喀斯特洼地石灰岩水平溶蚀凹槽研究

• 作者: 丁智强 何能 俞筱押 刘澄静 周天秀 李玉辉 覃娜 陈兴波
• 来源期刊: 中国岩溶
• 学科: 地球科学
• 关键词: 可溶性岩石 溶蚀凹槽 实验地貌学 湖泊湿地 第四纪
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 水文地质
• 页码范围: 421-430
• 页数: 10页
• 分类号: P931.5
• 字数: 8700字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11932/karst20150501

摘要

以云南石林喀斯特洼地灰岩水平凹槽为模拟对象,用氧化钙粉柱(CaO)和岩盐柱(NaCl 为主)进行水平凹槽发育实验。实验结果表明,在流动湖水、水渠、静水湖泊和湿地中形成了半环形颈状水平凹槽、环形颈状水平凹槽、倾斜凹槽、双层水平凹槽,湖岸高坡土层中不发育凹槽。岩盐柱溶蚀水平凹槽深度发育速度(1.2~4.56 cm/h)大于钙粉柱水平溶蚀凹槽发育速度(0.0004~0.0089 cm/h)。相同成分岩石的水平凹槽发育速度在流水和静水中的差值为3~22倍,水中发育速度是土层中的2倍。石林地区喀斯特洼地石灰岩凹槽类型多样。实验和调查结果对比,发现能指示湖泊湿地水位变动凹槽类型主要有半环形颈状水平凹槽、环形颈状水平凹槽、环形半曲面凹槽,分别对应湖泊岸坡、湖泊、湿地中心。实测水平凹槽平均深度63.95±33.40 cm。用碳酸盐岩综合侵蚀率(化学溶蚀率的1.5倍,135 mm·ka-1)与气岩界面溶蚀率(5.2 mm·ka-1)的差值(129.8 mm·ka-1)为水平溶蚀凹槽发育速率,算得到石林喀斯特洼地石灰岩水平凹槽持续发育时间为4.92±2.573 ka。据此推断,约5000年前,石林喀斯特洼地石灰岩底部开始发育水平凹槽,湖泊湿地密度16%(0.15 km2/km2),属高原喀斯特湖泊湿地区,现今湖泊湿地密度不到0.5%。这有可能表明研究区从5000年前的湿润降雨丰沛期转向了现代干湿季气候与人类强烈活动干扰,湖泊湿地面积发生深刻变化。