地表岩溶形态

如题所述

具有溶蚀能力的流水对可溶岩进行溶蚀和侵蚀作用,形成了各种独特的地表和地下岩溶形态,岩溶地貌是各种岩溶形态的综合反映。本区地下岩溶形态主要表现为溶洞及洞壁的各种溶蚀形态,将在下一节专门论述;本节主要论述除洞穴以外的岩溶个体形态、河谷地貌及地貌形态组合,并进一步概述地貌类型和分区。

一、岩溶个体形态

本区地表岩溶个体形态主要有溶纹、溶痕及溶沟,溶蚀裂隙,岩溶石柱和石屏及孤峰或孤丘。地下岩溶个体形态除了溶洞以外,还有溶孔和晶孔、岩屋及蚀龛等。

1.溶纹、溶痕及溶沟

本区这种岩溶微地貌并不普遍,很少见到典型的溶痕和溶沟。

在中寒武统下部含泥质条带或条纹的泥晶灰岩中,由于差异溶蚀作用,在断面上见到鱼鳞状或波纹状溶蚀沟纹,而在层面上则表现为砾状构造。

中奥陶统顶部泥晶灰岩,当地形比较平缓时,山坡上见到沿层面发育的溶蚀沟槽,宽几厘米至几十厘米,边棱圆滑,但都很浅,尚未出现对应的石芽地形。

在一些细晶白云岩和去云化细晶灰岩表面,见到一些沿不同方向发育的刀砍状沟纹,但沟纹很浅,状如皱纹。

2.溶蚀裂隙

溶蚀裂隙主要沿垂直层面的节理裂隙发育。中奥陶统顶面上,由于上覆古风化壳中矿物的氧化作用生成

或煤系地层中析出的

,加剧了灰岩的溶蚀作用,使垂直于层面的节理裂隙溶蚀扩大,形成外宽内狭的楔形缝隙,溶隙的外部宽度可达20cm。这种溶隙的纵向延伸不长,常受层面限制,一般仅3~5m,对大气降水的入渗起一定作用。

在一些由巨厚层亮晶鲕粒灰岩组成的深沟峡谷两侧,除了水沿节理裂隙进行垂向溶蚀侵蚀以外,伴随强烈的崩塌作用,常形成宽几米甚至十几米的岩溶裂隙,中间或下部常有崩落的岩块镶嵌或堆积。这种裂隙的纵向延伸很深,两壁岩石直立,相对高差可达30~50m,形成壮观的一线天。

背斜两翼的层间裂隙是地下水径流的有利部位。由于岩层具一定倾角,有利于水的循环,常常使层间裂隙溶蚀扩大,有时形成顺层发育的溶洞。

3.岩溶石柱和石屏

峡谷两岸陡崖上,有时耸立着十余米乃至数十米高的石柱;在一些河谷的开阔地带,有时形成孤峰——由中寒武统亮晶项粒灰岩组成,或孤丘——由中奥陶统泥晶灰岩组成;如果主要沿一组裂隙发育,有时形成屏风状石峰——亮晶鲕粒灰岩。

4.溶孔和晶孔

张夏组残余鲕粒灰质白云岩的直立陡壁上见到较多溶孔,直径约1cm;在

的角砾状含泥灰质微晶白云岩中见到蜂窝状溶孔,直径1~3cm,有时被次生方解石充填;当O1白云岩在河水面附近出露时,常发育大量溶孔,直径可达5~10cm,一般为1cm左右。这种溶孔对地下水的贮渗起一定作用。

白云岩中有时可见孤立的近圆形孔洞,孔洞直径5cm左右,孔壁常有次生方解石环边。这些孔洞可能是残留的某种生物在成岩阶段被溶解再充填而成,应该有别于在表生阶段形成的溶蚀孔洞。

5.岩屋及蚀龛

河谷或干沟的两侧悬崖陡壁上,常见—些浅岩层洞,长仅几米,一般宽大于高,都是一些干洞,很少有流水溶蚀现象和化学沉积物,主要是地表水的冲蚀和差异风化作用而成。常见于近山前地带的O2地层中,呈悬挂式出现于河谷或干沟两侧陡壁的不同高度上。

在一些河谷急弯处外侧陡壁下部,有时可见中部深入侧壁,两端沿岩壁尖灭的弧形槽,类似于边槽,有明显的溶蚀侵蚀痕迹,可称之为蚀龛。

二、河谷地貌

华北地区许多河流流经灰岩地区后,常通过裂隙等以分散的渗漏方式逐渐转入地下,通常被称为旱谷。本区河谷多数是中段有水,下游成为旱谷,而上游则为干涸的沟谷。这种旱谷和沟谷常被称为干沟。

1.宽谷

是暂时性水流所造成的宽浅负地形,处于分水岭平面上,它们大多是与山脉走向近于垂直地从河谷上溯切入山体。特别是在分水岭地带(如柳树口-夺火分水岭两侧),这种地形尤为发育。

2.峡谷

峪河及子房沟中游地区,由于河谷深切于巨厚层亮晶鲕粒灰岩及白云岩地段,两岸悬崖直立,基岩裸露,谷中水清流急,波光倒影,形成深余百余米的箱形(U)峡谷。

3.旱谷

河谷的下游地段,由于裂隙或断层的渗漏、河水大部转入地下,河面干涸或仅局部有涓涓细流,有些河段则形成间歇性水流,即雨季有水,旱季干涸。旱谷地段,一般河面宽阔,呈浅蝶形,河床中砂卵石堆积,两岸常形成不明显的阶地。

三、地貌形态组合

从总体上看,本区属溶蚀-侵蚀地貌,岩溶地貌景观以块状隆起的山地为主,大部表现为常态山;负地形以干沟为主,缺乏封闭的负地形。因此,本区地貌形态的组合类型,主要根据海拔高度、地势起伏及切割状况划分。另外,干沟-岩溶泉是本区比较典型的岩溶地貌组合形态。

1.宽谷-台阶状山地

主要分布于北部山区分水岭地带,地貌表现为连绵的高山及其两侧的侵蚀沟谷。山体主要由中奥陶统泥晶灰岩、颗粒泥晶灰岩与泥灰质微晶白云岩、去云化细晶灰岩等间互层组成,常形成陡缓相间的台阶状山地,沟谷常垂直山脉走向分布。这种地形有利于降水入渗,大气降水大部转化为地下水,使其下部地层岩溶发育,山体的中上都有较多的水平古溶洞发育。出露面积大,是本区岩溶水的主要补给区。

2.峡谷-陡峻山地

主要分布于东西两侧峪河、子房沟和丹河中游地带,地貌表现为陡峻的高山及其中间的峡窄河谷。由于抬升幅度较大,中寒武统张夏组亮晶鲕粒灰岩和上寒武—下奥陶统厚层白云岩大面积出露,并形成雄伟的陡壁和深切几百米的岩溶峡谷。峡谷两岸石柱、石屏耸立,局部形成孤立石峰。河谷中通常有水,形成较强的地表径流。这种地形不利于降水入渗,大气降水很快直接转化为地表水流走,地下岩溶化程度较差。

3.旱谷-低山

主要分布于中南部,地貌表现为比较平缓的山脊及其间的旱谷。由于受较多断层影响,旱谷两岸常形成断层崖和陡崖三角面,陡崖上常发育岩屋、蜂窝状溶孔等。旱谷相对比较宽阔,有时形成山间谷地,常发育砾石河漫滩及阶地,局部河段常年有水,大部河段季节性有水,平时干涸。由于构造断裂发育,大气降水和地表水可同时转化为地下水,为本区主要径流区。

4.孤丘-平原

分布于山前地带,地貌表现为石灰岩孤丘和冲洪积平原;为焦作煤田分布区,也是本区岩溶水的主要排泄区。由于矿区采空面积不断扩大,地面塌陷严重。

5.干沟-岩溶泉

干沟是本区溶蚀-侵蚀地貌的主要表现形式之一,而岩溶泉常在干沟中或其两侧山坡上出露,形成我国华北特有的干沟-岩溶泉组合。北部山区饱气带或季节变动带入渗的岩溶水,当下部遇到相对隔水层或在一定构造部位,常以岩溶泉形式溢出地表,在山坡上形成悬挂式或在河谷中形成接触溢流泉。有泉水出露的河谷地段,形成局部地表径流。至一定部位后,由于河床渗漏,河道干涸,形成地下富水带。其特点是:以岩溶泉形式补给地表水是集中补给,而地表水向下渗漏补给地下水是分散的消水过程,河水逐渐减少,到某一点后才完全消失,在地表未见落水洞等明显的消水形态,在地下也不大可能形成暗河等伏流。

四、地貌类型和分区

岩溶地貌与其他地貌一样,也是在内外地质营力的综合作用下形成的,根据塑造地貌形态的营力性质,本区大致可划分为三大地貌类型,即以溶蚀作用为主的地貌类型,以侵蚀作用为主的地貌类型和以剥蚀作用为主的地貌类型。

根据地貌类型,北部山区可划分为5个地貌分区。

1.北部侵蚀-溶蚀高原中山区

柳树口—夺火一线两侧5~10km范围内高原侵蚀中山区,大致呈北东—南西向展布,标高1000~1300m,山高谷深,地形陡峭,基岩裸露。山体接受大气降水后,很快沿裂隙下渗或沿沟谷流走,雨过天晴,沟谷即无水。地表岩石与水的作用时间短,地表岩溶不发育,仅在O2顶部一些地形较平坦的地段,发有溶蚀裂隙及溶孔,但仍以侵蚀作用为主,应为侵蚀-溶蚀地貌。

2.南东部溶蚀-侵蚀中低山峡谷区

峪河、子房沟、山门河流域由于抬升幅度较大,河谷深切。河谷两岸的中寒武统亮晶鲕粒灰岩形成悬崖陡壁,相对高差超过500m。大气降水常直接转为地表水,有一定的溶蚀作用,发育溶沟、溶纹、溶隙及溶孔,局部发育溶洞。

3.南部剥蚀丘陵区

六堆字—大堤河一线以南的山前地带为剥蚀丘陵区,标高200~500m,山顶浑圆,脊线圆滑,山坡平缓。河流已进入下游地段,即使有水,溶蚀能力也已大为减弱。由于地表水的渗漏,一般已成旱谷,溶蚀作用已显著减弱。旱谷两侧形成的陡崖三角面和岩屋等,主要是剥蚀作用的结果。

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