貴州巖溶地區的地質環境和水文生態問題

張海英

貴州省地質礦產勘查開發局一0五地質大隊 貴州 貴陽 550018

數億年前,那時候的貴州還是一片汪洋,大量海洋生物的鈣質骨骼以及其他碳酸鹽類物質不斷沉積,形成了總厚度達10千米的碳酸鹽巖地層,之后經地殼運動,巨厚的碳酸鹽巖從海底抬升為陸地,加上貴州地區氣候濕熱,每年1000－2000mm 的降雨不斷落下,水流流量大、流速快,水中的二氧化碳與碳酸鹽發生化學反應(CaCO3＋H2O＋CO2?Ca2＋＋2HCO3－),碳酸鹽被溶解,并隨著流水流走。經過無數次的化學反應,重塑地表,最后形成現在的貴州喀斯特地貌[1]。

萬峰林位于貴州省興義市東南部,長200多千米,寬30－50千米,總面積2000平方千米,是中國西南三大喀斯特地貌之一。萬峰林包括東、西峰林,景觀各異,是國內最大的喀斯特峰林。著名地理學家徐霞客曾經贊嘆：“天下山峰何其多,唯有此處峰成林”。下面我們來看看萬峰林所在的貴州巖溶的地質環境。

一、貴州巖溶地區的地質環境

(一)按水流對巖石的作用可分為三種。貴州巖溶地貌覆蓋范圍遼闊,種類繁多。大體可分為溶蝕－構造、溶蝕－侵蝕、溶蝕三種。

1.溶蝕。貴州巖溶地貌大多數都是屬于溶蝕類型,其主要成分為碳酸鹽巖,再經過長久溶蝕作用而形成,它有多種類型,如峰叢洼地、峰叢谷地等;

2.溶蝕—侵蝕。在碳酸鹽巖和陸源碎屑巖重疊分布的地方,喀斯特地貌是以線狀水流侵蝕為主、溶蝕作用為輔而形成的地貌。因為水流侵蝕,地貌表現為以線狀負地形為主;

3.溶蝕—構造。這個類型比較復雜,它是由流水侵蝕、溶蝕和構造剝蝕三大作用共同造就了這片復雜的地貌。其中影響最大的是構造剝蝕。

(二)按地表與地下位置可分為兩種

1.地表巖溶

1.1 溶溝 溶溝是指地表水在流動的過程中對可溶性巖石表面造成溶蝕與對巖石內部縫隙造成侵蝕,最終形成的石質溝槽。溝槽深度不大,一般為數厘米至數米。

1.2 天坑 天坑是指一種發育在巖溶地區的周壁峻峭、深度與口徑可達數百米的喀斯特負地形,具有巨大的容積,底部與地下河相連接。天坑按成因可分為塌陷型天坑和沖蝕型天坑兩種。

1.3 溶蝕洼地 溶蝕洼地是一種巖溶洼地,整個區域為碗狀結構,類似于盆地而比盆地小得多,底部平而圓,一般寬數十至數百米,大的可達數十千米,周圍為低山或峰林。

1.4 干谷 干谷是地表水在巖溶地區轉入地下或由于其他原因干澀后留下的谷地,底部較為平坦。

1.5 峰叢 峰叢多分布于碳酸鹽巖山區的中部,是巖石受到水流溶蝕而形成的連座山峰。

2.地下巖溶

2.1 溶洞 溶洞是地下水沿著可溶性巖石的裂隙溶蝕擴張而形成的地下洞穴,是水的溶蝕、侵蝕以及重力三者長期作用的結果。其規模大小不一,形態千奇百怪,溶洞中有許多奇特景觀,如石筍、石柱、石鐘乳、石幔等。

2.2 石鍋和邊槽 石鍋是指一個溶洞頂部的某一局部地點受到較為強烈的紊流作用,隨著水壓增大,溶蝕能力增強,這些地方的溶蝕量比周圍大,從而形成向頂側凹入的弧形面,這種地貌我們稱之為石鍋。邊槽是指溶洞的邊壁在水的溶蝕作用下形成向洞側凹陷的槽狀地貌。石鍋和邊槽都屬于溶蝕地貌。

2.3 堆積地貌 堆積地貌是指外動力地質作用中由流水、重力等各種因素作用在一定條件下沉積形成的地貌,其中重力水的堆積是溶洞堆積地貌的主要形成方式。溶解了大量可溶性巖的水滴從溶洞頂部落下并不斷積累,從而形成絢麗多彩的石鐘乳、石筍、石柱、石幔、邊石堤等[2]。

二、貴州巖溶地區的水文生態

貴州巖溶地區的水,最出名的當屬黃果樹瀑布。

黃果樹瀑布位于中國貴州省安順市,高77.8米,寬101米,以水勢浩大著稱,已有上萬年歷史,是巖溶地貌中的侵蝕型瀑布。著名地理學家徐霞客曾經這樣描繪過黃果樹瀑布：“珠簾鉤不卷,飛練掛遙峰,俱不足以擬其壯也。”

黃果樹瀑布只是整個喀斯特地貌的冰山一角。實際上,貴州巖溶地貌和水文相輔相成,相互影響。

(一)喀斯特地貌的水文效應。在巖溶地貌的發育過程中,水文條件是影響喀斯特地貌發育的水動力條件。其中,水的溶蝕性和流動性是其必要條件。水動力系統可以分為外源水和內源水兩種系統,外源水和內源水的路徑不同,水的成分也各不相同,最終造成巖溶發育成不同類型[3]。

1.外源水。外源水是指巖溶地區外部的水流。它一般不會受到拘束,濃度較低,量速較大,有一定的侵蝕及溶蝕能力。

2.內源水。內源水是指巖溶地區外部的水流。它的流量和流速較大,具有沖蝕與溶蝕雙重作用。日積月累,在內源水的作用下,常常會形成溶塌。

(二)喀斯特水文的地貌效應。前面已敘述了巖溶地區的水對地貌產生的作用,同時巖溶地區對區域內的水體也會產生兩種作用,分別為“導水作用”與“蓄水作用”：

導水作用：是指將區域內的水流導出巖溶區;

蓄水作用：是指將區域內的水流蓄積在巖溶區。

結論

綜上所述,貴州巖溶地區的地質環境按水流對可溶性巖石的作用可分為“溶蝕”“溶蝕——侵蝕”“溶蝕——構造”三種類型,按地表與地下的位置可分為“地表巖溶”與“地下巖溶”兩種;水文生態可以分為“外源水”“內源水”兩種動力系統。目前,當地政府正大力發展旅游業,利用這一大自然的饋贈,帶動了經濟高速發展,當地人們的生活水平也逐步提高。同時我們也要謹防旅游業帶來的環境污染、地貌破壞等問題,走可持續發展道路,使人與自然和諧共處。