贵州岩溶地区的地质环境和水文生态问题

张海英

贵州省地质矿产勘查开发局一0五地质大队 贵州 贵阳 550018

数亿年前,那时候的贵州还是一片汪洋,大量海洋生物的钙质骨骼以及其他碳酸盐类物质不断沉积,形成了总厚度达10千米的碳酸盐岩地层,之后经地壳运动,巨厚的碳酸盐岩从海底抬升为陆地,加上贵州地区气候湿热,每年1000－2000mm 的降雨不断落下,水流流量大、流速快,水中的二氧化碳与碳酸盐发生化学反应(CaCO3＋H2O＋CO2⇌Ca2＋＋2HCO3－),碳酸盐被溶解,并随着流水流走。经过无数次的化学反应,重塑地表,最后形成现在的贵州喀斯特地貌[1]。

万峰林位于贵州省兴义市东南部,长200多千米,宽30－50千米,总面积2000平方千米,是中国西南三大喀斯特地貌之一。万峰林包括东、西峰林,景观各异,是国内最大的喀斯特峰林。著名地理学家徐霞客曾经赞叹：“天下山峰何其多,唯有此处峰成林”。下面我们来看看万峰林所在的贵州岩溶的地质环境。

一、贵州岩溶地区的地质环境

(一)按水流对岩石的作用可分为三种。贵州岩溶地貌覆盖范围辽阔,种类繁多。大体可分为溶蚀－构造、溶蚀－侵蚀、溶蚀三种。

1.溶蚀。贵州岩溶地貌大多数都是属于溶蚀类型,其主要成分为碳酸盐岩,再经过长久溶蚀作用而形成,它有多种类型,如峰丛洼地、峰丛谷地等;

2.溶蚀—侵蚀。在碳酸盐岩和陆源碎屑岩重叠分布的地方,喀斯特地貌是以线状水流侵蚀为主、溶蚀作用为辅而形成的地貌。因为水流侵蚀,地貌表现为以线状负地形为主;

3.溶蚀—构造。这个类型比较复杂,它是由流水侵蚀、溶蚀和构造剥蚀三大作用共同造就了这片复杂的地貌。其中影响最大的是构造剥蚀。

(二)按地表与地下位置可分为两种

1.地表岩溶

1.1 溶沟 溶沟是指地表水在流动的过程中对可溶性岩石表面造成溶蚀与对岩石内部缝隙造成侵蚀,最终形成的石质沟槽。沟槽深度不大,一般为数厘米至数米。

1.2 天坑 天坑是指一种发育在岩溶地区的周壁峻峭、深度与口径可达数百米的喀斯特负地形,具有巨大的容积,底部与地下河相连接。天坑按成因可分为塌陷型天坑和冲蚀型天坑两种。

1.3 溶蚀洼地 溶蚀洼地是一种岩溶洼地,整个区域为碗状结构,类似于盆地而比盆地小得多,底部平而圆,一般宽数十至数百米,大的可达数十千米,周围为低山或峰林。

1.4 干谷 干谷是地表水在岩溶地区转入地下或由于其他原因干涩后留下的谷地,底部较为平坦。

1.5 峰丛 峰丛多分布于碳酸盐岩山区的中部,是岩石受到水流溶蚀而形成的连座山峰。

2.地下岩溶

2.1 溶洞 溶洞是地下水沿着可溶性岩石的裂隙溶蚀扩张而形成的地下洞穴,是水的溶蚀、侵蚀以及重力三者长期作用的结果。其规模大小不一,形态千奇百怪,溶洞中有许多奇特景观,如石笋、石柱、石钟乳、石幔等。

2.2 石锅和边槽 石锅是指一个溶洞顶部的某一局部地点受到较为强烈的紊流作用,随着水压增大,溶蚀能力增强,这些地方的溶蚀量比周围大,从而形成向顶侧凹入的弧形面,这种地貌我们称之为石锅。边槽是指溶洞的边壁在水的溶蚀作用下形成向洞侧凹陷的槽状地貌。石锅和边槽都属于溶蚀地貌。

2.3 堆积地貌 堆积地貌是指外动力地质作用中由流水、重力等各种因素作用在一定条件下沉积形成的地貌,其中重力水的堆积是溶洞堆积地貌的主要形成方式。溶解了大量可溶性岩的水滴从溶洞顶部落下并不断积累,从而形成绚丽多彩的石钟乳、石笋、石柱、石幔、边石堤等[2]。

二、贵州岩溶地区的水文生态

贵州岩溶地区的水,最出名的当属黄果树瀑布。

黄果树瀑布位于中国贵州省安顺市,高77.8米,宽101米,以水势浩大著称,已有上万年历史,是岩溶地貌中的侵蚀型瀑布。著名地理学家徐霞客曾经这样描绘过黄果树瀑布：“珠帘钩不卷,飞练挂遥峰,俱不足以拟其壮也。”

黄果树瀑布只是整个喀斯特地貌的冰山一角。实际上,贵州岩溶地貌和水文相辅相成,相互影响。

(一)喀斯特地貌的水文效应。在岩溶地貌的发育过程中,水文条件是影响喀斯特地貌发育的水动力条件。其中,水的溶蚀性和流动性是其必要条件。水动力系统可以分为外源水和内源水两种系统,外源水和内源水的路径不同,水的成分也各不相同,最终造成岩溶发育成不同类型[3]。

1.外源水。外源水是指岩溶地区外部的水流。它一般不会受到拘束,浓度较低,量速较大,有一定的侵蚀及溶蚀能力。

2.内源水。内源水是指岩溶地区外部的水流。它的流量和流速较大,具有冲蚀与溶蚀双重作用。日积月累,在内源水的作用下,常常会形成溶塌。

(二)喀斯特水文的地貌效应。前面已叙述了岩溶地区的水对地貌产生的作用,同时岩溶地区对区域内的水体也会产生两种作用,分别为“导水作用”与“蓄水作用”：

导水作用：是指将区域内的水流导出岩溶区;

蓄水作用：是指将区域内的水流蓄积在岩溶区。

结论

综上所述,贵州岩溶地区的地质环境按水流对可溶性岩石的作用可分为“溶蚀”“溶蚀——侵蚀”“溶蚀——构造”三种类型,按地表与地下的位置可分为“地表岩溶”与“地下岩溶”两种;水文生态可以分为“外源水”“内源水”两种动力系统。目前,当地政府正大力发展旅游业,利用这一大自然的馈赠,带动了经济高速发展,当地人们的生活水平也逐步提高。同时我们也要谨防旅游业带来的环境污染、地貌破坏等问题,走可持续发展道路,使人与自然和谐共处。