喀斯特地形

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作者: zenxy (厭惡的SF2) 看板: zenxy
標題: 喀斯特地形
時間: Sun Jan  9 22:38:41 2005

一、溶蝕作用與地形

　　沈積作用造成的石灰岩，經過地殼的變動，抬升到海水面之上後，使它暴露在風化以
及侵蝕作用的影響下。抬升的過程中，石灰岩可能遭受褶皺、斷層等變形作用，使原本接
近水平的層狀堆積物變成傾斜、彎曲的形狀，岩層中也發生了許多裂隙。
雨水自高空落下，通過大氣層時，吸收少量的碳酸，成為碳酸水，落到地面或滲到地下，
與石灰質岩層接觸，會生溶解。因石灰質岩石主要成分是碳酸鈣，易溶於含有酸的雨水，
這種硬質岩石因久經融解逐漸形成石灰岩溶液而被蝕失的現象，叫做溶蝕作用(Corrosion)
。雨水在石灰岩面和岩縫不斷進行溶蝕，有的鏤刻成長條形的窪陷岩溝(lapies)。有的為
圓形漏斗狀凹陷的滲穴(sinkhole)。溶蝕作用繼續進行，滲穴、岩溝等相互併連擴大，逐
漸形成底平邊陡的長形封閉 窪盆（unala）。窪盆發達後，邊緣殘留的岩體常成 錐丘
（cockpit）聳立，巍峨險峻，景觀特殊。
　　石灰岩（Limestone）、白雲岩（Dolomite）和白堊（Chalk）這三種石灰質岩石，性
質特殊。在乾燥地區，岩石堅硬，對風化作用抗力甚強，但易溶於水，故在多雨及水源豐
富之區，會因溶蝕而產生種種石灰岩地形，依營力分類而言，又叫做「溶蝕地形」。
　　在南歐南斯拉夫的喀斯特（Karst）區的石灰岩地形，首受重視而加以研究，後來世
界各地凡有類似地形，均稱其為喀斯特地形（Karst topography）。

二、喀斯特地形的形成條件

　　世界各地有石灰岩分佈的地區十分廣泛，但有喀斯特地形的地區並不普遍，由此可知
，此種地形的發育並不單有石灰岩層即可，尚須有其他條件的配合。

（一）緻密的石灰岩層：雨水在緻密不易透水的石灰岩層表面或沿節理進行溶蝕， 有利
地形的發育，否則，在疏鬆的石灰岩區，雨水易於滲透而流失。

（二）雨量豐富：多量含有碳酸的雨水，始能持久進行溶蝕，故喀斯特地形多發育於濕潤
的氣候區。

（三）近地下水面：石灰岩地形發達地區，石灰岩層之下往往是不透水層，使地下水量豐
富，形成近地表的地下水系，利於石灰岩地形的發育。

（四）地表植物稀少：地表缺乏植物與風化層的保護，雨水與石灰岩直接接觸，利於溶蝕
作用進行。

（五）地面起伏不大：如原地形起伏量大，則雨水沿斜面急洩，會形成河流侵蝕地形，反
而不利於喀斯特地形之發育。

三、地下水與石灰岩地形

　　地面雨水或河水，滲入地下者，變成地下水（Ground water）。如地表河道乾涸，河
水潛入地下經過相當距離後，再在他處流出地表，稱為「伏流」（sink creek）。
　　地下水在岩層中緩緩流動，其流速與岩層的透水性大小有關。在砂土層內流速較大，
在黏土層內流速較小，因此物理性的侵蝕作用不顯，不過，可能促起山崩、土滑等現象。
地下水的化學性作用，主要有兩種：一是溶蝕作用（Solution or Corrosion），二是沈
積作用（Deposition）。

﹙一﹚地下溶蝕地形：石灰岩主由碳酸鈣構成，遇到含有二氧化碳的雨水，即被溶解成重
碳酸鈣。因此，雨水或河水沿石灰岩裂隙下滲，並進行溶蝕，日久使裂缶虖擴大，逐漸成
為洞穴，稱為石灰岩洞穴（Limestone cave）。石灰岩洞擴大後，如地下水量豐富，會形
成地下河流。地下水系除原有的溶蝕作用外，亦具一般流水侵蝕現象。

（二）洞穴沈積地形：石灰岩洞穴內的石灰岩溶液，自洞頂沿隙下滴，如水分和二氧化碳
被蒸發，碳酸鈣沈積，是為沈積作用；由沈積作用而產生沈積物體，叫做滴石（
Dripstone）。

由於滴石的地點和形狀不同，而有下列幾種：

滴管狀鐘乳石
1.鐘乳石（Stalactite） 石灰岩溶液自洞頂下滴，部分重碳酸鈣附著於洞頂，水分蒸發
，凝聚日久，纍纍下垂，因形如鐘、狀似乳稱之。

2.石筍（Stalagmite） 自洞頂下滴的重碳酸鈣液體，落到洞底，經沈積、蒸發，屹立於
地面，狀如竹筍稱之。

3.石柱（Columns or Pillars） 洞頂之鐘乳石，與地面的石筍，分別繼長增高的結果，
最後上下連結成柱狀物稱之。

4.石簾（Curtains） 如果洞壁傾斜，流域的水滴半途改成掉落的方式，那麼長久的發育
後會造成形狀彷彿窗簾般的石鐘乳。

5.石籐：(Helictite) 細小管狀石鐘乳發育的時候，如果管狀前端周圍生長的速度不等，
發生捲曲彎轉的現象。

6.石壁：(Wall) 從洞頂滲入洞穴的水滴沿著一條裂隙進入，生成的鐘乳石或石筍就會成
條狀排列。成條板狀排列的石柱，用手敲擊彷彿擊鼓一般。

7.緣石池(rimstone pool)或石灰華階地（travertine terrace）這種彷彿水池般的景觀
是流動的水受阻而成，阻礙物之後出現一個寬而淺的池塘，含蓄著靜止的水體。池的周圍
是碳酸鈣集中沉澱的地方，造成了池緣的環狀構造。在地表產生層層下降的緣石或石灰華
階地，日本人稱之為千枚皿。

四、喀斯特地形的發育

（一）幼年期（滲穴期）：石灰岩層地面有零星的岩溝（lapies）或滲穴（sinkhole）出
現，尚無大型溶蝕洞，地面水下滲，地下水系尚未發展完成。岩溝與滲穴之間的原地形仍
保持相當寬闊的平面。

（二）壯年期（窪盆期、錐丘期）：滲穴擴大增多，地下溶蝕洞發達，坍塌陷穴增加。出
現窪盆（unala）、盲谷（blind valley）和天然橋（natural bridge）等地形，原地形
面大部分消失，殘餘部分成為錐丘（cockpit）峰林。地下水係發育完成。

（三）老年期（殘丘期）：石灰岩層被溶蝕殆盡，地表呈溶蝕平原景觀，錐丘石灰林殘蝕
為圓矮孤立的殘丘（hum）。地下水係與地面水系又連成一片。

五、台灣的隆起珊瑚礁岩溶地形

　　台灣本島隆起珊瑚礁石灰岩的分佈主要在西南部，包括大岡山、小岡山、半屏山、壽
山、鳳山、鵝鑾鼻等地。石灰岩分佈地區通常出現的地形景觀十分特殊，以本島隆起珊瑚
礁石灰岩分佈地區而言，由於石灰岩岩質疏鬆多孔，雨水下滲容易，因此地表幾乎無溪流
形成。下滲的雨水溶蝕部分石灰岩，形成「地下潛流」或是「滲穴」。滲穴上部頂蓋塌陷
後成為陷（上穴下井，讀音：ㄐㄧㄥˇ），上寬下窄，外形圓曲，在鵝鑾鼻台地上常見。

　　墾丁國家公園內也有石灰岩洞穴，內部有鐘乳石奇觀。露出地表的珊瑚礁石灰岩也因
為溶蝕作用，呈現許多窪洞溝槽，崎嶇難行，較大的狹長岩溝，構成一線天之類的小地形
。劇烈風化後的石灰岩表面生成紅土，常見的地方有恆春西台地和鵝鑾鼻台地。

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