云南石林的原理是什么?
形成石林的岩石主要是石灰岩,属于碳酸盐岩。碳酸盐岩属于沉积岩,即岩石沉积在水中。石灰岩最大的特点是容易被水溶解,特别是当水中富含二氧化碳时,所以石灰岩又叫可溶岩。
在中国,碳酸盐岩分布面积约654.38+0.3万平方公里,其中60%或约80万平方公里分布在贵州、广西、四川西部和云南东部,形成了世界上最大的岩溶区。由于其面积巨大,跨越不同纬度和海拔,处于不同的地理环境,因此不难理解为什么这个地区被称为世界上研究岩溶的理想之地。我也明白了为什么这一带会有丰富多彩的喀斯特地貌,包括石林、桂林这样奇特的景观。
有了石灰岩,就不可能形成石林,否则石林就会成为随处可见的普通景观。实际情况是石林的面积只占喀斯特面积的极小一部分。在中国西南最大的喀斯特地区,石林的面积不足万分之一。由此可见石林景观的独特性和珍贵性,它的形成可以说是一个真正的地质传奇。
石林的形成是地质、气候、水文等诸多因素的有利结合,甚至是巧合的结果。缺少任何一个方面,都不可能形成石林。
在地质学上,首先是区域构造条件,或者说地壳的隆起。开发石林的石灰岩最初形成于海底,现在石林已经屹立在近2000米的高原上。在这个过程中,它经历了间歇性的持续抬升,因为只有持续抬升,水才能有更大的向下冲刷的动能,发展出石林那样的垂直立体景观。否则,如果一个地区长期处于稳定状态,随着时间的推移,自然会风化,削高填低,地形越来越平缓,最终向平原演变。其次,在地壳抬升过程中,岩层应该是大致水平的,不能出现明显的倾斜。或者是倾斜的,但后来又回到水平。这对石林的开发和保存非常重要,否则竹子般的高大石柱就会站立不稳,沿着“节点”(层面)倒塌。
石林因高大的石灰岩柱呈森林状分布而得名。而这些石柱又是如何从原始完整的石灰岩中分离出来的呢?那是因为岩石受力后在垂直方向产生了两组石柱。可见,如果岩石中只发育一组裂隙,那么溶解后就不是石林,而是一系列石墙。另外,两组裂缝的密度要适当,不能太密,也不能太疏。如果太密集,岩石很容易完全溶解,如果太稀疏,只会形成一些石丘。
石林地貌的发育往往需要盖层条件的配合,即石灰岩顶部要有其他岩石覆盖。这个盖层的存在有两方面的重要意义。第一,盖层可以改变地表水和地下水的运动方式,造成局部水体集中,有利于盖层下石林的发育。第二,盖层的存在可以保护早期形成的石林。石林地区在地质历史上曾被厚厚的玄武岩覆盖。经过亿万年的剥蚀,现在大部分玄武岩已经消失,只剩下零星的残余。没有这块玄武岩的存在,不要说古老的石林保存不下来。恐怕连开发石林的石灰岩都不复存在了。