,与此同时,由于环江喀斯特靠近古宾河而促发回春效应,形成了一套峰丛洼地更深、坡度更陡、内部地势高差更大的回春地貌,增加了锥状喀斯特回春发育方面的价值。 (4) 拓展环江喀斯特将保证荔波喀斯特在地质地貌、生物生态、自然景观等方面的完整性,不仅扩展了荔波喀斯特的面积范围,增加了荔波喀斯特森林生态系统的价值及其安全性,提升了荔波喀斯特世界遗产价值,还解决了因贵州和广西行政边界而遗留下来的荔波喀斯特南部缓冲区边界不完整的问题。 (5)在中国南方喀斯特谱系中,荔波－环江喀斯特记录了中国南方碳酸盐岩第二旋回的沉积历史,经历了东吴运动、印支运动及新构造运动对喀斯特地貌的改造过程,代表了中国南方云贵高原向桂林盆地过渡地区锥状喀斯特地貌及正在进行的锥状喀斯特地貌演化过程,其地貌特点、形成条件与高原面上的石林剑状喀斯特、云贵高原边缘的台原喀斯特、高原向低山盆地过渡的武隆天坑地缝喀斯特、施秉白云岩峡谷喀斯特和低山盆地的桂林塔状喀斯特有显著的区别,是热带亚热带地区锥状喀斯特的世界模式地。     

兴义坝戎喀斯特峰林区的削顶滑坡

兴义坝戎喀斯特峰林区连续出现顺层面将锥状、圆锥状的山顶削平的削顶滑坡表明,在垄头组纯灰岩布露的单斜岩层区发育的锥状、圆锥状峰林,坡体是不稳定或处于临界状态的,其根本原因在于岩层的倾角值。结合其紧邻的丫口寨发育的喀期特单面分析,坝戎地区峰林坡体滑动的岩层倾角临界值是14^o。     

贵州兴义喀斯特景观特征

贵州省兴义市是典型的喀斯特地区,区内广泛分布着雄伟壮丽的喀斯特地貌景观,以高原、峡谷、峰丛、峰林、石林以及发育其间的瀑布群、泉群等组合为特征。其中,马岭河峡谷长74. 8km,谷底宽30～ 50m,切割深度300～ 700m,被誉为“高原峡谷一线天” ;两岸地表支流、泉水坠入河谷形成常年瀑布多达70余处,瀑高50～ 200m,构成云贵高原一大喀斯特水文地貌奇观;斜坡台原之上峰丛峰林密集相连,层层叠置,景象甚为雄伟壮观;其中峰体坡度较缓的锥状喀斯特先是在古地理的外动力环境影响下发育形成,后又经受高原抬升的影响,在发育持续时间、环境及其形态特征上与桂林峰林均有所不同,因而成为全球锥状喀斯特发育演化过程最为完整的范例之一。独特的兴义喀斯特景观,是在特定的岩性结构条件下,经长期构造运动抬升切割和风化剥蚀作用形成的,具有很大的科学意义和观赏价值。      

贵州高原喀斯特景观及其旅游形象

本文通过贵州喀斯特旅游景观类型、特点及优势分析，提出高原、峡谷、峰林、峰丛、瀑布、溶洞是贵州最有代表性的喀斯特景观，它们在空间结上层次丰富的组合，即构成贵州高原绚丽多姿的喀斯特旅游形象，从而展示出贵州喀斯特旅游资源开发的巨大潜力和良好前景。     

锥状喀斯特区溶洞景观特征及其旅游资源评价

锥状喀斯特是湿热带地区重要的喀斯特地貌景观类型和高品位的旅游资源。发育在锥状喀斯特地区的溶洞既是锥状喀斯特地貌景观的重要组成部分,也是发展旅游不可替代的景观资源。本文从这一认识出发,首先揭示了锥状喀斯特及溶洞发育的四大特征: ( 1)溶洞成因类型多样; ( 2)是深、长、大洞的主要发育区;( 3)不同锥状喀斯特发育阶段,洞穴类型组合不同; ( 4)能形成溶蚀、沉积形态丰富、造型奇特、美学价值很高的溶洞景观集群。在此基础上,进行了初步的旅游价值评价,指出在旅游开发中具有三大资源优势: ( 1)洞穴资源具有多功能性(科研、探险、观光旅游、生态旅游、医疗等)。( 2)构成独特的高品位峰林— 溶洞(地面、地下)综合景观类型。( 3)景观资源的高度互补性可提高旅游景观内涵的丰度和旅游经济效益。      

贵州西部的岩溶地貌

安顺、水城地区位于贵州高原西部,锥状岩溶非常显著,河流峡谷深切,从高原分水岭区的峰林盆地过渡到峰林谷地、峰丛谷地,再到干流峡谷区的封闭的峰丛洼地,表现出明显的分带现象。大多数洞穴为潜流成因,有继续发育的洞穴及高层老洞穴系统,后者显示了构造上升和地貌回春的较长发育史。沿深切三岔河的河流袭夺使地表、地下的岩溶地形特征有非常壮观的发育。锥状岩溶的形态分析揭示出锥峰坡度比较对称且较少受地质的控制。岩溶演化的关键性因素是构造上升速率。岩溶地形类型发育序列的模式与基面控制、地面剥蚀速度、侧方夷平作用及构造抬升有密切关系。而简单的地貌动力平衡模式不能充分说明贵州岩溶地貌复杂的变化。      

峰丛洼地形成动力过程与水资源开发利用

对喀斯特的重要地貌景观—— 峰丛洼地(锥状喀斯特) ,从水文地貌学观点分析论述了其气候形态学特征、地貌结构、地貌发育演化动力过程以及与内源水作用过程相关的多元水赋存特点及其水资源开发利用形式。      

峰林喀斯特的性质及其发育和演化的新思考(2)

本篇从多方面讨论了我国峰林喀斯特的发育史,并详细地分析了峰林喀斯特的发育条件。      

晚新生代贵州高原喀斯特地貌演进及其影响因素

本文对晚新生代贵州喀斯特地貌演进的三大控制因素，即地质基础，新构造运动及换近气候波动进行了分析论证，贵州高原以峰林，峰丛，丘丛－峰丛为主体的三大喀斯特地貌景观，其发育分布主要受地层岩性及褶皱型式的控制，新构造大幅度抬升使高原与峡谷两大地貌系统喀斯特作用的强度及方式发生显著分化，而断裂（褶皱）的挽近活动则导致特殊水文地貌景观的形成；气候冷暖波动赞成喀斯特作用强弱交替的外力环境，总体上有利于贵州喀斯特高原面保存。     

贵州省赤水市耕(园)地土壤质量地球化学评价

贵州西部中、上二叠统界线附近普遍发育与玄武岩风化壳有关的铁-多金属矿化。本文通过对贵州西部普安地区二叠系茅口组顶部古风化壳型铁矿详细野外地质调查发现，玄武岩风化壳剖面普遍发育铁矿化，但铁矿体主要呈透镜体产于喀斯特洼地或溶斗之中，剖面上表现为Fe由上而下运移富集的特征。7件岩（矿）石样品地球化学分析表明，贵州西部普安地区二叠系茅口组顶部玄武岩风化壳普遍富集Fe、Ti、Al的氧化物，As、Sb、Cu、Nb、V、U、Zr等亲硫及高场强元素。该区部分样品TFe2O3、TiO2含量达到工业品位，Al2O3也呈不同程度富集，具有铁-多金属富集的特征。此外，研究区Fe倾向于喀斯特洼地富集，而Ti、Al则倾向于残留喀斯特斜坡富集，具Al、Ti与Fe差异性分离的特征，这可能与玄武岩间歇性喷溢，古地理特征，风化作用及频繁海侵、海退事件关系密切。综合研究表明，峨眉山地幔柱活动推动了贵州西部古地理格局的演化（喀斯特不整合洼地），并造就了（矿源层）高铁钛玄武岩堆积。贵州西部二叠系茅口组顶部古风化淋滤作用及古地理格局演化对Fe的迁移及富集具有显著的控制作用。因此，对于贵州西部二叠系茅口顶部玄武岩风化壳及其古地理恢复的研究是寻找玄武岩风化壳型铁矿床的重要基础。     

贵州云台山世界自然遗产地白云岩峰丛—峰林地貌及其对比

本文从云台山景区峰丛—峰林地貌的形态特征、分布、成因与演化等多个方面入手,再与贵州荔波喀斯特、云南路南石林以及贵州兴义万峰林景观进行对比,通过地貌对比,揭示白云岩峰丛—峰林地貌的独特性。     

喀斯特地区流域地貌与岩性的统计关系探讨——以贵州省为例

岩石是地貌演化发育的物质基础,不同的岩性分布区常常发育特定的地貌形态。本文统计分析了喀斯特地区22 个中小流域的地貌类型和岩石的出露关系,从量上揭示了流域地貌与岩性的关联规律。分析结果表明:在碳酸盐岩出露的地区常发育着峰丛洼地;在碳酸盐岩夹碎屑岩出露地区易于形成峰丛谷地;在非碳酸盐岩出露地区发育形成非喀斯特地貌;而在峰林谷地和非喀斯特地貌分布区常有松散岩出露。      

一种大规模的地貌过程——洞穴削顶

从类型范畴对天坑下个定义最具说服力的方法显然是使用地貌成因学.天坑是形成于大型暗河通道之上的特大型塌陷漏斗,漏斗周壁连续陡峭,其宽度与深度的比值介于0.5～2.0之间.这番措辞具有演化意思,即指明了天坑处在露出地表的塌陷漏斗发育早期,以及说明天坑与大型暗河之间的关系.后者把标准天坑与其它类型的大型塌陷地形区分开来,比如与蒸发岩之上的岩盖塌陷或热水洞穴之上的大型塌陷区别开来.中国南方喀斯特提供的证据实证了一种大规模的地貌过程--洞穴削顶.虽然其它地貌作用对景观进行了改造和定型,最终使洞穴削顶过程变得不太明显,但它在峰丛和峰林形成中确实起了非常重要的作用,而且可能是热带喀斯特区大型洼地、峡谷和谷地起源的主要作用.峰丛峰林喀斯特区许多马鞍状地形可能都归功于洞穴削顶.     

展示自然的力与美——世界自然遗产广西环江喀斯特

可望黔南三万岭,还钟桂北八千峰.放眼整个广西北部山区,如石笋般拔地而起的喀斯特地貌,从桂林漓江延岸一直向贵州南部的云贵高原延展.在这连绵不断的山势走向中,中间地带一整片气势磅礴的锥状喀斯特尤为引人注目,这便是以锥状峰丛景观著称的环江喀斯特.     

贵州龙里地区早石炭世杜内期铝土矿微地貌及其对铝土矿的控制作用*

贵州龙里地区发育早石炭世杜内期“丰源层”铝土矿。通过收集龙里地区地质钻孔资料,结合实测剖面和踏勘地质点资料,统计含铝岩系厚度、矿体厚度、品位、铝硅比数据,利用Surfer⁸.0成图软件,采用微地貌编图的方法,还原早石炭世杜内期含铝岩系古地貌,发现本区古喀斯特岩溶洼地2处,丰源层铝土矿产于水场—比孟—草原—高坡一带的古喀斯特岩溶洼地中。微地貌进一步研究表明,品位较高的碎屑状、豆鲕状铝土矿位于古喀斯特岩溶洼地的中心部位,品位较低的致密状铝土矿则分布于其中心和边缘。本区古地理研究表明,龙里地区早石炭世杜内期丰源层铝土矿的含矿岩系形成环境为海陆交互相,由北至南依次为发育陆相、古喀斯特岩溶洼地相和海相,古喀斯特岩溶洼相为丰源层铝土矿的形成提供了有利的沉积就位场所。