二、地下水、冰川和风的剥蚀作用

（一）地下水的潜蚀作用

地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用称为地下水的潜蚀作用。地下水主要在岩石空隙中渗流，流速慢、水量分散、冲击力小，所以其机械潜蚀作用很弱，但由于地下水的化学成分较复杂，常含有较多 CO2 和各种溶剂，因而化学潜蚀作用显著。

地下水的化学潜蚀作用是通过地下水对可溶性岩石溶解并把溶解下来的物质带走，使岩石产生破坏的。地下水对任何岩石都可进行不同程度的溶蚀，但最为常见的溶蚀作用发生于一些可溶性岩石地区，如石灰岩地区，其溶蚀过程是：

CaCO3＋H⁺＋[HCO3]^-→Ca²⁺＋2[HCO3]^-

这样便使难溶的 CaCO3 变成易溶的 Ca[HCO3]2 而随地下水带走。地下水沿岩石空隙流动并溶解岩石，使空隙扩大，在岩石内形成各种形状与大小的洞穴。溶蚀作用不断进行，洞穴不断增多、扩大，最终导致洞穴上部岩层因失去支撑而垮塌，形成千姿百态的地表形态。

通常把在可溶性岩石地区发生的以地下水为主（兼有部分地表水的作用）对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主、机械冲刷为辅的地质作用以及由此产生的崩塌作用等一系列过程称为岩溶作用或喀斯特作用

（karstfication）。形成的地形称岩溶地形或喀斯特地形。

岩溶作用的发生常要具备一些基本条件，概括起来有以下几个方面：可溶性岩石岩石的可溶性是发生岩溶作用的必要条件。岩石的可溶性

主要取决于岩石的化学成分，像由硅酸盐矿物组成的岩石很难溶于水，如岩浆岩、大多数变质岩，所以岩溶作用在这些地区难以进行。而碳酸盐岩较易溶于水，所以岩溶作用主要发生在灰岩、白云岩发育的地区。

岩石的透水性与流动性透水性强的岩石利于岩溶作用的进行。在这些岩石中的地下水运动速度相对较快，新鲜的地下水不断补充，使它处于不饱和状态，具较大溶蚀能力。岩石的透水性最主要取决于岩石的结构、构造、破碎程度和空隙的连通性。由粗颗粒或大小不均匀的碎屑组成的岩石透水性能强，利于地下水流动。岩石破碎、裂隙发育时其透水性好，反之则差。所以在石灰岩的破碎部位，地下水易于流动，岩溶作用也最为发育。

地下水的溶蚀能力地下水的溶蚀能力取决于 CO2 的含量和适宜的气候条件。CO2 的含量越高，其溶蚀能力越强。在地下较深处，渗流于岩石裂隙中的地下水，由于围压较大，可溶解较多的 CO2；而在地表，因压力较小，CO2 含量较低。另外，CO2 的含量还与温度有关，温度高溶解的 CO2 就少。气候条件对地下水的溶蚀能力影响很大，在降雨量大的地区，地表水充沛，下渗的水量也大，地下水具有丰富的补给水源，使地下水的成分常处于不饱和状态，大大地增加其溶蚀能力，所以潮湿气候区比干旱气候区岩溶作用更发育。温度除影响水中的 CO2 含量外，更重要的是加速了化学反应的进行，所以气温高的地区溶解过程要更快一些。此外，潮湿、炎热的地区，植物繁茂，生物作用也可使水中有机酸含量增加，因而加强地下水的溶蚀能力。所以在潮湿、炎热地区岩溶作用最为发育。

岩溶作用可形成各种地形，由于岩溶作用的方向受地下水运动方向影响，因而在不同的地下水分布带具有不同特征的岩溶地貌，根据地下水的运

动特征和岩溶地形的延伸方向，大致可分为以下两类：

地下水的垂直运动与岩溶地形在包气带，地下水主要作垂直运动，因而岩溶地形也沿垂直方向发育，主为有溶沟、石芽、落水洞、溶斗等（图5.13）。溶沟和石芽分布于地表，是地表水（片流）向地下水转化的过程中溶蚀地表岩石而形成的沟、槽和脊状突起。由于地表凹凸不平或受裂隙的影响，在凹入的地方片流的流量较大，流速快；而在凸出的地方片流的流量小，流速慢。因而产生不同的溶蚀速度，溶蚀速度快的地方形成凹入的沟、槽，而溶蚀速度慢的地方形成突出的脊。确切地说，溶沟、石芽是地面流水和地下水共同作用的结果。如果灰岩的层理水平，又发育有垂直的裂隙，在地面流水和地下水沿裂隙溶蚀作用下，使溶沟加深、石芽增长，就可形成巨型“石芽”，称石林。如果地面流水沿裂隙下渗不断补充地下水，溶蚀裂隙两侧的岩石，形成向深度发展的陡立深洞，称落水洞，落水洞是地面流水不断补充地下水的主要途径。溶蚀漏斗分布于地表及浅处的形态如碟状、碗状或漏斗状的溶蚀洼地，它的形成除地面流水和地下水沿垂直方向溶蚀外，还有重力的崩塌作用。

地下水的水平运动与岩溶地形在潜水面附近，地下水作近于水平方向运动，因而溶蚀作用沿水平方向发展。岩石经溶蚀后形成水平方向延伸的溶洞。溶洞的延伸方向大致可代表潜水面的位置。当地壳运动在一段时期内较稳定或潜水面不变时，地下水沿水平方向溶蚀岩石，逐渐扩大空隙形成溶洞。溶洞的形成除与溶蚀作用有关外，还与重力崩塌作用有关，一个巨大溶洞的形成常常是它们两者共同作用的结果。溶洞的大小很不一致，小者只有数米，大者可达几百公里，有的溶洞高达 200m。如果地壳发生阶段性升降运动，潜水面也相应发生变化，从而可形成分布于不同高程的溶洞，每一排溶洞代表一次地壳稳定时期的潜水面。