中国喀斯特石林景观研究Word文档下载推荐.docx

1、1931年云南省政府主席龙云（18841962年）携员考察路南大叠水瀑布时，顺道访问了现在的石林景区，随手提书“石林”两字。后由书法家周钟擞将“石林”用行书撰写，并为此写一跋语：“路南城西南三十里有大叠水，岩高千仞，瀑布飞流。或云可以设发电机，其力当不亚于海口。今岁春问，云南省政府席龙云公志舟亲往巡视。路经城东李子箐，见怪石嶙岣，如千队万骑，丛立奔麟，心甚异之，因题石林二大字以志。归而告，予考路南县志，石林旧有此名，龙公所题，殆与巧合。前州牧蒋元楷，学正张端亮曾作石林歌以张之，而其名未甚著。今得龙公品题，则此石当与三品九华并著天壤云。中华民国二十年五月剑川周钟擞记”。令石工将“石林”与跋刻石于

2、大石林景区中心部位的石柱上。“文化大革命”中遭毁，后另从著名碑帖上选了隶书“石林”二字，取代了原书，成为现今云南石林的标志。在龙云考察后，省政府拨专款兴建了道路、凉亭、别墅，还抽调10人进行专门管理。从此，路南石林景区成为由政府进行建设、管理、接待游人的景区。“石林”一词从此走入了公众，广为传播。第二节 “石林”定义综述1我国学者及辞书对石林的定义 从科学角度最早对石林景观形成原理进行研究的是地质学家朱庭柘、马希融、杨钟健、卞美年。以1937年马希融发表在理科论丛上的论文“云南石林地形学上初步之观察”较为详细。是“石林”术语首次出现在科学著作中。文中提出石林是由二叠纪石灰岩受地下水溶蚀而成，与

3、此前的非地学T作者仅从形态角度描述石林相比，使“石林”一词有了地质科学的内涵。在中国，直到1978年地质辞典才给“石林”下了一个较为完整的定义，后来又有许多内容相近的定义。为了大家了解这些定义，现择要摘录如下： （1）地质辞典（1978，地质出版社）。石林：岩溶地区发育的一种特殊地貌形态，它是在热带气候条件下，产状平缓裂隙发育的厚层碳酸盐岩区，在水的溶蚀作用下形成的一种高大的石芽。石芽之问有很深的溶沟，沟壁陡直，壁上常有溶蚀凹槽。云南路南石林高达50m，形态上有的尖峭如剑。有的薄如刀刃，或状如碑林，实际上已近峰林。为我国著名的风景区。 （2）辞海（1980，上海辞书出版社）。陡峭石峰林立的一种

4、石灰岩地貌。由水流沿石灰岩的垂直裂隙溶蚀而成，规模较“峰林”为小，高仅数十米，形状奇特，风景优美。 （3）地理学词典（1982，上海辞书出版社）。是热带石芽的一种特殊形态，形体高大，石芽之间有很深的石沟，沟坡垂直，坡壁上刻有平行垂直的凹槽，以云南路南石林为典型，相对高度一般20m左右，大者可达50m左右。 （4）现代地理学辞典（1990，商务印书馆）。一种形体高大的特殊石芽。由廊道分割，边坡垂直并刻以平行向下的溶槽，相对高度在20m左右，甚至达50m，成群出现的石灰岩柱，远望如林。 （5）张寿越（1995）。云南路南石林是中国碳酸盐岩区的一种高数米至数十米的石芽及溶蚀沟槽组成的一种次级岩溶地貌

5、类型。发育在岩层产状平缓、具稀疏垂直裂隙系统的厚层纯碳酸盐岩地层中，经历了中渐新世矮小石芽形成阶段、中渐新世及上新世剥蚀与红色风化壳形成阶段、早更新世和中更新世石林形成阶段及晚更新世以来土壤侵蚀与石林出露阶段，之后石芽顶部受到降水溶蚀作用的改造。 （6）宋林华、李玉辉（1997）。是由高度在5m以上的石柱汇集集合而成。它是由富含CO：的土壤水沿高角度的节理溶蚀，扩大块石之间的分隔空间，使其成为高在5m以上的土下石林。经水土侵蚀，石林被剥露，经雨水和岩石表面富含CO，、有机酸和酸陛水溶蚀和机械侵蚀作用，使石柱发育了剑状喀斯特。柱面上形成各种溶沟和溶槽，根部由土壤埋覆式暴露，石柱之间为裂隙分割，各

6、柱顶和柱是孤立状产出。 （7）中国百科大辞典（1999，中国大百科全书出版社）。一种形体高大的特殊军芽。由廓道分割，边坡垂直并刻以向下的溶槽，相对高度20m左右，其至达50m，成群的石杰岩柱，远望如林。以中国云南省路南石林最为典型。其形成除以灰岩纯厚和岩层水平为条件外主要为热带湿热环境营力所塑造。石林在中国云南与贵州高原的存在，成为研究高原隆升的重要证据之一。其形态奇特稀有，构成旅游资源。 （8）彭建（2002）。石灰岩在长期喀斯特作用下形成的由5m以上的石柱组成的地秀景观，是一种形态高大的石芽，国外称为针状喀斯特（Pinnacle Karst）。 （9）陈安泽（2004）。由5m以上的碳酸岩

7、岩柱柱体（剑状、针状、塔状、蕈状）尉群组合出现，远望如林的一种地貌景观。它与峰林地貌的区别是在构成地貌的单体上，石林的鸟体是石柱，峰林的单体是石峰。石柱的高度最高一般不超过50m。5而以下的柱体应称为石芽有些地区把低矮的石芽也命名为石林是不妥当的。石林的形成条件，特别是保存条件要比峰林峰丛地貌严格得多，因此，石林地貌的分布要稀少的多。 2外国学者及辞书对石林的定义 20世纪20年代后期，在西方科技文献中及个别辞书中开始有了对石林景观的论述及定义英文在描述石林景观时使用的术语是“stone forst”“Pinnacle karst”“Shiling”；德文用“stein walder”；法文用

8、“Foretsde pierre”。除了“Shilin”是采用中文“石林”译音外，其他都是西力学者自己采用的术语。现在外国文献中常用的术语是“stone forest”，“Shilin”虽已在2002年列入岩溶与洞穴词典，但尚未成通用术语或固定术语。现将西方重要喀斯特学者和辞书对石林景观的论述按出现顺序择要如下。 （1）刃脊和剑状喀斯特：位于相对高差达120m地形上的、具锯齿状顶部和近直立岩壁的罔格状刃脊。刃脊突出于布满森林的溶蚀廊道和洼地。发现于新几内亚海拔2000m以上的地区。刃脊喀斯特和剑状喀斯特都是发育于赤道雨林的喀斯特景观类型。 （2）剑状喀斯特：石灰岩被窄而深的裂隙分割成分离的剑状

9、石柱。由节理经溶蚀扩大而成能裂隙深可达3050m，但只有12m宽。剑状石柱下部岩壁近直立且表面发育各种典型的浅溶沟。这些浅溶沟的形态特征与其他环境下石灰岩表面发育的浅溶沟相类似。剑状喀斯特通常被以为是在强烈的热带或季风降雨条件下，致密且节理极发育的石灰岩经快速侵蚀和溶蚀的结果。这种喀斯特类型在云南尤为突出，那里的剑状喀斯特区域被称为“石林（Stone forest），（Shilin）”。剑状喀斯特的描述还见于穆鲁（Mulu）的梅里内（Melinay）石灰岩地区、澳大利亚西北部的菲茨罗伊（Fitzroy）地区以及菲律宾，在那里这种喀斯特被称为阿塞盖喀斯特（Assegai Karst）（颠威汀，1

10、986，中国南方石灰岩地貌）。 （3）石林：尖柱状喀斯特地貌的一种类型。形成于倾角不大的石灰岩低台地区内，其特点是呈尖塔状密集分布，尖塔柱高可达25m，其上可见锋利且平行的溶沟（rillenkarren）。该地貌仅见于中国华南地区。（英国洞穴研究协会2002年编辑出版的岩溶与洞穴词典） （4）剑状喀斯特：以表面具尖锐溶痕的垂直岩刃为显著特征的热带喀斯特。实际中剑状喀斯特很难与刃脊喀斯特（arete karst）、井割（fsingy）以及像石林（Shilin）这样的特殊类型相区别。沙捞越穆鲁剑状喀斯特（Mulu karst of Sarawak）的岩刃高达50m，突出于热带雨林树冠之上（美国环境

11、保护署，2002，与环境喀斯特水文地质学相关的洞穴与喀斯特词汇）。 （5）石林：最著名的剑状喀斯特是中国云南的石林。那里崎岖的石山与山麓侵蚀地形是长期复杂地质演化的结果，早期形成的石芽溶沟在中二叠世时期被大陆玄武岩掩埋；继而又出露和再次喀斯特化，随后在始新世时又被大陆沉积所掩埋；最后在晚第三纪和第四纪时又再次出露和再次喀斯特化。剑状喀斯特的发育形成于碎屑沉积物之下，早期古老的喀斯特地形不断出露并且锐化，剑状喀斯特呈大的片丛状分布于300km2的区域内。石柱高度135m，直径120m（福特，保罗威廉姆斯，2007，喀斯特水文地质与地貌学）。 （6）石林：发育于较低高原缓倾斜石灰岩的一种剑状喀斯特

12、。以密集出现的，高度可达25m的剑状石峰为显著特征，岩石表面有尖锐溶痕。只在中国南方的石林发现（Denes Balaz，1960）。 （7）剑状喀斯特：由节理经溶蚀扩大而成的裂隙深可达3050m，但只有12m宽。这种喀斯特类型在云南尤为突出，那里的剑状喀斯特区域被称为“石林（Stone forest），（Shilin）”（斯威汀，1986）。 以上就是中外学者对石林定义的综述。总体上看，对石林的定义是大同小异的。 3本书对“石林”的定义石林（Shilin）：各类碳酸盐岩岩石在湿热气候条件下，以溶蚀作用为主（包括土下溶蚀、地表雨水淋蚀）、其他动力地质作用为辅形成的大于5m的各种形态的柱体（剑状、

13、尖锥状、蕈状、塔状、圆柱状、方柱状、堡状、不规则状）或连体丛生，或离立成群，远望如林的一种特殊喀斯特景观。第二章 中国喀斯特石林景观的成景因素第一节喀斯特石林景观形成的地质因素喀斯特石林景观的物质基础是碳酸盐岩，因此，碳酸盐岩的岩石成分、岩石结构、岩层组合、岩层时代、岩层产状、受后期地质构造变动影响的程度、受外动力地质作用影响程度，特别是水文地质条件（如地下水的赋存状态、水的化学成分、水量、水动力特征等），是形成喀斯特石林景观的重要地质因素。此外，气候因素也是形成喀斯特石林景观的重要条件，在不同的气候带，不同的降雨量区域内形成的喀斯特石林景观也有很大的差别。一、碳酸盐岩的物质成分结构及类型划分

14、1物质组成 碳酸盐岩的组成物质主要有3类，即方解石（CaCO，）、白云石CaMg（CO，）：和泥质岩（以硅铝质为主）。何起祥按三者的比例将碳酸盐岩分为3种组合形式（图1-2-1）：方解石与白云石组合，其构成的岩石为灰岩、含白云质灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、含灰质白云岩和白云岩；方解石和泥质组合，其构成的岩石为灰岩、含泥质灰岩、泥质灰岩、灰质泥质岩、含灰质泥质岩、泥质岩（页岩）；方解石和砂组合可构成灰岩、含砂的灰岩、砂质灰岩、灰质砂岩、含灰质砂岩和砂岩等。为了便于了解它们之间的组合关系，图1-2-2显示了方解石、白云岩和粘土三者混合沉积时的分类三角图解。在研究喀斯特地貌时要弄清成景岩石的化学成

15、分，并把它们各自的成分放到图解中去，以确定它们的岩石类型。卢耀如院士研究得出，不同成分的碳酸盐岩其相对溶解度的差异是很显著的，如实验得出纯灰岩的相对溶解度大致为1，则白云岩为0407，泥灰岩则多在05以下。因此，纯灰岩成景条件最好，白云岩和泥灰岩因溶解度差，成景条件相对也差，这和实际观察到的现象是一致的。在研究喀斯特景观时，必须将其成景的物质基础碳酸盐岩的化学成分、岩石结构等研究清楚。2岩石结构及岩石类型划分过去以为碳酸盐岩都是化学沉积形成，岩石结构简单，而事实上其成因是很复杂的，因此，岩石结构也是多样的。何起祥把碳酸盐岩分为4种结构：粒屑结构，由下列5种粒状碎屑组成，即内碎屑、鲕粒、生物碎屑

16、、团粒和团块。粒屑之间通常有两种胶结物质充填，一种是泥晶，其粒径0Olmm的碳酸盐结晶体。泥状结构，主要由泥晶碳酸盐组成，也称微晶方解石泥、软泥。化学结构，是原地化学沉积碳酸盐岩的特有结构，其特征是岩石为质纯的晶质结构。生物结构，主要由生物的遗骸所组成，主要生物种属有藻类、有孔虫、海绵、棘皮动物、苔藓虫、腕足类、三叶虫、软体动物及珊瑚等，生物的不同显示着成岩环境的差别。岩石结构对形成喀斯特地貌有直接的影响，据俞锦标对云南石林的研究，发现亮晶生物碎屑（砾屑、团砾） 第三章 喀斯特石林景观类型划分 石林在喀斯特景观中是形成条件要求严格，保存条件更为困难的一种景观，其分布要比其他喀斯特景观稀少得多。

17、加上对石林的研究处于尚待深入的阶段，因此，至今尚无一个较为完善的分类方案。笔者依据不同的原则提出若干分类方案，并根据中国石林景观形成的地质背景提出一个中国喀斯特石林景观分类方案供参考。第一节 喀斯特石林景观一般分类方案一、石林数字模式分类 根据石林地区的石柱高度、宽度、高宽比、密度、面积及海拔高度等数字模式对石林进行分类。 1石柱高度分类 低石林：石柱高5lOm，极个别石柱超过lOm；较高石林：石柱一般在1020m；高石林：石柱一般在1525m，其中有25以上在2030m；特高石林：石柱一般在20m，其中有20以上可超过30m。 2石林面积大小分类微石林：石林面积小于1000m2； -小石林：

18、石林面积在1000m21km2；中等石林：石林面积在1一lOkm2；大石林：石林面积在10lOOkm2； -特大石林：石林面积大于lOOkm2。 3石林所处海拔高度分类极高山、高原石林：石林分布海拔超过3500m以上的高山、高原地区。如青藏高原、唐古拉山、昆仑山及玉树地区等的石林。高山、高原石林：石林分布海拔在15003500m的地区，如云南石林。中山石林：石林分布海拔在5001500m的石林，如四川兴文、湖南洛塔等地石林。低山、丘陵石林：石林分布海拔在100500m，如广西、福建地区的石林。平原、海岸石林。 4根据石柱的密集稀疏程度分类 该项指标应按石林单位面积中石柱、石墙所占的比例而划分。

19、密石林：密林是指石柱密度很高、间距小的石峰石柱地段。石柱高度多在20m左右，部分石柱高度达40m。石柱彼此相问耸立，间隔窄处难以通行或仅可侧身而过，宽处仅容数人并行，不过数米。如石林世界地质公园中的大石林区，李子箐石林的中心地带，乃古石林部分地段。疏石林：疏林景观的石柱密度较密林景观为大，石柱之间的距离平均在1030m，石柱大约占石林总面积的2040。在石林世界地质公园中的小石林区为典型的疏石林景观。孤柱：孤立的石柱景观是指石柱密度很低，在很大范围内或山头上只有一个或几个石柱分散分布。这种景观往往与石芽景观相伴生，即石芽景观中偶尔突出的、较高的石柱，其造型奇特，极有观赏价值。如石林景区中的万年

20、灵芝石柱。二、石林颜色分类 根据石林中灰岩、白云岩等岩石颜色可分为：灰石林：形成石林的石灰岩颜色以灰色为主的石林。如石林世界地质公园中的大、小石林。黑石林：形成石林的灰岩为灰黑色，在灰岩表面常有一些藻类使灰岩颜色更显得发黑。如乃古石林，其原名为黑松岩。红石林：形成石林的石灰岩颜色以红色、棕红色为主的石林。如湖南古丈的红石林是形成于中奥陶世的红色、棕红色灰岩。白石林：形成石林的石灰岩颜色以灰白色为主的石林。灰白色石灰岩常经过轻度变质，即大理岩化，有的已变质为大理岩，如广西贺州的大理石石林，河北涞水白石山的大理石石林。在马来西亚沙捞越的古纳、穆鲁国家公园的剑状喀斯特石林为纯净的灰白色，剑状石柱高达

21、3040m。三、组成石林岩石时代及岩性分类 根据石林发育的石灰岩地质时代，可分为寒武纪石林、奥陶纪石林、志留纪石林、泥盆纪石林、石炭纪石林、二叠纪石林、三叠纪石林等不同时代的石林，在中国绝大部分地区自侏罗纪后就无大面积海相石灰岩沉积，所以也没有石林发育，但在国外有新生代的石林。 四、石林形态分类 根据石林中石柱的主要形态和组合，可分为：剑状石林、刃脊状石林、柱状石林、塔状石林、城堡状石林、蘑菇状石林等或两种以上形态的混合型，如剑状一刃脊状石林。石林形态上的差异，主要受到灰岩岩性、岩层单层厚度、成分、产状、地下水及构造影响。同时也受到当地气候、土壤、地貌等条件影响。五、石林成因分类石林是由形态高

22、大（550m）成群组合出现的碳酸盐岩柱柱体组成，远望如林的一种地貌景观。其成因主要是石灰岩在受到地质构造作用力的作用后，在垂直方向上产生了两组以上的裂隙，在平面上将灰岩分割成网络状，以后水和生物等沿这些裂隙向下溶蚀，随着裂隙的加深加宽，一个个石柱逐渐分离出来，再经构造抬升，流水下切，石柱在地表组合在一起，就形成了石林。此外，在高山寒冻地区由于冰雪的寒冻风化和溶蚀作用，也可形成石林。根据石林不同形成过程，可将石林类型分为： 1地表降水溶蚀型石林 在热带或亚热带季风地区的大量降雨条件下，致密且节理极发育的石灰岩经快速侵蚀和地区溶蚀，被窄而深的裂隙分割成一个个剑状石柱，剑状石柱下部岩壁近直立，表面发

23、育各种典型的浅溶沟，裂隙深达30一50m，即石柱高达3050m，但仅有12m宽的间距，并长满热带各种植被，人畜均难通行。如沙捞越穆鲁的剑状石林喀斯特的剑状石柱高达50m，突出于热带雨林树冠之上。 2土下、地表溶蚀型石林 在亚热带、暖温带气候湿润、降雨比较充沛的地区的石灰岩地层比较水平，节理发育地区，石灰岩在土下溶蚀和地表溶蚀的双重作用下，形成各种形态的石林。一般在地表部分形态为剑状、锥状或莲花状、盘状；在土下部分则为向内凹的半圆形或弧形石柱，可形成穿洞。当流水将土层冲刷后即可形成高530m左右的石林。3埋藏型石林 喀斯特石林景观在土下溶蚀形成的石林，称埋藏型石林。只有埋土被自然剥蚀或人工挖掘后

24、，石林才会暴露出来。4寒冻风化型石林 在高山、高原一些冻土地区或高纬度寒冻带。在一些山岭上发育有刃脊状石灰岩，这些灰岩的垂直节理在轻微溶蚀、寒冻风化的作用下，也可形成小片石林。如青藏高原的唐古拉山口一带可以见到。第二节 中国石林景观类型划分方案 笔者（陈安泽）长期从事旅游地学研究工作，考察参观过众多的喀斯特景区，在研究中国石林景观时，又系统地考察了中国各地的石林。据笔者观察，各处石林由于成景母岩时代的不同，分布区域的不同，其形态、面积、美学观赏价值和旅游应用价值有着明显的差别。因此，产生了将中国石林景观按成景岩层时代划分为不同的代表型，其目的既可达到从地质科学角度认识某一类型的成景过程和成景的

25、规律，还可达到合理应用某种类型于旅游的目的。一 中国喀斯特石林景观分类原则 此方案的提出基于以下原则：符合石林定义的原则。即由5m以上碳酸盐岩柱状体丛生组合，远望如林的景观才能称石林，5m以下的不能称为石林，只能称石芽。应用原则。类型划分的出发点是为了旅游应用，把石林景观作为一种旅游资源类型，像矿床的工业类型一样，提到某种类型你就可以知道它的应用价值。如铁矿床的“鞍山式”，它一定是产于太古宇地层中的条带状磁铁石英岩矿床，含铁品位（铁金属百分含量）虽低（一般30左右），但规模巨大，有极大的工业开发价值；提到“宣龙式铁矿”，你就知道它是产于元古宇地层中，矿石为鲕状或肾状赤铁矿，品位虽比鞍山式高，但

26、矿床规模较小，工业开发价值一般；提到“宁乡式铁矿”，你就知道它是产予上泥盆统中的薄层鲕状赤铁矿床，矿石品位中等，但规模较小，工业开发价值也较小。这种从工业开发应用角度出发结合成因的分类方法值得在划分地貌景观时效仿。成景岩层时代专属原则。形成地貌景观的物质基础是岩石，而不同时代、不同层位形成的岩石是不同的，相反同一时代，同一层位形成岩石（特别是海相地层），大体上是近似的。近似的岩层形成的景观从总体上看是类似的、可比的。地理区域原则。即中国特色原则，以中国境内已知的石林景观为分类依据，每一种类型都贯以典型实例地方名称。如“泥凼式”喀斯特石林景观，它代表了中国西南地区或华南板块上由中三叠统石灰岩形成

27、的石林景观。凡是西南区这个层位形成的石林都称为“泥凼式”。以上原则中的核心是成景岩层的时代，这是将层控矿床的理论移植到景观类型划分上的一种尝试。二 中国喀斯特石林景观类型 现据此将中国喀斯特石林景观分类如下： 1河北涞源白石山式石（塔峰）林状景观由元古宇硅质条带状白云岩构成，以河北涞源白石山塔状石柱林景观为代表（图版X1、图版X一2）。发育于元古宇雾迷山组硅质条带状大理岩中，以丛聚的塔柱（峰）组合为特征的地貌景观。岩层产状平缓，垂直节理发育，外形似各种塔体的石柱（峰），沿沟谷边缘或岭脊耸立，远望如塔林，塔状柱体棱角鲜明。这是一种溶蚀作用较弱，以重力崩解作用为主，形成的地貌景观。河北涞源白石山为典型代表，是中国北方干旱半干旱