岩溶空隙的形成

发布网友发布时间：2022-05-06 13:31

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热心网友时间：2022-06-30 18:29

岩溶又称“喀斯特”，它是具有溶解能力的水在不断交替运动中对透水的可溶性岩石进行以溶蚀作用为主，并伴有侵蚀、冲蚀作用的地质现象。岩溶现象首先起因于水对岩石的化学溶解作用。这种化学作用又为物理作用的产生创造了条件，导致水的机械侵蚀和岩体重力崩塌，进而又为化学作用的加剧创造了条件。因此，在可溶性岩石中形成了大小不同和形态各异的空洞。

纯水的溶解能力很微弱。只有当水中含有侵蚀性CO₂时，水才对石灰岩产生溶蚀作用，将CaCO₃带走，留下不能溶解的残余物质。

溶解于水中的CO₂与水化合成碳酸:

普通水文地质学

碳酸对石灰岩发生作用就产生易溶的重碳酸钙:

普通水文地质学

重碳酸钙呈Ca²⁺和HCO^－₃离子形式溶解于水中，并随水而流失。

此外，在含CO₂的水中，产生H⁺和HCO^－₃。CO₂在水中的含量越多，H⁺也越多。H⁺是很活跃的离子，当含大量H⁺的水对石灰岩作用时，H⁺就会与CaCO₃中的CO^2－₃结合成HCO^－₃，而使Ca²⁺溶解于水中。

因此，在含有CO₂的水与CaCO₃作用时，形成HCO^－₃的方式有两种:一是CO₂+H₂O→H⁺+HCO^－₃;二是剩余的H⁺与固相的CO^2－₃化合成HCO^－₃。这就是含CO₂的水对CaCO₃溶解作用的实质。

上述化学反应，主要取决于H⁺的浓度。当水的pH＜7时，则有足够的H⁺与CO^2－3化合成HCO^－₃，使CaCO₃溶解。当水的pH＞9时，那么除去HCO^－₃以外，水中还有相当数量的CO^2－₃，它将与溶解于水中的Ca²⁺重新结合成CaCO₃而沉淀。

在岩溶作用过程中，溶解流失的CaCO₃远远多于重新沉淀的CaCO₃，因而在岩体中溶蚀成各种空洞，进而引起地下水流的机械侵蚀和洞顶崩塌，结果更促进岩溶作用的发展。

因此，岩溶空隙的形成必须具备四个条件:①岩石必须是可溶性的;②岩石必须具有透水的孔隙或裂隙;③水必须具有溶蚀能力;④水必须不断流动和交替更新。