2．3 喀斯特作用与喀斯特地貌
（1）喀斯特作用
喀斯特（Karst）又称岩溶。凡是地下水和地表水对可溶性岩石所产生的作用叫喀斯特作用，喀斯特作用包括化学过程（溶蚀和沉淀）和机械过程（流水的侵蚀和沉积、重力崩塌、坍陷和堆积等）。这种作用所造成的地貌，称为喀斯特地貌或岩溶地貌。在我国西南地区的广西、贵州和云南分布最为普遍，其面积有55×104km2。喀斯特作用主要取决于水的溶蚀能力和岩石的化学性质及透水性。
①喀斯特作用的化学过程 喀斯特作用主要是水与可溶性岩石之间的一系列化学反应过程。这种过程又为机械侵蚀和重力崩塌等创造了条件。就水对石灰岩的溶解而言，当水中含有CO2时，溶解能力就大为提
离子起化学作用：
上述化学反应过程是可逆的，如果空气中CO2减少，或者水中游离CO2减少时，化合的CO2就要向相反方向转化，使水中碳酸含量减少，这时CaCO3就要发生沉淀作用。水中CO2的含量随空气中CO2的分压加大而增加，随水温增加而减小。但温度的升高可加速化学反应，通常温度每升高10℃，反应速度约提高一倍。
②岩性与构造条件对喀斯特作用的影响 可溶性岩石可分为碳酸盐类（石灰岩、白云岩、泥灰岩等）、硫酸盐类（石膏、硬石膏）和卤化物盐类（岩盐、钾盐）。卤化物盐类的溶解度最大，硫酸盐类次之，碳酸盐类最小。
地质构造对喀斯特的发育有密切关系。从大地构造来看，地台区碳酸盐类岩石分布面积广，岩性变化小，单层厚度大，有利于喀斯特的发育。而地槽区的岩性很不稳定，多紧密褶皱，喀斯特发育将受到一定的限制。在石灰岩地层中节理发育的地段以及区域性的大断裂带（特别是张性断裂），喀斯特比较发育。厚层或巨厚层的灰岩地层（质纯，多为中、粗粒晶体），喀斯特化程度也较高。
③喀斯特作用的水动力条件 喀斯特作用与水流的活动有密切关系。流动的水饱和度低，溶蚀能力强。在湿热气候区，雨量丰沛，地表水和地下水流量大，流动快，故喀斯特作用强烈。相反，在干旱和寒冷地区，水流的活动性差，喀斯特作用减弱。
在受大河深切的喀斯特地区，地下水的运动大致可分为四个带（图8—13）。
垂直流动带（充气带）：地下水以垂直向下运动为主，喀斯特以向下发育为特征。
水平流动带（浅饱水带）：地下水主要以水平方向向河床排泄为主，愈近主河谷，水平运动愈明显。该带常发育水平溶洞、通道和暗河。
过渡带（季节变动带）：地下水面随季节而升降，因此在垂直流动带和水平流动带之间，形成一个过渡带。地下水位上升时，这里表现为水平流动；地下水位降低时，则为垂直流动。
深部流动带（深饱水带）：地下水流向受地质构造的控制，以承压水流向远方排泄区。这带地下水的补给范围要比其上的各带大得多，不同来源的地下水，其中化合的CO2平衡值各不相同，混合后可引起碳酸的不饱和，因此具有一定溶蚀能力，而形成深部喀斯特。
（2）喀斯特地貌（图8—14）
①地表喀斯特地貌 地表水沿着可溶性岩石的裂隙进行不断的溶蚀和侵蚀，使岩石表面形成沟槽状溶沟和沟间突起部分的石芽。在热带厚层的纯石灰岩地区可发育成形体高大的石芽，称为石林，云南路南的石林发育最为典型。喀斯特漏斗是一种碟形或倒锥形洼地，宽数十米，深数米至十余米，底部有垂直裂隙或落水洞与地下河相通。漏斗由流水沿裂隙溶蚀而成。落水洞是地表水流入地下河的主要通道。其宽度比深度小得多，很少超过十米，是流水沿裂隙溶蚀、侵蚀而成。落水洞进一步发展，形成深达数十米至数百米的井状管道，称为竖井。落水洞多分布在较陡的谷坡、山坡两侧和谷地、洼地底部。溶蚀洼地主要是溶蚀作用形成的小型封闭洼地。面积约数平方公里，一般认为它是喀斯特漏斗溶蚀扩大或相邻的漏斗合并而成。喀斯特盆地是大型的喀斯特洼地，又名坡立谷。其面积约十余至上百平方公里，边缘较陡并有峰林分布，底部平坦，地表覆盖溶蚀残留的红土，有少数孤峰残丘，并有泉水和暗河出没。喀斯特盆地多分布于地壳相对稳定的地区，在有利的构造条件下，如向斜、断陷及可溶性和非可溶性岩层接触地带，经流水长期溶蚀、侵蚀而成。我国云南的砚山、罗平，贵州的安顺等都是较大的喀斯特盆地。喀斯特平原是由喀斯特盆地不断扩大而成，地表覆盖一层红土和散立的孤峰残丘，以广西的黎塘、贵县等地最为典型。峰丛是成簇相连或同一基座而峰顶分散的石灰岩山峰。峰丛内部的洼地、漏斗和落水洞很发育，在地貌上成为峰丛—洼地组合类型。这类地貌以广西红水河上游最典型。峰林是成群或分散的石灰岩山峰，通常是峰丛进一步发展的结果。峰林受构造的影响而形态多变。在水平或微倾斜岩层发育的峰林，多呈圆柱形或锥形；倾角较大的岩层发育的峰林，常成单斜式。孤峰是孤立分散的石灰岩山峰，是峰林进一步发育的结果。在喀斯特山区，通常峰丛位于山地的中心部分，峰林位于山地或盆地的边缘，而孤峰、残丘则分散在喀斯特盆地底部或喀斯特平原上。
②地下喀斯特地貌 溶洞又称喀斯特洞穴。地下水沿岩石裂隙、落水洞向下流动，同时进行喀斯特作用，扩大空间，形成大小不一、形态多样的管道和洞穴。起初它们多数是孤立的，随着喀斯特作用的不断进行，它们逐渐沟通，小溶洞合并为大溶洞，形成一个统一的地下水面。以后如果地壳上升，则河流下切，地下水位下降，使洞穴脱离地下水面而成为干溶洞。洞内堆积有化学沉积和其他堆积物。例如，地下水从干溶洞顶的裂隙渗出，遇到温度升高、压力降低、水分蒸发时，使水中CaCO3沉淀而形成自洞顶向下增长的钟乳石。水滴从钟乳石上滴到洞底，CaCO3沉淀而形成自下而上增长的石笋。钟乳石和石笋相接则形成石柱，等等。此外，还有地下河和地下湖的沉积、生物堆积、崩塌堆积等。由于这些堆积物的填充或洞顶的崩塌，溶洞的面貌和性质也会发生改变。喀斯特作用形成的地下湖称暗湖，它与地下河相通，起着储存和调节地下水的作用。