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高考地理中的多層溶洞

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高考地理中,“多層溶洞”是一個非常重要的考點(diǎn),主要考察地殼間歇性抬升與地下水文系統(tǒng)(古水位) 之間的動態(tài)關(guān)系。

一、 形成過程(標(biāo)準(zhǔn)答題術(shù)語)


多層溶洞的形成通常遵循“先形成,后抬升,再下切”的機(jī)制:

1.初始形成(底層):地殼穩(wěn)定時期,地下水位(潛水面)長期保持穩(wěn)定。富含二氧化碳的酸性地下水沿巖石裂隙(如石灰?guī)r層理、節(jié)理)溶蝕,在最初的地下水位附近形成水平溶洞(第一層,即最底層)。

2.第一次抬升:由于地殼運(yùn)動(構(gòu)造運(yùn)動)導(dǎo)致區(qū)域性地殼間歇性抬升,或者由于河流下切導(dǎo)致區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面下降,地下水位隨之下降。

3.再次發(fā)育(中層):原溶洞因脫離地下水位而停止橫向溶蝕,轉(zhuǎn)為干洞(或成為季節(jié)性充水的“化石洞穴”)。地下水在新的、更低的位置開始新一輪的溶蝕,形成第二層溶洞。

4.循環(huán)往復(fù):地殼多次間歇性抬升,就會形成多層溶洞結(jié)構(gòu)(如常見的三層:底層常為現(xiàn)代地下河或季節(jié)性河流,中層和上層為干洞)。

二、 多層溶洞的主要特征


在高考選擇題或綜合題的材料分析中,通常通過以下特征判斷地殼運(yùn)動性質(zhì):

1.形態(tài)差異

上層溶洞:形成年代最老,多呈干涸狀態(tài),常有大量鐘乳石、石筍等次生化學(xué)沉積物(因為脫離水環(huán)境后,含鈣的地下水滲入洞頂蒸發(fā)沉積,經(jīng)過長期積累發(fā)育程度高)。

下層溶洞:形成年代最新,常與現(xiàn)代地下河相連,多為充水或季節(jié)性流水狀態(tài),溶蝕形態(tài)明顯,沉積物較少或未發(fā)育。

2.水平層位對應(yīng):每一層溶洞的底板高度基本一致,代表當(dāng)時古地下水位長期停留的穩(wěn)定面。

三、 高考常見設(shè)問角度與答題模板


角度1:判斷地殼運(yùn)動性質(zhì)

設(shè)問:根據(jù)多層溶洞推測該區(qū)域地殼運(yùn)動的特點(diǎn)。

答案關(guān)鍵詞:地殼經(jīng)歷了多次間歇性抬升(或地殼上升,且上升過程是間歇性的,有多次穩(wěn)定期)。


角度2:判斷新老關(guān)系

設(shè)問:比較圖中甲、乙、丙三層溶洞的形成年代。

答案:海拔越高(位置越靠上)的溶洞,形成年代越早;海拔越低(位置越靠下)的溶洞,形成年代越晚。


角度3:環(huán)境演變分析

設(shè)問:分析上層溶洞中鐘乳石(或古生物化石)的形成環(huán)境演變。

答案:先為地下河流水環(huán)境(溶蝕形成洞穴),后脫離地下水位變?yōu)楦稍锏亩囱ōh(huán)境(化學(xué)沉積作用為主,形成鐘乳石)。

四、 易錯點(diǎn)辨析


1.不要把層理等同于巖層傾斜:溶洞的水平層狀結(jié)構(gòu)反映的是古水位面的變化,而非巖層原始的沉積層理。雖然溶洞發(fā)育受巖性影響,但多層性主要受構(gòu)造運(yùn)動控制。

2.注意“間歇性”:如果地殼一直勻速抬升,地下水會持續(xù)下切,形成的是“深切峽谷”或“V形谷”,而難以形成寬闊的水平洞穴廊道。只有抬升過程中有相對較長的穩(wěn)定期,地下水才能在某個高度進(jìn)行充分的橫向溶蝕,從而形成寬闊的洞穴層。

五、 典型案例


在高考題中,常以廣西、貴州、重慶等喀斯特地貌區(qū)的典型多層溶洞(如重慶武隆芙蓉洞、貴州織金洞等區(qū)域的地質(zhì)剖面圖)作為背景材料。

總結(jié)一句話:多層溶洞是地殼間歇性抬升的“記錄儀”,每一層溶洞對應(yīng)一次地殼穩(wěn)定期的古地下水位。

六、例題分析

1.例題:地下襲奪是巖溶區(qū)特有的現(xiàn)象。貴州遵義雙河溶洞主要發(fā)育在白云巖(沉積碳酸鹽巖)地層中,洞道復(fù)雜,水平洞道與豎井并存,旱洞與水洞并存。該溶洞系統(tǒng)發(fā)育區(qū)域的地殼經(jīng)歷了多次穩(wěn)定或抬升,引起地下水位變化。考察發(fā)現(xiàn),該溶洞系統(tǒng)附近的讓水溝和池武溪之間存在明顯的襲奪現(xiàn)象。下圖示意兩河襲奪區(qū)地質(zhì)剖面。據(jù)此完成1一3題。


(1)與上洞相比,下洞( )

A.形成早,為水洞 B.形成早,為旱洞

C.形成晚,為水洞 D.形成晚,為旱洞

(2)圖示上洞、豎井、下洞發(fā)育過程中,地殼運(yùn)動狀況的變化是( )

A.穩(wěn)定一抬升一穩(wěn)定

B.穩(wěn)定一抬升

C.抬升一穩(wěn)定一抬升

D.抬升一穩(wěn)定

(3)襲奪后,池武溪水文和水系特征的變化是( )

①流量增大 ②流速減慢

③流域面積擴(kuò)大 ④支流減少

A.①② B.②④ C.①③ D.③④

2.答案

(1)C 地質(zhì)剖面圖的判讀 據(jù)圖可知,上洞與下洞近似水平分布,有豎井相連。上洞上部覆蓋石灰?guī)r層,石灰?guī)r裂隙發(fā)育,地表水下滲到白云巖層中,此時地殼穩(wěn)定,地下水沿白云巖裂隙水平流動、溶蝕,形成上洞,隨著地殼抬升,地下水位下降,流水向下溶蝕,形成豎井,在地殼穩(wěn)定期,地下水沿白云巖裂隙水平運(yùn)動、溶蝕形成下洞,所以上洞形成較早,下洞形成較晚;上、下洞之間有豎井相連,上洞地勢較高,水隨豎井流至下洞,所以上洞為旱洞,下洞為水洞。故選C。

(2)A 地質(zhì)作用過程 第一步,分析題干,確定分析角度。注意題干關(guān)鍵信息:上洞、豎井、下洞發(fā)育過程中第二步,解讀材料,獲取關(guān)鍵信息。

該溶洞系統(tǒng)發(fā)育區(qū)域的地殼經(jīng)歷了多次穩(wěn)定或抬升,引起地下水位變化。第三步,結(jié)合圖示信息和所學(xué)知識,選出正確選項。

上洞、下洞、豎井發(fā)育過程中,石灰?guī)r裂隙發(fā)育,地表水下滲到白云巖層中,此時地殼穩(wěn)定。地下水沿白云巖裂隙水平流動、溶蝕,形成上洞,隨著地殼抬升,地下水位下降,流水向下溶蝕,形成豎井,在地殼穩(wěn)定期,地下水沿白云巖裂隙水平運(yùn)動、溶蝕,形成下洞。地殼運(yùn)動狀況的變化是穩(wěn)定一抬升一穩(wěn)定故選A。

(3)C 河流襲奪過程 由圖可知,讓水溝海拔比池武溪高,讓水溝的水流沿巖層間裂隙流向池武溪的過程中,溶蝕白云巖,形成地下河;地下河的長期持續(xù)溶蝕,使其河道擴(kuò)大,河床不斷下切侵蝕,最終讓水溝水流完全從地下河流向池武溪,發(fā)生河流襲奪,讓水溝成為池武溪的支流,使得池武溪的支流增加,流域面積擴(kuò)大,流量增大,①③正確,④錯誤;襲奪后,池武溪的河床落差加大,河流流速加快,②錯誤。故選C。

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