中国喀斯特分布概况 自然背景及岩溶水文地质条件概述

作者&投稿:达奚俊 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

中国是世界上喀斯特地貌分布最广的国家之一,几乎遍及各省、自治区、直辖市。据统计中国碳酸盐岩分布面积约360×104km2,出露地表者约125×104km2

一、碳酸盐岩

(一)地层时代

中国各时代地层都有,从太古宙(2500Ma以前)、元古宙(2500~543Ma)、古生代(543~250Ma)、中生代(250~65Ma)、新生代(650Ma~现在)出露齐全。现将与喀斯特地貌有密切关系的含碳酸盐岩地层简如述下:

(1)太古宙含碳酸盐岩地层我国最古老的碳酸岩见于冀东古太古代(3600~3200Ma)的曹庄岩组中,岩性为薄层大理岩,表明古太古代已有海洋存在;在中太古代(3200~2800Ma)的桑干杂岩中有薄层大理岩,新太古代(2800~2500Ma)在阴山地区乌拉山群片麻岩夹大理岩;集宁群中有石墨透辉石大理岩层;鞍山群有大理岩夹层;太行山阜平群7个组中有4个组含有碳酸盐岩,即索家庄组有一层白云质大理岩;木厂组有透辉石大理岩、长石石英大理岩;四道河组有透辉石大理岩、透闪石大理岩和金云母理岩;红土坡组含有一层厚达10~40m的白色金云母大理岩。其他太古宙地层如吕梁群、五台群、太华群、界河口群、康定群中都有大理岩。从古太古代到新太古代碳酸盐岩地层有逐渐增加趋势,但太古宙的碳酸盐岩都已变质为大理岩,除个别地区有小型洞穴外,喀斯特地貌不发育。

(2)元古宙碳酸盐岩地层从元古宙开始碳酸盐岩地层的分布范围和岩层厚度都大幅度增加。如古元古代(2500~1800Ma)以滹沱系(2300~1800Ma)为代表的地层(总厚9701m)中,碳酸盐岩地层厚度约近一半,特别是其中上部的东治亚群,主要由含燧石条带白云岩和泥晶白云岩组成。中元古代(1800~1000Ma)以长城系、蓟县系为代表自上而下含碳酸盐岩地层有:团山子组,以含铁白云岩、砂质微晶白云岩为主,厚479m;高于庄组,岩性以条带燧石白云岩、含锰白云岩、泥质白云岩为主,总厚达1596m;雾迷山组,为一套含燧石条带、叠层石的巨厚层白云岩组成,总厚达3340m,是北方喀斯特地貌的主要层位;铁岭组,主要由潮汐带石灰岩和白云质灰岩组成,总厚可达333m,可形成峰林和溶洞等。新元古代(1000~543Ma)以青白口系和震旦系为代表。在青白口系上部的景儿峪组主要由薄层含泥质的白云质泥晶灰岩组成,因层薄质杂,喀斯特地貌不发育。以三峡地区为代表的南方震旦系,碳酸盐岩出现在顶部的灯影组中,岩性以白云岩为主,含硅质,上部含磷质,总厚度变动于200~1000m,有大型溶洞发育。

(3)古生代碳酸盐地层以生物灰岩为多白云岩较元古界减少。岩层厚度大多巨厚未变质,是喀斯特地貌最发育的地层:①寒武纪(543~492Ma)碳酸盐岩层分布于华北地块、扬子地块和塔里木地块区。在华北地块区喀斯特成景层位是中寒武统的张夏组、崮山组和上寒武统的长山组、风山组。张夏组为鲕状灰岩、生物碎屑灰岩,崮山组为泥质条带状灰岩夹竹叶状灰岩、鲕状灰岩,两者厚度近300m,在鲁东形成崮状地貌及溶洞,在太行山区形成嶂谷、陡崖、瓮谷等。长山组为竹叶状灰岩、泥质条带灰岩,风山组为中厚层泥晶灰岩,夹竹叶状灰岩、页岩等,总厚100余米,溶洞发育。在扬子地块区,寒武纪碳酸盐岩地层厚度超过千米,中、上统的陡坡寺组、洗象池群、三游洞群,及娄山关群等成果。②奥陶纪(490~430Ma)碳酸盐岩。在华北地块区下、中统为碳酸盐岩,下统为冶里组、亮甲山组和马家沟组,为豹皮状灰岩、泥质条带状灰岩、白云岩、生物灰岩、厚层纯灰岩、泥质白云岩等,总厚330~1100m,大型溶洞、岩溶泉多产在马家沟灰岩中。扬子地块区下、中、上统出露齐全,总厚度300~500m。下统南津关组、分乡组、红花园组,为黑色灰岩、白云质灰岩夹页岩及生物灰岩;中统大湾组、牯牛潭组,岩性为瘤状灰岩、介壳灰岩;上统较薄以宝塔组龟裂灰岩为特征。大型溶洞、峡谷、天坑发育,川南兴文的龟裂灰岩中发现造型美观的石林。需要特别一提的是珠穆朗玛峰亦是由奥陶系石灰岩组成。③志留纪(430~410Ma)以碎屑岩地层为主,碳酸盐岩地层不发育。④泥盆系(410~354Ma),华北地区没有沉积,海相稳定型碳酸盐岩沉积分布于华南以中、上泥盆统发育良好。桂林的中泥盆统东岗岭组灰岩、生物碎屑灰岩夹白云岩,厚度约300m;上泥盆统的融县组为中—厚层球粒-砂屑灰岩、鲕粒灰岩、纹层灰岩等,厚数百米,局部可达千米以上。泥盆系碳酸盐岩厚度大,质较纯,产状平缓,是峰林、峰丛地貌发育最为典型的岩层之一。⑤石炭系(354~295Ma)碳酸盐岩分布较为零散,大片少,在华北仅有上统太原组含有薄层灰岩;华南地区下石炭统岩性是泥灰岩、泥晶灰岩、瘤状灰岩局部含煤,在滇黔、桂交界和桂中地区有数百米的纯碳酸盐沉积的马平组为质地纯净的石灰岩、白云岩、厚度可达数百米,有溶洞发育。⑥二叠系(295~250Ma)栖霞组和茅口组,由生物碎屑灰岩、白云岩、含燧石条带组成,厚300~600m,在云南石林厚297~310.7m,石林和溶洞很发育,是重要的喀斯特成景地层。

(4)中生代碳酸盐岩,三叠纪南方海洋广布有巨厚碳酸盐岩沉积,其后中国大陆不再有重要的海相碳酸盐岩沉积。三叠系(250~205Ma)碳酸盐岩主要层位有下三叠统嘉陵江组、安顺组和中三叠统的关岭组、个旧组。嘉陵江组在四川厚度>500m,岩性为介壳微晶灰岩、微晶白云岩、含鲕粒条带灰岩、亮晶鲕粒灰岩、介壳亮晶灰岩等,安顺组在黔中厚达350~637m,岩性为白云岩、泥质白云岩、泥灰岩、含生物碎屑灰岩,鲕粒白云岩等;中三叠统的关岭组在黔中厚108~920m,底部有一层黄绿色玻屑凝灰层,其上为中厚层细粒白云岩、薄至中厚层灰岩、蠕状砾屑灰岩及泥灰岩,在安龙、兴义一带厚度达>400m,为礁灰岩、白云岩及白云质灰岩组成,个旧组以白云岩为主,在个旧厚度达1000m。三叠系碳酸盐岩中喀斯特地貌发育,如兴义、安龙一带形成典型的峰林、峰丛、峡谷地貌,在礁灰岩中有石林地貌形成。

新生代碳酸盐岩,仅见于湖相淡水沉积的薄夹层,海相珊瑚礁层,钙华沉积等,无重要新生代碳酸地层与岩溶地貌景观的形成关系密切。中国碳酸盐岩面积见表21。

表21 中国碳酸盐岩面积一览表 (单位:km2

(二)构造条件

在经历了38亿年的地壳演化历史中中国沉积了上万米的碳酸盐岩经地壳升降形成了多次沉积间断和古风化面,保留了多个古岩溶层位。新构造运动以来,中国大陆各断块差异升降,为近代岩溶发育创造了条件。印度板块大约在50Ma前的始新世-渐新世自南向北与欧亚板块碰撞,插于其下,致使喜马拉雅山脉崛起。喜马拉雅造山运动不但造就了中国大陆西高东低,呈4个大台阶的地貌总格局,也是各微地貌形成的内动力地质条件。李廷栋等把喜马拉雅造山运动分为3幕,第一幕发生于始新世末期,表现为特提斯海(古地中海)的关闭;第二幕发生于中新世中后期(20~10Ma),表现为强烈的褶皱与断裂;第三幕发生于上新世-早更新世,主要表现为青藏高原的抬升与断裂活动。现今见到的喀斯特地貌大都是第三幕的产物。峡谷、天坑、峰林、石林都是地壳差异抬升过程中溶蚀、侵蚀形成的,多层溶洞也是在间歇性抬升中溶蚀形成的。中国大陆岩石圈是由多个陆块拼合而成的复式大陆。前中生代,我国及邻区曾有六个古板块,它们是西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块、塔里木板块、华北板块、华南板块、南海-印支板块。地质背景各不相同,形成的喀斯特地貌景观也有明显的差异。

(三)气候条件

温度与湿度是喀斯特发育的重要因素。中国大陆第三纪初气候干旱,据刘东生院士研究,始新世18°~35′N之间形成一条EW向干旱带。始新世末干旱带继续比移,渐新世东南季风初步形成;到中新世中期,西南季风开始形成;南部变得湿润;中新世末中国气候特点及于旱地带的地理分布已接近今天的格局。上新世末至更新世初青藏高原快速隆起,阻挡了来自印度洋的水汽,使我国北部更加干旱,南部更加湿热,是喀斯特主要形成时期。我国现今的气候仍以季风气候为主,受东南季风(热带亚热带太平洋夏季风)、西南季风(跨赤道的印度洋夏季风)及西北季风(亚北极冬季风)所控制,表现为自南向北、自东向西由湿热气候向干寒气候过度的特点,喀斯特地貌发育强度和这种气候态势相一致。

二、中国岩溶分布

1.南方区(华南、西南、华东地区)

碳酸盐连片总面积176.83km2,其中山区占61.35%,丘陵占22.63%,平原盆地16.02%。厚层碳酸盐岩面积54万km2,加上有碳酸盐岩夹层的地带,裸露与半裸露的岩溶区,面积可达73.77万km2,占这片碳酸盐区总面积的41.86%含云贵川渝等峪谷、洞穴、天坑、石林和粤桂的峰丛、峰林、洼地等典型岩溶地貌。江苏、浙江、江西、上海、福建和广东等地,碳酸盐岩分布零散。新安江上游、太湖周边低山丘陵、江西的石钟山、杭州西湖一带众多溶洞如烟雾洞、玉乳洞、石屋洞、水乐洞和紫来洞,浙江建德灵栖洞、灵泉洞,兰溪的涌雪六洞,福建永安十八洞和将乐玉华洞,江苏的善卷洞,安徽的南陵乌霞洞和太平神仙宫,江西的龙宫洞、孽龙洞,广东肇庆双源洞等。

2.华北地区

包括太行山、山西高原、吕梁山、鲁中南和燕山辽西、辽南,都是碳酸盐岩分布和岩溶地区。年降雨量400~800mm,年平均气温为4~12℃,属半干旱温带气候。晋中及黄淮海平原下1000~2000m深处,有大片古潜山,发育岩溶大泉,如济南趵突泉、太原晋词泉、娘子关泉等,是本区典型的岩溶现象。较大洞穴,如北京的云水洞、石花洞,山西忻州洞,山东青龙洞、鹏山洞,河南雪花洞等,奇特山峰如北京西山、香山和太行山等地。

3.东北地区的岩溶作用似于华北

大兴安岭以东年降水量为300~1200mm,平均温度4℃~8℃。太子河流域碳酸盐岩本溪的水洞。在小兴安岭小西林一带,有早期溶蚀山峰及仙人洞发育。辽东半岛金州-大连,是最典型海蚀岩溶地带,形成岩柱和洞穴通道,海底泉(海中龙眼),早期发育的石门子洞,1万多年前,这一带海面比目前至少低80m。洞穴发育受海面变化的控制。三江平原及松辽盆地的地下隐伏有碳酸盐岩的古溶洞。

4.新蒙地区

新疆至内蒙古一带的阿尔泰山、天山、昆仑山、祁连山和阴山,有碳酸盐岩层,但年降水量仅为100~300mm,年平均气温8~10℃,又受到风力侵蚀、冰水侵蚀等影响,溶蚀不强。但天山和阿尔金山自然保护区中高程5000m左右有岩溶奇峰,与溶蚀及后期冰雪作用有关。高山冰川,发育于冰雪中的热溶作用形成洞穴。

5.青藏地区

既有碳酸盐岩,又有硫酸盐岩及卤化物岩分布,喜马拉雅山、唐古拉山、巴颜喀拉山等4000~5000m高独特山峰。是在早期温热条件下发育的溶峰,经受后期冰川冻融改造形成。在昆仑山3500m高程处,有纳赤台岩溶泉,其流量可达1.5m3/s。青藏高原年降雨量为25~400mm,平均气温为2℃~12℃。冰雪侵蚀作用和水溶蚀作用形成的山峰,由于干旱,有许多盐湖、咸水湖有湖滩岩,石膏、岩盐等洞穴发育。

6.台、琼及南海诸岛

台湾岛、海南岛及南海诸岛和我国海域内,也有碳酸盐岩分布。台湾中央山脉有大理岩,太鲁阁一带尚有热液作用的洞穴及热矿水。垦丁一带有珊瑚礁灰岩洞穴发育,岩溶塌陷。海南岛的碳酸盐岩岩溶有尖棱的溶蚀痕迹,是热带岩溶的一种奇特现象;南海珊瑚岛,小洞穴发育。第三系以前(几千万年前)碳酸盐岩,沉降于海底下数千米处,这些碳酸盐岩,也有古的岩溶景观与洞穴通道系统。



世界主要喀斯特区域概况~

地球表面除去海洋及冰盖以外的陆地面积约20%为喀斯特岩石出露。北半球的碳酸盐岩特别发育,古老的冈瓦纳大陆除去其边缘有些白垩纪或时代更新的碳酸盐岩之外,出露的碳酸盐岩较少。不是所有的碳酸盐岩都发育喀斯特景观,这是因为岩石中不溶物的影响,因而大陆区域发育碳酸盐岩喀斯特面积估计超过10%~15%。世界上几乎95%的洞穴发育在灰岩中。
曾有学者划分出了全球最适宜于喀斯特作用的地质-气候带,它们是:阿巴拉契亚-加勒比喀斯特带,西欧和地中海北岸喀斯特带与东亚、南亚及赤道太平洋喀斯特带。中国是后一个喀斯特带上最为集中分布的喀斯特区域。世界上许多国家都含有重要的喀斯特区域见图3-58所示。

图3-58 世界主要碳酸盐岩分布图(据Fordetal.,1989)

欧洲的法国、德国、英国、爱尔兰、意大利、奥地利、俄罗斯、立陶宛、乌克兰,挪威、西班牙、塞尔维亚、斯洛文尼亚、波斯尼亚—黑塞哥维那、克罗地亚、阿尔巴尼亚、希腊、土耳其、瑞士、瑞典、匈牙利、捷克、波兰、罗马尼亚;美洲的美国、加拿大、巴西、古巴,墨西哥、波多黎各;亚洲的中国、日本、印度尼西亚、泰国、缅甸、新加坡、马来西亚、越南、柬埔寨、韩国、朝鲜、菲律宾、沙特阿拉伯、伊拉克、黎巴嫩;非洲的阿尔及利亚、津巴布韦、赞比亚、埃及、马达加斯加;大洋洲的澳大利亚、巴布亚新几内亚等。
有关全球喀斯特的分布情况,将简单介绍之。
1.欧洲地区
包括斯洛文尼亚、克罗地亚、波斯尼亚-黑塞哥维那、塞尔维亚及马其顿等国在内的亚得里亚海东岸喀斯特带约占上述各国总面积的1/3,不仅因为其发育模式,还因为其科学研究程度,而成为经典的喀斯特区域。喀斯特一词即源于该区域,诸如落水洞、溶斗、洼地及坡立谷均已成为国际通用专业术语。该区域的碳酸盐岩主要发育在为二叠纪、三叠纪、侏罗纪及白垩纪及古近纪,阿尔卑斯运动奠定了地质构造与地形特征。著名的喀斯特景点如斯洛文尼亚的波斯托伊娜洞、什科茨扬洞及克罗地亚的普利特维采(十六湖)、奥姆勃拉泉等。深度超过1000m的洞穴在这一区域达7个。
意大利从寒武纪到第四纪广泛分布碳酸盐岩,但主要为中生代及古新世碳酸盐岩,出露于北部东西向的阿尔卑斯山脉、从北向南的亚平宁山脉以及西西里及撒丁岛。
撒丁岛寒武纪灰岩洞穴及溶斗等封闭负地形中有与海西期岩浆活动有关的菱锌矿、重晶石矿床。意大利许多铝土矿充填于封闭的负地形中,表明是晚白垩世前期陆地与喀斯特时期的产物。现代地貌发育始于中新世早期。
意大利的洞穴中安装了照明、修筑了步道并提供导游的洞穴达数10个,还有一些洞穴供探险、宗教活动、洞穴治疗等。著名的洞穴如佛拉萨西洞具完善的环境监测系统,特里雅斯特的大洞则以固体潮监测装置而闻名。意大利境内深度逾千米的洞穴达11个。
法国喀斯特及其研究居于世界前列,其碳酸盐岩分布占国土的1/15,分布在潮湿海洋性气候到东南欧的地中海型半干旱气候区域。发育了从寒武纪到新近纪的碳酸盐岩。深度逾千米及长度超过50km的洞穴各有6个。
法国的碳酸盐岩主要分布在阿尔卑斯山西麓及比利牛斯山北麓,受到了强烈的褶皱与断裂,在法国中南部结晶岩中央高原周围为灰岩高原,并向东北延展至阿尔丹地块。北部为巴黎盆地及埋藏的灰岩。古生代末及中新生代以来的沉积间断发育了一系列古喀斯特。
近70余个供公众游览的洞穴分布于前述碳酸盐岩出露地段,诸如阿赫芒洞、欧朗舍洞、代芒塞勒洞、克拉穆斯洞及奥格尼亚克洞等著名洞穴。还有许多喀斯特发育地点如天生桥及喀斯特泉等也开放供游览,韦泽河流域的洞穴有逾百个地点为史前文化遗址的世界文化遗产地,包括著名的拉什科洞,为保护洞穴岩画而于附近复制了一个拉什科洞供游览而将原洞封存。
中欧及东欧许多国家包括奥地利、匈牙利、罗马尼亚、捷克及斯洛伐克等国在阿尔卑斯及其以东的喀尔巴阡山山地发育了中生代碳酸盐岩以及小面积分布的早古生代碳酸盐岩。这些国家的喀斯特分布面积除奥地利超过10000km2以外,一般均在5000km2以下。
奥地利80%的碳酸盐岩分布在北部灰岩带构成的阿尔卑斯山区,深度超过千米的洞穴达14个,50km以上的洞穴达9个。
这些国家有许多旅游洞穴,尤其是奥地利的冰洞、匈牙利布达佩斯等地的热水洞穴以及成为世界自然遗产地的跨越匈牙利-斯洛伐克边境的阿格泰莱克洞穴均享誉盛名。
以俄罗斯为主的独联体国家境内,碳酸盐岩广泛分布,基于大地构造单元,诸如俄罗斯(东欧)及西伯利亚地盾、乌拉尔造山带、阿尔卑斯、贝加尔、远东褶皱带等许多单元中均发育有喀斯特。
碳酸盐岩发育跨越从元古宙至中生代地层。喀斯特发育受气候带的影响,除黑海区域为地中海型气候喀斯特以外,多为温带及寒带喀斯特特征,受到冰川作用的影响,还发育了冰洞,以乌拉尔、克里米亚、大高加索及天山等喀斯特地区最发育。
特别要提及的是格鲁吉亚的造山带发育了7个深度千米以上的洞穴。其中高加索黑海边的深洞穴居世界之首,深度已达2164m。中亚的乌兹别克斯坦也发育了深逾千米及总长度50km以上的洞穴。在乌克兰发育的洞穴系统中,有2个长度超过50km的洞穴,其中石膏洞的总长度达215km,是居世界第3位的长洞穴。
2.美洲地区
美国国土除阿拉斯加以外面积的15%是灰岩及石膏或其他可溶岩出露或接近地表。东部大西洋及海湾平原区域从卡罗来纳到佛罗里达沿着太平洋及墨西哥湾为古近纪、新近纪和白垩纪灰岩及白垩,沿着平原的内缘作带状分布。古生代及其他古老岩石分布的中东部区域为阿巴拉契亚山脉及内陆低地,从寒武纪到密西西比亚纪(早石炭世)碳酸盐岩发育了良好的喀斯特。大平原区域碳酸盐岩主要分布于新墨西哥南部。西部落基山地区域主要分布晚古生代及三叠纪灰岩,为众多狭窄的、不连续小面积的地带。
在世界50km以上长度的洞穴系统中,美国占了10个,猛犸洞穴系统长度已达590.629km而居世界首位。
美国具照明及步道设施并配备导游的游览洞穴近200个,是世界上仅次于中国游览洞穴数的国家。除了洞穴以外,还有其他一些喀斯特地貌及水文地点也开放供公众参观。加勒比地区如古巴、牙买加等岛屿以及墨西哥等国家碳酸盐岩十分发育。著名的牙买加由陡而深的封闭洼地或溶斗及锥状山峰组成的山地,为古近纪及新近纪的灰岩。墨西哥深逾千米的洞穴达9个,长度在50km以上的洞穴有6个,是国际洞穴界关注的地区之一。
加拿大的喀斯特也有一定的分布。闻名于世的尼亚加拉瀑布(Niagara Fall),就是发育于白云岩地层上。加拿大气候寒冷,许多洞穴发育与冰水作用具有一定的关系。但是,福特(D.C.Ford)教授认为,还是应当把它们作为一般喀斯特对待,不能称为冰水喀斯特。
古巴及波多黎各的喀斯特,因受气候条件控制而具有热带喀斯特特征。古巴也有塔状的喀斯特景观,但不像我国南方峰林和峰丛景观那么典型、有特色。波多黎各的碳酸盐岩年代新,孔隙率大。
3.亚洲地区
日本西南部山口县秋吉台发育有鹰克洞(长4400m,深达145m)、秋芳洞(长2200m,深达128m)等一系列洞穴。这些洞穴主要是因大气降水渗透补给的水流,对碳酸盐岩产生溶蚀作用而形成的。
越南北部的下龙湾有海上峰林喀斯特景观。
马来西亚首都吉隆坡及其周围地区,有较多变质石灰岩,为花岗岩体所环绕,石灰岩通过断层与花岗岩接触。吉隆坡为较平坦的准平原,也有类似峰林的景观。石灰岩埋伏于地下的深度超过100m。吉隆坡石灰岩变质过程有热液喀斯特作用,这是来自地球深部富含二氧化碳的热液对石灰岩产生溶蚀作用,后期又有正常降水对变质石灰岩产生的溶蚀作用。沙捞越一带有高20~40m高的石林分布,面积约0.5km2。
土耳其西南部安塔利亚(Antalya)至帕木卡里(Pa-mukale)一带,也沉积有大片碳酸盐岩。位于地中海北部的海岸带,年降雨量可达1000mm以上,亚热带的阔叶林茂盛,气候和我国东南两广地区相似。但不同点在于我国受季风影响,炎热季节的高温和多雨两者同时出现,使热带、亚热带喀斯特景观广泛发育;而土耳其则属于地中海型气候,夏季为旱季,秋冬为雨季,高温季节和多雨季节是相脱离的,相应地就没有峰林等喀斯特景观发育。但在远离海岸地带的内陆高地,因雨量减少而呈现半干旱气候状态,消失地表水至地下的喀斯特落水洞及地下喀斯特通道还是较多发育的。这一带地质构造条件,导致有来自深部的热液喀斯特作用,使在地下溶蚀的碳酸盐岩的成分———碳酸钙(CaCO3),随着喀斯特热矿水而外泄于地表。喀斯特热矿水涌流出地表后,由于温度及水流压力的变化,加上生物作用,便在帕木卡里一带高差90m的河谷产生大片钙华沉积,形成钙华瀑布、钙华堤坝、钙华梯田等,构成一种奇特的喀斯特景观。在当地语言中,“帕木卡里”就是棉花堡的意思,即从远处往上看,在多级的阶地上就好像铺盖上雪白松软的棉花,这些“棉花”,其实就是钙华沉积。
黎巴嫩有2/3的领土为喀斯特地区,地表也有坡谷、洼地、谷地、漏斗、盲谷、落水洞。地下也有地下河、湖及暗河。中生代中期至上新世活跃的地壳抬升运动,导致红海裂谷张开、阿拉伯板块与非洲板块分离,以及与之伴生的断陷、断裂,都对黎巴嫩以及其邻近地区喀斯特的发育起着主要的控制作用。这一地区地表较干旱,从喀斯特的地表景观中也可见到尖峻的溶沟溶槽,且具有热带的喀斯特特征。地下喀斯特水较活跃,出现许多喀斯特泉,最大泉水流量可达10m3/s,不少泉水流量达0.28~2.83m3/s。
4.大洋洲
澳大利亚南部的努拉波尔(Nullarbor)平原下面有碳酸盐岩分布,面积达20万km2的半干旱—干旱喀斯特地区,表面喀斯特现象发育,植被不好,只有起伏3~5m的溶沟溶槽和浅的洼地(10~15m长和2~3m深),但也发育有喀斯特塌陷和落水洞,地下洞穴也较发育(James,1991)。冰期海水面下降及来自地壳深部的火成岩,都对喀斯特作用带来影响。
5.非洲、南美洲
非洲、南美洲都属于古冈瓦纳大陆,陆地形成后基本上就再没有下沉为海底,因此,在这两块大陆上发育和出露的碳酸盐类岩石面积很小,只有极少数地区局部发育有岩溶地貌景观。非洲大陆东部的马达加斯加岛,以发育有剑状喀斯特(石林)而闻名全球。
目前联合国教科文组织800余处世界文化与自然遗产地中有50余处与喀斯特有关,它们既有文化遗产也有自然遗产及文化与自然遗产,具生物多样性及地学多样性特征。这些地点包括洞穴、喀斯特泉、地表喀斯特景观与钙质沉积物、历史与文化遗迹、化石产地及宗教庙宇等,马达加斯加及马来西亚的针状喀斯特和云南石林属同一类型。这些遗产地中许多是著名的旅游胜地。

一、自然概况
枣庄十里泉域岩溶水系统位于山东省南部,由陶枣盆地构成(图4-8、图4-9),该系统面积641.80km2。系统属暖温带亚湿润季风大陆型气候,多年(1958~2009年)平均降水量815.8mm,年内降水量在时间分配上很不均匀,主要集中在每年的6~9月份,约占全年降水量的70%;在空间分布上,一般表现为从西北向东南递增。多年平均气温为13.2~14.2℃,1月平均气温在-1℃以下,其他各月平均气温都在0℃以上,其中7月气温高达27℃。
系统河流属淮河流域、微山湖东京杭大运河水系。共有三条河流,均为峄城大沙河支流。峄城大沙河,古称“承河”。其中大沙河由北而南纵贯全区,是区内最大的河流。
枣庄市大地构造属于中朝准地台鲁西中台隆鲁西断块,区域地质构造复杂,主要以凹陷、褶皱和断裂为主。系统内地层属华北地层区鲁西地层分区徐州-宿县地层小区。分布有太古宇泰山群、新元古界土门群、寒武系、奥陶系、石炭系、古近系和第四系。其中寒武系、奥陶系构成本区碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组,总厚度逾千米。
二、区域岩溶水文地质条件
1.资源要素构成
系统内由大气降水、地表水、松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水、碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙水和侵入岩裂隙水多种水资源要素构成。根据地层岩性、地下水赋存条件,地下水类型有:
(1)松散岩类孔隙水
分布于枣庄盆地腹部,第四系厚度多小于10m,多数地段无砂层分布,受长期大量开采地下裂隙岩溶水及矿坑排水影响,第四系孔隙水基本疏干,单位涌水量小于100m3/(d·m),地下水水化学类型为-Ca2+型,总硬度小于450mg/L,溶解性总固体小于500mg/L。
(2)碳酸盐岩裂隙岩溶水
1)长清群朱砂洞组及九龙群张夏组裂隙岩溶水。朱砂洞组分布于北部丘陵区,张夏组在北部和南部丘陵区均有分布。岩石大部分裸露,所处位置较高,地下水赋存于灰岩溶隙中,富水性较弱,单位涌水量小于100m3/(d·m)。
2)九龙群三山子组(相对于其他地区上寒武统凤山组和下奥陶统冶里组、亮甲山组)裂隙岩溶水。主要分布于枣庄盆地南部边缘地带,大部分隐伏于第四系之下。该组白云岩裂隙岩溶发育,富水性良好,是全区地下水的主要含水层。由于分布位置不同,单位涌水量相差较大,其中十里泉、东王庄地段处于地下水排泄区,岩溶裂隙极为发育,单位涌水量大于500m3/(d·m),最大单位涌水量为3274.63m3/(d·m),形成了十里泉和东王庄水源地。
3)马家沟组裂隙岩溶水。分布与三山子组相似,多隐伏于盆地腹部,灰岩、白云质灰岩地下裂隙岩溶发育,地形较低,有利于地下水汇集。东黄山段和土峪段以中薄层泥质灰岩为主,富水性差,北庵庄段、五阳山段和阁庄段以中厚层灰岩为主,地下裂隙岩溶发育,富水性良好,单位涌水量为100~500m3/(d·m)。以丁庄地段富水性最强,单位涌水量大于1000m3/(d·m)。在枣庄向斜北翼及永安一带属于补给、径流区,单位涌水量均小于100m3/(d·m)。而在向斜南翼的汇集排泄区,断裂、裂隙发育,岩溶作用强烈,富水性良好,单位涌水量在100~1000m3/(d·m)之间,局部地段大于1000m3/(d·m)。
地下水水化学类型以-Ca2+型或·-Ca2+型,总硬度一般小于450mg/L,溶解性总固体多小于500mg/L。
(3)碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙水
1)长清群馒头组、九龙群崮山组、炒米店组裂隙水。分布于北部山前及向斜盆地南翼及边缘地带,岩石大部分裸露,地下水赋存于页岩、薄层灰岩夹层裂隙中,富水性较弱,单位涌水量小于100m3/(d·m)。地下水水化学类型以-Ca2+型为主,总硬度小于450mg/L,溶解性总固体多小于500mg/L。
2)石炭-二叠系裂隙水。分布于枣庄向斜轴部,由石炭-二叠系砂页岩及薄层灰岩组成,富水性较弱,单位涌水量一般小于100m3/(d·m)。地下水水化学类型以·-Ca2+型为主,总硬度多大于450mg/L,溶解性总固体多大于500mg/L。
(4)侵入岩裂隙水
分布枣庄断裂以北,曹王墓断裂以南,地下水赋存于侵入岩风化裂隙中,富水性差,且受季节性影响,丰水期常有泉水出露,单位涌水量一般小于100m3/(d·m)。地下水水化学类型以-Ca2+型为主,总硬度一般小于450mg/L,溶解性总固体多小于500mg/L。
2.岩溶地下水的循环
(1)地下水补给
大气降水入渗和地表水渗漏是本区地下水的主要补给来源。区内汇水面积大,四周为地表分水岭,大部分基岩裸露,地表裂隙、岩溶发育,大气降水可通过地表裂隙和第四系松散层入渗补给地下水。区内地表水系发育,多数河床内基岩裸露,地表水长期渗漏补给。大沙河地带第四系有较厚的砂、砾石层,河水与孔隙水水力联系十分密切。从地下水动态观测资料和测流资料分析,在林桥地段开采条件下,贾庄以上河段,在枯水期及平水期后期,岩溶水位均低于河水位,河水通过孔隙水补给岩溶水。贾庄闸建成蓄水后,对其上游的岩溶水补给十分明显,水位与河水位呈同步变化。由于该地段第四系孔隙水与岩溶水通过灰岩“天窗”水力联系密切,河水通过第四系传导补给岩溶水十分明显。此外,岩溶地下水在岩溶天窗(如贾庄闸上游“天窗”范围内)接受上覆松散层孔隙地下水补给和农田灌溉入渗补给。
(2)地下水径流
岩溶水径流方向和径流强度受地形、地貌、岩性和地质构造等因素控制。根据多年岩溶水等水位线图分析,在接受大气降水补给后,棠荫盆地总的趋势是北、西、南三面岩溶水向盆地中部汇集,然后呈近东西向汇集于大沙河地带(图4-8)。
枣庄断裂以北地段,多为丘陵山区,地形起伏较大,出露地层主要为侵入岩及少量页岩,透水性差,大气降水的绝大部分转化为地表径流,少量入渗补给地下水,并在向南径流途中遇弱透水层阻隔以季节性泉水形式排出地表。还有一部分地下水经枣庄断裂的局部透水地段,继续向盆地腹部运移;在十里泉地段,地下水由西、西南及北部向东南径流,至十里泉村东南地形低洼处成泉或人工开采排泄;在丁庄-东王庄地段地下水由东、北、东南向西南汇集,总体流向沿宋庄-东王庄主径流带由东向西运动,当遇到侵入岩体或弱透水的断层破碎带阻隔后,转向南流向区外;渴口-寺山子地段,地下水由北向南东至渴口-寺山子一带汇集。
(3)地下水排泄
天然条件下岩溶地下水以十里泉群和东王泉群排泄,现今泉水断流,区内有十里泉、丁庄-东王庄和渴口等三个集中供水水源地人工开采成为岩溶地下水主要排泄途径,现状开采量达到14万m3/d。此外,矿坑排水也是地下水排泄的一种方式。

中国喀斯特分布概况
答:包括太行山、山西高原、吕梁山、鲁中南和燕山辽西、辽南,都是碳酸盐岩分布和岩溶地区。年降雨量400~800mm,年平均气温为4~12℃,属半干旱温带气候。晋中及黄淮海平原下1000~2000m深处,有大片古潜山,发育岩溶大泉,如济南趵突泉、太原晋词泉、娘子关泉等,是本区典型的岩溶现象。较大洞穴,如北京的云水洞、石花洞,...

世界上喀斯特地貌都分布在哪些地方?
答:①喀斯特地貌在世界范围内,主要分布在九个地区:南斯拉夫的迪纳拉山区,法国中央高原,俄罗斯的乌拉尔山区,澳大利亚大陆南部,美国肯塔基和印第安纳州,我国的云贵高原及滇南谷地,古巴、牙买加和越南中北部地区。;②喀斯特地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石(大多为石灰岩)进行溶蚀作用等所形成的地表和地下形...

中国喀斯特地貌分布地区
答:云南、广西、贵州。根据查询知乎显示,喀斯特地貌主要分布在云南、广西、贵州地区。中国是喀斯特地貌分布面积最大的国家,从热带到寒温带,从湿润区到干旱区,各种喀斯特地貌类型齐全、包罗万象。

喀斯特地貌分布地区及形成原因
答:喀斯特地貌分布广、面积大。主要分布在西部地区的碳酸盐岩出露地区,其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大。喀斯特地貌的分布 中国喀斯特地貌分布广、面积大。主要分布在西部地区的碳酸盐岩出露地区,面积为91~130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大,是世界上最大的喀斯特区...

喀斯特地貌全世界有几处(喀斯特地貌在世界上分布在哪些地区)
答:1、“喀斯特”(Karst)原是南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原的地名,意思是岩石裸露的地方。2、分布:从热带到寒带、由大陆到海岛都有喀斯特地貌发育。3、较著名的区域有中国广西、云南和贵州等省(区),越南北部,南斯拉夫狄那里克阿尔卑斯山区,意大利和奥地利交界的阿尔卑斯山区,法国中央高原,俄罗斯...

世界主要喀斯特区域概况
答:有关全球喀斯特的分布情况,将简单介绍之。 1.欧洲地区 包括斯洛文尼亚、克罗地亚、波斯尼亚-黑塞哥维那、塞尔维亚及马其顿等国在内的亚得里亚海东岸喀斯特带约占上述各国总面积的1/3,不仅因为其发育模式,还因为其科学研究程度,而成为经典的喀斯特区域。喀斯特一词即源于该区域,诸如落水洞、溶斗、洼地及坡立谷均已成为...

中国南方喀斯特是什么?
答:“中国南方喀斯特”地貌绵延地表50万平方千米,主要分布于云南、贵州和广西三省。中国南方以其举世无双的喀斯特地貌多样性而著称,由云南石林、贵州荔波和重庆武隆三种喀斯特地貌共同组成。石林喀斯特位于云南省石林彝族自治县石林风景区内,又称“路南石林”,距昆明120千米,面积约266平方千米。石林喀斯特景观以...

喀斯特峰林的成因和分布
答:中国喀斯特峰林是在燕山运动以后的准平原基础上、长期处于轻微上升条件下形成的。 而世界上大部分热带喀斯特地区是在中新世以后才缓慢地从海面升起,其形成的时间较短。因此,中国喀斯特峰林具有独特的高大雄伟的特点。峰林区地下水位较浅,且多水平洞穴,常为旅游胜地。峰丛则分布于地壳运动比较强烈的地区。上...

喀斯特的地带特征
答:中国东部喀斯特地貌呈纬度地带性分布,自南而北为热带喀斯特、亚热带喀斯特和温带喀斯特。中国西部由于受水分的限制或地形的影响,属干旱地区喀斯特(西北地区)和寒冻高原喀斯特(青藏高原)。 分布于桂、粤西、滇东和黔南等地。地下洞穴众多,以溶蚀性拱形洞穴为主。地下河的支流较多,流域面积大,故称地下...

卡斯特地貌的地域分异状况
答:主要分布在我国西南部。云贵高原,重庆