[科普中国]-古喀斯特

古喀斯特指地质时期形成的喀斯特，后因地理环境改变，或受其它营力破坏而成为残留形态，或被以后的沉积层覆盖而呈埋藏状态。古喀斯特的研究，不仅有助于认识喀斯特发育规律和重建古地理环境，而且对于工程建设也具有重要意义。

释义古喀斯特指地质时期形成的喀斯特，后因地理环境改变，或受其它营力破坏而成为残留形态，或被以后的沉积层覆盖而呈埋藏状态。1

演变特征第三纪古喀斯特普遍见于阿尔卑斯-喜马拉雅山系北侧。包括中国西藏地区在内的广大地带，当时处于古地中海北岸的湿热气候环境，在碳酸盐岩分布区宜于发育热带型喀斯特。第三纪晚期以来的强烈地壳运动，使这一地带变为高山、高原。青藏高原现已隆升至海拔4500米左右，气候转为寒冷干旱，冰缘作用盛行，第三纪古热带喀斯特也随之被抬升到海拔3000～5200米，并不断受到寒冻风化和剥蚀，目前仅残存矮小的峰林、孤峰、石芽，溶洞、竖井、穿洞多遭破坏或掩埋。2

研究意义古喀斯特的研究，不仅有助于认识喀斯特发育规律和重建古地理环境，而且对于工程建设也具有重要意义。3

南华北地区奥陶系古喀斯特特征不整合面残积物南华北地区受晚加里东运动影响在奥陶纪和石炭纪之间遭受了长达150Ma的风化剥蚀，在奥陶系与石炭系之间不整合面上表现为普遍发育的铝土质泥岩、铝土岩、磁铁矿或褐铁矿层等风化残积物。如在太参2井、新太参1井均发育铝土质泥岩，在安徽宿州萧县老虎山剖面一带广泛发育褐铁矿残积层。中、下奥陶统之间也存在一平行不整合界面，即怀远运动造成的地层不连续界面。该界面在岩性上表现为不明显的突变关系：界面之下为含燧石条带或结核的细中晶白云岩，发育不同程度的喀斯特作用；上部则为钙质砂岩、含陆屑灰岩或泥质灰岩，如在枣庄、贾旺等地为厚0.2～0.8m褐红色泥质胶结砂砾岩。4

溶沟、溶缝和溶洞溶沟、溶缝和溶洞常以管状、漏斗状和不规则状与地层垂直或高角度斜交，向下产状逐渐变缓，在靠近风化界面之下的溶沟洞缝多被灰黑色铝土矿、泥屑、粉屑、砾屑等陆源碎屑充填。在奥陶系顶部风化界面以下的溶沟、溶缝中还有来自上覆地层石炭系中的孢粉化石。埋深较大的溶沟洞缝多未充填，空间较大的溶洞、沟、缝可使钻具放空，如太参3、风深1等井上马三段、下马三段、凤山组顶部的井漏和钻井放空现象均与溶洞、缝发育有关。

喀斯特角砾南华北地区古喀斯特角砾多呈灰黑色和杂色，结构组分复杂，角砾大小不一，含量（面积分数）一般为70%～80%，多为棱角-次棱角状，主要为碳酸盐岩经过大气淡水或地下水的淋滤、渗透作用后，垮塌在原地堆积形成。按岩石类型可分为石灰岩角砾岩和白云岩角砾岩两大类。石灰岩角砾较大，一般直径达20～50cm，角砾的岩石类型单一，杂乱堆积，主要发育在上马家沟组。白云岩角砾往往与石膏溶解作用有关，多分布于下马家沟组第一、第三段，见于徐州贾旺等地，角砾杂乱堆积，基质为泥云质，横向分布不稳定，角砾往往与准同生白云岩共生或位于准同生白云岩之下。实际上白云岩角砾岩的原岩为准同生白云岩，这种白云岩角砾岩可能是石膏的溶解留下了空间，与石膏伴生的准同生白云岩垮塌后形成。4

膏模孔云（灰）岩奥陶系含石膏云灰岩主要是在潮上云坪（塞卜哈）及其洼地、潟湖中形成的。这种岩石在准同生阶段如果受淡水淋滤，就会发生去膏化及去云化交代作用。因喀斯特作用引起的结构、构造等变化特征业已消失，原岩内含较多的石膏假晶。假晶的形态有长方形、正方形、长条形、针形等，排列似无方向性；但可相互聚集呈平行层面的条带产出，被方解石交代。

豹斑（花斑）或溶斑云岩豹斑（花斑）或溶斑云岩在下马家沟组上部广泛发育，多为泥粉晶云岩，岩心中为浅灰色，露头上因风化呈浅黄色。主要产于角砾状云岩的下部，二者呈渐变过渡关系，无明显分界面，多为厚层-块状产出，形态各异，多呈斑点状，故称豹斑。此外，该段中常有浅灰色、白色的孔洞状云岩充填，露头上呈条带状产出，可能为含膏泥粉晶云岩受淡水溶蚀后形成，属潮上、潮间带产物。

地球化学特征古风化壳以低的δ13C值和δ18O值为特征，中奥陶统18个泥晶方解石样品的δ13CPDB值为-0.1‰～-4.0‰，平均为-2.8‰；δ18OPDB值为-8.9‰～-3.0‰，平均为-5.9‰。大部分样品有很低的δ13C值和δ18O值。根据Lohmann的研究，中奥陶世海相碳酸盐岩的δ13CPDB值为-1‰，δ18OPDB值为-5‰。研究区碳酸盐岩较低的δ13C值和δ18O值趋向于线性关系，反映了大气淡水淋滤作用的影响。低δ13C值主要是古风化壳之上植被极为发育的结果。泥晶方解石中δ18O值低除埋藏作用外，还因为淡水淋滤作用的结果。所以，从碳氧同位素地球化学特征上也反映了研究区奥陶系经历了淡水淋滤的古喀斯特作用。4

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学