地质科学

1 地质作用 Geological action

地质作用是由自然动力引起的，地质作用是形成与改变地球的物质组成、外部形态特征与内部构造的各种自然作用的总称。如褶皱和断裂等都是由地壳运动形成的，多层溶洞则是流水作用与新构造活动共同作用的结果。地壳运动使岩层受到挤压，发生倾斜、弯曲变形而形成褶皱；地壳运动使岩层受到剪切而形成断裂。地球重力作用，使地球表面与内部任何物质赋予了位能，它使地表流水由高处向低处运动，也能使地球各部分的物质在地球重力作用下，产生各种各样的地壳运动等等。

    地质年代

地球作为一颗原始行星在太阳系中出现，已经经历了46亿年的漫长历史。到目前为止，在地球表面发现标志地壳开始形成的最古老岩石的年龄是38亿年。以38亿年为界线，把地球的整个发展历史分为天文时期和地质时期。天文时期是行星形成和发展时期，属天文学研究的范围；地质时期是地壳形成以后的地质发展时期，属地质学研究的范围。

大约在距今5.43亿年的时候，地球的演化发生了一次大的飞跃，在地球表面出现了大量的生物。因此，又以5.43、25亿年为界线，把距今5.43亿年以来有大量生物化石出现的时期称为显生宙；把距今25～5.43亿年的时期称为元古宙；把距今38～25亿年的时期称为太古宙。显生宙表示在这个时期地球上有显著的生物出现。根据生物演化的不可逆性与阶段性，显生宙又可分为三个代，即古生代、中生代和新生代。古生代又可分为早古生代和晚古生代。

    地质演化历史

    公园的地质演化历史主要经历了三个阶段：

    ①前震旦纪基底形成阶段：主要由元古宙、可能还包函部分太古宙的岩浆杂岩、火山岩及沉积岩等，在多次地壳运动作用下，经挤压、褶皱、变质，固结成一个坚固的大陆性地壳——此即扬子准地台的基底。

    ②震旦纪—早中三叠世盖层形成阶段：自震旦纪开始海侵，经历震旦纪、古生界及早中三叠世，在扬子准地台基底之上，沉积了巨厚的台地相碳酸盐岩和碎屑岩，其中含丰富的海相古生物群——此即扬子准地台的盖层。

    ③晚三叠世以来陆内盆山耦合阶段：晚三叠世的印支运动使这里由海洋抬升为陆地；晚白垩纪的燕山运动和新生代的喜马拉雅山运动使前述所有岩层褶皱成山。由于秦岭向南、松潘-褶皱带向南东的推挤，使岩层发生了滑脱、拆离和推覆，形成现在的构造格架。

在漫长的地质历史发展的长河中，公园山海易位，沧海变桑田，产生了现今园区内奇特的地质地貌景观，显示了大自然无穷无尽的力量，这是大自然平衡法则的灵性。为此，我们应该尊重大自然的平衡法则，维护和保护好包括园区在内的地质遗迹景观，让更多的人享受大自然给人们带来的乐趣。

    岩溶作用

    岩溶作用，即地表水和地下水对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主、机械侵蚀作用和崩塌作用为辅，引起岩石破坏及物质带出、转移和再沉积的综合地质作用。

    岩溶的形成必须具备以下条件：

1、岩石的可溶性：岩石的可溶性取决于岩石成分、结构和构造，可溶性岩石以碳酸盐为主。

    2、岩石的透水性：只有当岩石具有透水性时，含CO2的水才能在岩石中流动，与岩石发生充分作用，进行溶蚀而不易饱和。岩石的透水性主要取决于岩石的空隙度和裂隙度，后者比前者更为重要。

    3、水的溶解性：水的溶解力，主要取决于水中CO2的含量，纯水的溶蚀力是极其微弱的，只有含有CO2的水才具有溶解性。CO2的含量越高，其溶解性越强。

4、水的流动性：滞流的水，由于不能及时补给CO2，其溶解力是有限的，很容易被CaCO3所饱和。流动的水，由于水温、水量及气压条件的不断改变，可保持水的溶解性能。特别是不同CO2浓度的地下水混合，会大大提高水的溶解力。

    5、溶蚀基准面：岩溶作用的下限面称溶蚀基准面。

    除了上述基本条件外，岩溶发育也受各种自然因素影响。

    1、气候：可溶岩的岩溶作用受气温和气压的高低、雨量和多寡的影响。温度变化可影响CO2含量的变化，从而影响CaCO3的溶解度。

2、植被、土壤：植被对岩溶作用有两方面的影响，一是植物根部的机械破坏作用；二是分解的植物残余物、腐殖质产生大量的游离CO2。土壤对岩溶作用影响也很显著。土壤层中有大量的CO2，在温带地区土壤中CO2含量比空气中大10倍，湿润的热带、亚热带地区土壤中CO2含量比空气中更大，可达数十倍以上。

    3、地貌：不同地貌条件下，岩溶发育的过程是不同的，岩溶发育的基本条件之一是地下水的活动，地下水受地表渗透条件影响，如地面的坡度、切割密度和深度、水系布局等。

何为岩溶地貌

岩溶地貌，也叫喀斯特地貌，是由于岩溶作用而形成的地貌。

喀斯特是原南斯拉夫西北部伊斯的利亚半岛的石灰岩高原的地名，19世纪末，原南斯拉夫学者司威杰(J.Cvijic)首先对该地区进行研究，并借用喀斯特一词作为石灰岩地区一系列作用过程的现象的总称，到1966年我国第二次喀特学术会建议将“喀斯特”一词改为“岩溶”。所以，喀斯特地貌亦称岩溶地貌。

在我国，对岩溶现象，远在晋代已有文字记载，宋代以来逐渐把岩溶作为研究对象，并初探其成因，如宋代沈括在《梦溪笔谈》中指出了石钟乳的成因；周去非在《岭外代答》中提到地下河袭夺了地表河的现象。距今三百多年前，明代地理学家徐霞客（1587～1641）考察了湖南、广西、贵州、云南等地的岩溶，探寻过290多个溶洞，详细记载了岩溶地区景观特征。他的名著《徐霞客游记》比欧洲早期的岩溶著作早二百年，可称是世界上描述岩溶最古的文献。建国以后，岩溶的研究也很受重视，自1961年以来先后召开过四次全国性的学术会议。1975年在桂林建立了岩溶研究所。

岩溶地貌地表往往崎岖不平，岩石嶙峋，奇蜂林立，地表常见有石芽、石林、峰林、溶沟、漏斗、落水洞、溶蚀洼地等形态；而地下则发育着地下河、溶洞。溶洞内有多姿多彩的石笋、钟乳石、石柱，美不胜收。我国岩溶地貌分布十分广泛，主要集中于广西、云南、贵州、四川等省区，如广西桂林的山美、石美，水美、洞美，云南的路南石林等闻名于世。

    地下岩溶地貌

    地下岩溶地貌主要是溶洞河和地下河。

1、溶洞 溶洞是岩溶作用所形成的地下岩洞的通称。它是地下水沿可溶性岩体的各种构造面（层面、节理面或断裂面）特别是沿各种构造面交叉的地方，逐渐溶蚀、崩塌和侵蚀而开拓出来的洞穴。形成初期，岩溶作用以溶蚀为主，随着空洞的扩大、地下水的运动加快，侵蚀和崩塌也随之加强，洞穴迅速扩大。从而形成高大的地下溶洞。溶洞内常发育化学堆积地貌、重力堆积地貌，如石笋、石钟乳、石柱、石旗、石幔、石盾等。

    2、地下河、伏流与地下湖

    地下河    又称暗河，是具有河流主要特性的位于岩溶区地下水的有水通道。它是由地下溶洞、地下湖、溶隙河连接它们的廊道系统组成。

    伏流   为地表河流经过地下的潜伏段。与地下河的主要区别在于伏流有明显的进出口，且进口水量为出口水量的主要来源，而地下河则无明显的进口。

    地下湖   是指天然洞穴中具有开阔自由水面的比较平静的地下水体。往往和地下河相连通，或在地下河的基础上，局部扩大而成，起着储存和调节地下水的作用，如云南的六朗洞、广西都安拉通洞