溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果.doc

  溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。
简介
　　CaCO3碳酸钙有这样一种性质：当它遇到溶有CO2的水时就会变成可溶性的碳酸氢钙[Ca（HCO3）2] CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2 溶有碳酸氢钙的水如果受热或遇压强突然变小时溶在水中的碳酸氢钙就会分解，重新变成碳酸钙沉积下来。同时放出二氧化碳。 Ca（HCO3）2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O 在自然界中不断发生上述反应于是就形成了溶洞中的各种景观。世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亚山脉的猛犸洞，位于肯塔基州境内，洞深64km，所有的岔洞连起来的总长度达250km。洞里宽的地方象广场，窄的地方象长廊，高的地方有30m高，整个洞平面上迂回曲折，垂向上可分出三层。雨季，整个洞内都有流水，成为地下河流在坡折处河水跌落，形成瀑布；旱季，局部地区有水，成地下湖泊，可能还有积水很深的潭，不妨称无底潭。
中国知名溶洞
　　中国现知最长的溶洞是湖北利川县腾龙洞，长约40千米；最深的为贵州水城吴家大洞。深430米。
中国是个多溶洞的国家，尤以广西境内的溶洞著称，如桂林的七星岩、芦迪岩等。北京西南郊周口店附近的上方山云水洞，深612m，有七个“大厅”被一条窄长的“走廊”相连，洞的尽头是一个硕大的石笋，美名十八罗汉，石笋背后即是深不可及的落水洞，也有一定规模。周口店的龙骨洞，洞虽不大，却是我们老祖宗的栖身地。
形成
     如闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞，就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分蒸发或压强减少，以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落，随着水分和二氧化碳的挥发，则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了，就会形成奇特的石柱

　在自然界，溶有二氧化碳的雨水，会使石灰石构成的岩层部分溶解，使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙
　　CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
　　当受热或压强突然减小时溶解的碳酸氢钙会分解重新变成碳酸钙沉淀
　　Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
　　大自然经过长期和多次的重复上述反应。从而形成各种奇特壮观的溶洞，如桂林的七星岩、芦笛岩、肇庆的七星岩，
　　宜春的竹山洞等。在溶洞里，有千姿百态的钟乳和石笋，它们是由碳酸氢钙分解后又沉积出来的碳酸钙形成的。
　　天然河水或井水中，常常含有碳酸氢钙、碳酸氢镁、硫酸钙、硫酸镁等杂质，如果含量较大，则这种水叫做硬水。硬水不宜作工业用水，因它在锅炉中受热分解会形成锅后，造成导热不良，浪费燃料，甚至酿成事故。硬水也不宜饮用，如长期饮用，会患消化系统和泌尿系统疾病。用硬水洗涤衣物，洗涤效果差。
　　岩溶指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀，有时并加以沉积作用而形成的地貌。往往呈奇特形状，有洞穴、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河也有峭壁。此种地貌地区，往往奇峰林立。
　　我国广西、云南、贵州等地有这种地貌。著名的桂林山水所呈现的奇峰异洞就是这样形成的。
　　旧称喀斯特，源于前南斯拉夫的一个地名。
　　地表水在运动过程中对所经过的沉积物或岩石有着重要的侵蚀作用，既包括水动力作用下的碎屑物搬运，又包括水对岩石或沉积物的化学溶蚀作用，还包括碎屑物在搬运过程中的磨蚀作用。喀斯特地貌就是地下水对碳酸盐岩侵蚀作用的结果。在水流作用下，形成陡峭的海岸、弯曲的沟壑、高高的冰蚀悬谷、气势磅礴的大峡谷。“滴水穿石”也是水的化学侵蚀作用的写照。

研究过程　中国安徽宣城溪口农民李六四自发、自费研究地震十七年（截至2010年），他认为：“地震是由地幔中核变的及时效应造成的。煤炭是石油演变产生的，石油是天然气演变产生的。溶洞是因为液体受热转化成气体，其膨胀压力造成的，地球生物是在早期地球的液态有机硅中诞生并进化而来的其理论学说为《地球热核演变说》。他的学说有可能成为后人了解地球、地震等的理论基础。但是，由于条件、知识的局限某些内容尚在研究、完善中。
主要内容
　　农民李对大量的溶洞进行了实地考察，并搜集了一些资料，对溶洞的成因有了很多方面的突破，就在他的家乡不远处，他特意考察了两个完全没有水的溶洞，结果发现它的里面一点找不到被水溶解碳酸钙或碳酸钙析出沉淀的痕迹，根据很多的迹象表明，90%以上的溶洞不是由水溶解形成的，也不是水受热气化膨胀“吹”出来的（通过这种方式形成的溶洞可能占极少数），而是由石油或液态有机硅（主要是石油）受热膨胀形成的，即便是现在内部存有流水的溶洞，绝大部分也是曾经的高分子有机物受热膨胀形成的，可能只有极少数溶洞是由水膨胀形成的，这是因为：
　　（1）在大量火山爆发的年代恰恰是高分子有机物在地球上大量存在的时代，当时的高分子有机物远远多于曾经的水。
　　（2）水粘稠度低，当火山熔岩落在上面：a，它很可能很快就被挤了出来，很少可能被火山熔岩包裹进去，即便被包裹进去，它的气化速度很快，往往不能形成较为丰满的溶洞，而高分子有机物则不同，它们在地球的表面随着不断的被缓慢氧化，其粘稠度越来越高，而且粘稠度越高的有机物越位于较低的位置，这样当火山熔岩落于其表面时，一些较轻的有机物可能被挤出火山熔岩的外面，但底部粘稠度大的有机物却往往被覆盖，其中还有一部分被密度很大的熔岩漂浮上升，进入内部被熔岩包裹，这些有机物在隔绝空气加强热的情况下，或缓慢地直接气化，或渐渐释放出氢气变成煤炭，气体在火山熔岩中升腾、游走，最后在某一个薄弱处突破，放出气体，此时的洞口往往会好长时间地喷火，最后还会在洞内形成爆炸（威力不是很大），爆炸往往不止一次，直至气体熄灭。
　　（3）当然全面提到的实地考察的情况，一些溶洞里面一点找不到被水溶解碳酸钙或碳酸钙析出沉淀的痕迹，也是一个很好的证据。
　　（4）我在溶洞中发现了：在一些较大的凹陷上面还镶嵌着一些小的凹陷，这说明溶洞内当时的膨胀是比较缓慢的。
通过对对大量的溶洞进行了实地考察，我还发现地球曾经的火山爆发不仅很频繁，而且其规模也比现在大得多，因为如果火山熔岩下落地太慢、太少是不可能形成溶洞的。通过这种方式形成溶洞的山脉，因为它们是火山熔岩堆积所致，所以山体往往不是很大（全面讲过最大的山脉往往是火山爆发形成的，但从总体看，火山熔岩形成的小山多，大山少，况且大山并不是一次成形的，而是长期积累的过程），山上的土层较薄，岩体裸露部分较多。在这些山体上，不时还能发现一些所谓的假山，其造型千奇百怪，它们主要是火山爆发时，一些小的（或溅出的熔岩滴）熔岩落于高分子有机物中，用于其自身的高温导致有机物气化，有点像现在的炸油条、麻花一样，假山便制造出来了。地球表面大气层的下层曾经一度处于缺氧状态，在这段时期里，因为有机物不会被燃烧，这对溶洞的形成起到一定的促进作用。我们在《煤炭形成》的补充说明里，曾提及有关“瓦斯”的形成，而在溶洞的形成过程中，恰恰是瓦斯形成的绝好的外界条件，所以伴随溶洞的形成，瓦斯也是必不可少的产物（仅限于由石油形成的溶洞，至于高分子有机硅或水就另当别论了）。
总结
　　溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是有空洞形成并逐步扩大。这种现象在南斯拉夫亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形。
分类
       按其发育演化，岩溶可分出以下6种。
　　1）地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。
       2）地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，超过100m深后形成落水洞。
　3）从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。
　　4）随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。
　　5）地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。
　　6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云南路南的石林是上述第一阶段（溶沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。