喀斯特作用

含有二氧化碳的水对可溶性岩石的溶蚀和沉淀作用

喀斯特作用一词于1884年由美国地貌学家戴维斯提出，指水与重力对以碳酸盐岩为主的可溶岩溶蚀与侵蚀作用、搬运与沉积作用之总体。其中化学溶蚀与机械侵蚀常同时进行，相辅相成。其比例随喀斯特发育程度和径流特性而异。

科技名词定义

中文名称：喀斯特作用

英文名称：

karstification

其他名称：岩溶作用

定义：水对可溶性岩石（碳酸盐岩、硫酸盐岩、石膏、卤素岩等）以化学溶蚀作用为主，以流水冲蚀、潜蚀和机械崩塌作用为次的地质过程。

所属学科：资源科技(一级学科) ；资源地学(二级学科)

简介

喀斯特作用（Kasitezuoyong）在可溶性岩石分布地区，在地表水和地下水的化学过程（溶解与沉淀）和物理过程（流水的侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）的共同作用下，对可溶性岩石的破坏和改造作用，称为喀斯特作用（在中国又称岩溶作用）。水对可溶性岩石溶解作用是化学过程的主要方面，可溶性岩石包括碳酸盐、石膏和岩盐，但是分布面积最广的是碳酸盐，只有在碳酸盐地层中才能发育宏伟壮观的喀斯特地貌。纯水对碳酸盐的溶解作用是很微弱的，只有当水中含有CO2时，碳酸盐的溶解度才能增大。其化学过程是：雨水中的CO2或土壤中的CO2与水作用形成碳酸，即

中。总的化学反应式如下：上式随CO2含量变化而发生正、逆反应，CO2增多CaCO3溶解增强，CO2减少到一定量，水对CaCO3溶解停止，CO2再减少，则水中溶解的CaCO3再重新沉淀。石灰岩被含有CO2的水溶蚀并带走，这就造成了石灰岩分布区地上地下的侵蚀和破坏作用。而在另外一些地方，又可能因水中CO2含量减少，而使水中的CaCO3发生沉积，这就是喀斯特作用的本质。

影响因素

1、岩性

（1）岩石的可溶性是岩溶地貌发育的一个必要条件。在自然界，可溶性岩石有三大类：碳酸盐岩（灰岩、白云质灰岩、白云岩等）、硫酸盐岩（石膏、芒硝等）及卤盐岩（石岩、钾盐等）。

（2）岩石的结构影响其孔隙度以及矿化颗粒与水的接触表面积。碳酸盐岩矿物颗粒越小，其与碳酸水流接触面积越大，岩石的相对溶解速度越快，有利于岩溶作用的进行。灰岩的孔隙度对岩溶有一定的影响，一般是孔隙度越大，越有利岩溶的发育。

（3）岩石的透水性强弱影响到含二氧化碳的地下水在岩石中的含水性及流动情况。岩石具有良好的透水性，不仅使岩石含地下水丰富，而且地下水也易于流动和交换，使其与岩石发生充分的化学作用，不断地溶蚀岩石，从而促进岩溶作用的进行。

2、地下水性质

（1）水的溶蚀性主要取决于地下水的温度和二氧化碳的含量。地下水中二氧化碳含量越高，就能产生更多的重碳酸根，它与岩石中的钙离子结合成溶解度较大的碳酸氢钙，水溶性越高，越能促进岩溶的发育。但是，温度越高，二氧化碳的逸出量增多，则不利于岩溶作用的进行。

（2）水的流动性影响地下水的更新过程和水中溶解碳酸钙的饱和度，从而影响到地下水的溶蚀能力。

3、构造

岩溶作用与地质构造关系密切，很多典型的岩溶区均受构造的控制，这是因为构造的发育不仅使岩石破碎，增加了岩石与地下水接触的表面积，而且构造带常是地下水良好的渗透带。因此沿构造带岩溶常比较发育。影响岩溶发育的构造因素有断裂和褶皱。

4、气候

我国南部地区气候湿润，降水量大，地表径流相对稳定，为流水的下渗作用提供持续的时问补给，并且随着大气降水使流水得以更新和有效补充。因此使岩溶作用长期的持续下去。

现代喀斯特是在燕山运动以后发展起来的。在古新世时，华南地区潮湿多雨，峰林开始发育;华北则为亚热带气候，则以缓丘一洼地地貌为主。但当时长江南北却为荒漠地带，是喀斯特发育很弱的地区。渐新世时，中国季风气候形成，奠定了现今喀斯特地带性的基础，华南保持了湿热气候，华中变得湿润，喀斯特发育转向强烈。尤其是第四纪以来，地壳迅速上升，喀斯特地貌随之迅速发育，类型复杂多样。

现今可见峰林的北界是在现代气候条件下形成的。中国东部气温和雨量虽是向北渐变，但喀斯特地带性的差异却非常明显。这是因为受冰期与问冰期气候的影响，问冰期时中国的气温和雨量都较高，有利于喀斯特发育。而冰期时寒冷少雨，强烈地抑制了喀斯特的发育，但越往热带其影响越小。在热带峰林区域，保持了峰林得以断续发育的条件，而从华中向东北则影响越来越大，喀斯特作用的强度向北迅速降低，使类型发生明显的变化。