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。      

贵州喀斯特石林发育演化特征

贵州喀斯特石林发育分布广泛,其中面积较大且具有旅游开发价值的石林主要有贞丰竹林堡、兴义泥凼、思南长坝等七片。本文通过实地考察及采样分析研究,划分了石林的形态及成生类型,并从第四纪地质环境变化的角度对石林发育演化的地质、气候及水文环境进行了分析论证。喀斯特石林作为一种时空四维体,从形成之日起就处于不断变化的动态平衡之中,根据现有溶蚀速率推算,贵州石林形成的年代下限一般不早于中更新世中期。     

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。      

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。     

流入型洞穴——山东沂源九天洞初步研究

九天洞是一个典型的直接由外源水补给形成的流入型洞穴。洞内大片分布的石花起源于四大古水池沉积物的存在。九天洞发育于第四纪早更新世晚期至中更新世早期,经历过成洞期、残余水流(古水池)活动期(中更新世中、晚期)石花发育期(晚更新世以来)和主要滴石、流石(含浅水池)沉积期(晚更新世晚期至今)等发育阶段。今日的九天洞又是一个残余洞穴,已被完全蚀去的近流入口段的洞穴长度不小于200m,约占洞穴全长的37%。九天洞及其洞穴群的景观资源价值和科学价值,在我国北方喀斯特洞穴中占有重要的地位。      

织金洞地区的喀斯特地貌与洞穴成因

织金洞由于洞穴内碳酸钙沉积形态多样,洞外喀斯特景观组合完好,成为我国著名的旅游洞。本文通过分析该地区新构造抬升及河流下切引起的水动力效应,探讨喀斯待发育与洞穴形成演化的成生联系。由于新构造运动强烈的间歇性抬升,区域侵蚀基面下降,喀斯特回春峰,丛洼地、峡谷向深发育,谷坡洞穴层层分布。在岩层平缓、节理发育的条件下,地下河下切与崩塌作用相结合是地下喀斯特向地表喀斯特转化的重要方式,即对洞穴通道的扩大和峡谷的形成起着决定性的控制作用。第四纪以来的水系变迁与河流袭夺是该区洞穴形成发育的根本动力。结合织金洞大形态的地质构造控制特点和碳氧同位素年代测定与古环境分析,发现:在早更新世中晚期,随干流六冲河的下切,以结河下游潜伏地下形成夹岩洞和龙吸洞,新寨河下游相应形成黄家岩洞;中更新世早期,该河流继续下切、变迁、袭夺并伴有崩塌作用,形成了横跨在峡谷上的双层天生桥,织金洞主洞和黑洞也属这一期的产物;中更新世中期,新寨河逐渐被以结河袭夺,织金洞由于较大的枯洪水位变幅引起频繁的崩塌,形成大厅;中更新世晚期,洞穴脱水,碳酸钙沉积形态广泛发育,直至全新世。      

贵州高原喀斯特区地文期辨析

本文根据碳酸盐岩溶速率及地质年代测定等有关新的研究资料，对贵州高原喀斯特区传统地文期提出质疑，其论点主要有三：（1）下第三纪时的喜山构造期不是构造定静期，当时的地面远未达到剥蚀夷平的速度。“大娄山期”剥夷面不太有可能形成；（2）“山盆期”夷颊是由定型于上新世末的喀斯特准平原面，经新构造大幅度抬升发展演化而成，由于遭受长期的喀斯特叠加发育及剥蚀降低，其地质时代与地貌年代 已相关工甚远，两者不能相提并论；（3）贵州高原喀斯特层状地貌发育，至上而下主要有三级：Ⅰ级夷平程度高，称夷平面；Ⅱ、Ⅲ级剥蚀夷平程度低，称剥夷面，其地质时低分属上新世末及下、中更新世；但其以峰林为主体的地貌形态，则主要是中更新世以来的产物。     

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.     

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。     

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。