溶洞是由内力还是外力形成的?

万里旅行网 2023-01-22 07:05 编辑:yyns 286阅读

一、溶洞是由内力还是外力形成的?

溶洞的形成原因是外力作用。

地质作用分为内力作用和外力作用,外力作用包括流水作用、风力作用、冰川作用、海浪作用等,溶洞属于流水作用中的溶蚀作用。

石灰岩被流水溶蚀是最常见的。

二、形成溶洞最好的条件是什么?

‍‍大自然的景观千奇百怪,有许多奇妙的景观。例如,杭州的瑶琳仙境,宜兴的张公洞、善卷洞,桂林的七星岩、芦笛岩这些溶洞都是旅游胜地。到过这些溶洞的人都不会忘记那千姿百态的石钟乳、石笋和石柱,不会忘记那宽敞高大的洞穴、曲折迂回的通道。人们不仅喜欢这些溶洞,更关心这些引人入胜、宛如地下龙宫的溶洞的形成原因。过去人们有一种看法,就是这些溶洞是地下水沉淀和溶蚀的结果。虽然溶洞都是十分坚硬的碳酸盐质岩石,但由于长期沉浸在地下水中,因此被溶解,特别是当水中含有二氧化碳时,其溶解速度更加迅速。这样一年又一年,坚硬的岩层就会被溶蚀出一个个洞穴。当溶有石灰质的地下水再次滴入洞中时,由于环境中压力、温度的变化,使水中的二氧化碳逸出,从而降低了水对石灰质的溶解力,这样原本溶解在水中的部分石灰质会因为过于饱和而沉淀析出,长时间的累积就会形成一根根形态各异的石钟乳、石柱和石笋。

但是,不久前这种传统的观点受到了中国科学家的挑战。经过5年的考察,中国溶洞科学家发现,溶洞的形成和藻类生物有着十分密切的关系,并在此基础上提出了溶洞形成的“生物建造说”新理论。生物建造说认为,藻类是一种地球上最早出现、到现在依然广泛分布的原始植物,它们与其他植物一样具有光合作用的能力和趋光生长的特性。因为它们在生长发育过程中会分泌钙质,可以收集、粘接微细的石灰质颗粒,而且经常集群生活,很多藻类一代又一代地生长在一起,从而形成了许多海洋生物礁。而溶洞中的石钟乳几乎都是迎着光线向上弯曲生长的,这符合藻类的趋光生长的特性。石钟乳、石笋内部还有像树木年轮一样的同心圆状构造,这又可以理解为是藻类生物逐年生长、分泌、收集和粘接石灰质微粒的结果。

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‍‍溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果,石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。如闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞,就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。溶有碳酸氢钙的水,当从溶洞顶滴到洞底时,由于水分蒸发或压强减少,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚,渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落,随着水分和二氧化碳的挥发,则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了,就会形成奇特的石柱。

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‍‍溶洞的形成必须有石灰岩和充足水流,需要很长时间才能形成。溶洞的形成需要几个特别的条件:必须有足够厚的水溶性岩层[可以达到数千英尺(1英尺≈0.3米)厚];每年有充足的大约45英寸(114.3厘米)的降水渗人岩溶地区;基岩上的裂缝与裂隙(例如由抬升与地震活动导致的断层);还有多变的气候。但是岩溶地区各不相同。例如,靠着海岸的岩溶地区与内陆的岩溶地区不同,温和的亚北极岩溶地区与热带的岩溶地区也不相同,地震多发岩溶地区的地貌与地震不活跃岩溶地区的地貌也有差别。

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三、石灰岩溶洞的形成原因

溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果,石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质的量多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。如闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞,就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。溶有碳酸氢钙的水,当从溶洞顶滴到洞底时,由于水分蒸发或压强减少,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚,渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落,随着水分和二氧化碳的挥发,则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了,就会形成奇特的石柱。

1)地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀,形成溶沟(或溶槽),原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。

2)地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀,超过100m深后形成落水洞。

3)从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动,形成溶洞。

4)随地下洞穴的形成地表发生塌陷,塌陷的深度大面积小,称坍陷漏斗,深度小面积大则称陷塘。

5)地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用,形成坡立谷和天生桥。

6)地面上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林,地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云南路南的石林是上述第一阶段(溶沟阶段)的产物,这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山,则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内,经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞,俗称“神女镜”或“仙女镜”。

主要反应:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O第一个反应是溶洞顶部的石灰岩遇二氧化碳和水形成可溶解的碳酸氢钙第二个反应是碳酸氢钙滴落到地面由于外界条件变化导致其分解回碳酸钙日积月累形成了钟乳石和石笋

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