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钙华是怎么形成的

作者:问卷网 - Www.111955.Cn 发布时间:2020-11-23 18:47

钙华又称石灰华,是在地表由岩溶泉、河、湖水沉积形成的大孔隙次生碳酸钙,一般具有多孔隙的海绵状结构,以及薄层壳状、块状构造。其成因是由于岩溶地区的地下水或地表水在适宜的环境下,且往往是在植物作用影响下,导致碳酸钙过饱和而沉积。

一些地区的地下热水以温泉的形式出露地表后,由于压力和温度等环境条件的改变,溶解在热水中的某些化学物质沉淀物常在泉口附近形成泉华,其中以CaCO3沉淀物形成的钙华最为常见。美国黄石公园的Mammath温泉形成形态各异的泉华群,备受旅游者的青睐。在我国西藏和云南也分布有大量高温温泉形成的。

影响因素

以CaCO3为主要成分的钙华沉积,是碳酸盐溶液系统中多个化学反应动态平衡的综合反映,受到气候、地质地貌、水动力条件和生物等多方面物理化学因素的影响。

气候

气候对钙华的形成速度和形态具有重要的作用,受局部环境气候的影响,不同的地区钙华沉积模式也不尽相同,特别是温度对钙华的形成有直接的影响。CaCO3结晶是吸热反应,温度升高有利于碳酸钙的沉积。流水在向下流动过程中不断增温,水中CO2的溶解量随着温度的升高而降低,导致CaCO3溶解度降低,过饱和的CaCO3结晶析出形成钙华。

地质地貌

不同的地质地貌特征也控制着钙华的形成。在钙华分布区基岩多为碳酸盐岩类,构造运动和岩溶作用强烈,断裂较发育。这为岩溶水提供了良好的径流通道,而且为钙华的形成提供了物质基础。

我国岷山地区出露有大片的碳酸盐岩地层,质纯而层厚,在高山地形和典型的山地气候条件下,发育了独特的高寒岩溶钙华。而在我国北方和贵州等一些含蒸发岩的碳酸盐岩分布区,其泉水和地表河水中含有较高的硫酸钙,同离子效应也促进了钙华沉积的形成。

水动力条件

(1)压力效应

水中CO2的分压与大气CO2的分压以及水面大气压强有一定的平衡关系。岩溶地下水中CO2的分压随深度的增加而增大,CO2的溶解量也随着深度的增加而增大。因此,当泉水出露,系统环境压力降低时,CO2逸出,浓度降低,引起水体pH值升高,导致CaCO3溶解度降低,促成CaCO3沉淀析出形成钙华。

(2)水动力效应

钙华沉积的水动力效应主要是水力状态(飞溅或紊流)和水的流速,其原理属于压力效应范畴。大量的事实表明,钙华的沉积多出现在瀑布,急流和裂点地带。

生物效应

生物在钙华沉积过程中也具有重要的作用。具有普遍性的促进机制是各种水生生物对水体CO2的同化作用,该过程在植物体内则为光合作用。在水流比较缓慢的地方,光合作用活跃时期,短期内CO2的消耗可使水体饱和而发生钙华沉积。

应用

由于钙华和石笋的纹层比其他地质记录较为精确,所以利用钙华和石笋的纹层来恢复古气候的变化已经成为当前的热点。