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黄龙的钙华——此景只应天上有

2019-11-19 23:30:04旅游攻略
黄龙风景名胜区位于四川省,阿坝藏族羌族自治州松潘县境内的岷山山脉南段,属青藏高原东部边缘向四川盆地的过渡地带。景区以彩池、雪山、峡谷、森林“四绝”著称于世,再加上滩流、古寺、民俗称为“七绝”。主要景观集中于长约3.6公里的黄龙沟,沟内遍布碳酸钙华沉积。

黄龙风景名胜区位于四川省,阿坝藏族羌族自治州松潘县境内的岷山山脉南段,属青藏高原东部边缘向四川盆地的过渡地带。景区以彩池、雪山、峡谷、森林“四绝”著称于世,再加上滩流、古寺、民俗称为“七绝”。主要景观集中于长约3.6公里的黄龙沟,沟内遍布碳酸钙华沉积。并呈梯田状排列,以丰富的动植物资源享誉人间,享有“世界奇观”、“人间瑶池”等美誉。1992年列入《世界自然遗产名录》。

黄龙钙华景观,类型齐全,钙华边石坝彩池、钙华滩、钙华扇、钙华湖、钙华塌陷湖、坑,以及钙华瀑布、钙华洞穴、钙华泉、钙华台、钙华盆景等一应俱全,是一座名副其实的天然钙华博物馆。它规模巨大:黄龙沟连绵分布钙华段长达3600米,最长钙华滩长1300米,最宽170米;彩池数多达3400余个;边石坝最高达7.2米;扎尕钙华瀑布高达93.2米。这些都属中国之最,世界无双。

黄龙的钙华——此景只应天上有

Ÿ 理论知识

钙华,是指富含碳酸氢钙的泉水、河水或湖水,在适当的物理、化学或生物条件下,因CO2损失导致碳酸钙过饱和,结果在地表沉积的多孔状碳酸钙,其化学反应可简化如下:

Ca2++2HCO3 —>CaCO3(钙华)+CO2+H2O

黄龙的钙华——此景只应天上有

钙华是一种碳酸钙堆积地貌,在其中可以继续发育碳酸钙的溶蚀现象,一些微型的溶洞。

Ÿ 钙华沉积机理

钙华的形成机理是,溶解了大量碳酸钙和碳酸氢钙的“喀斯特水”在有坡度的地表流淌时,遇到阻碍(比如地面的凸起或横坎,树枝等)水流越过这些凸起时,水层变薄,水与空气接触面增加,水中溶解的CO2压力减小而向空气中逃逸,“喀斯特水”过饱和,碳酸钙就结晶析出,沉积在水流变薄处。原始的地面突起相当于一个内核,水中析出的碳酸钙会迅速把它包裹起来,而且越包越厚,越包越大,于是这里的沉积速度明显快于周围地区,随着时间的推移,逐渐形成了拦水坝。影响CO2逸散的因素有:温度(温度越高,分子活动越快)、流速(流速越慢,逸散越快)、压力(水压大于气压)和生物。

黄龙的钙华——此景只应天上有

Ÿ 钙华沉积条件

从水质上说,需要有大量溶解碳酸钙的水。从地表环境来说,必须是有一定坡度的台地,如果坡太陡峭,水流过急,难以造成越过凸起的薄水层,使得水中二氧化碳集中在凸起的边缘析出形成边坝,而无法钙华池。只能形成钙化坡。

Ÿ 黄龙钙华的发育条件

距今200多万年前,地处岷山主峰的黄龙沟在冰川作用下形成冰川U型谷。冰川退却后,黄龙沟冰川底碛上松柳丛生。沟谷上游富含碳酸氢钙的地下水出露,呈片状水流流向整个沟床,流经凸凹不平的河床在温度、压力、水动力、生物等因素变化的影响下,水中的碳酸钙不断沉积下来,经过漫长的地质作用形成钙化滩流。

黄龙沟源头的雪山和沟内的钙华流滩

黄龙沟地形剖面图,从岷山一路到涪江。蓝色箭头表示水系的流动,紫色线条表示石灰岩地层区,红色线条表示水系由地下转到地上的断层带。暗绿色线条表示钙化地貌堆积区,发育在第四纪冰川堆积和古老的砂岩、变质岩地层上。水系来自岷山,大气降水在裂隙中下渗,在山上可能发育规模不等的岩溶作用,形成富含碳酸氢钙的地下水。地下水向下游流动时遇到断层涌出,继而在地表由于压力突变损失大量CO2,从而堆积碳酸钙。

黄龙的钙华——此景只应天上有

黄龙的钙华景观,以钙华边石坝彩池、钙化瀑布、钙华滩和钙华溶洞等独特的喀斯特沉积和溶蚀地貌为代表。

钙华边石坝:地表水在缓坡流动时受到原始地形坡度增加的影响,或枯枝落叶的阻挡,流速发生突变,水中的CO2在顺流向流速较快处逸出较快,因而碳酸钙沉积较快,而在背流向流速较慢处,CO2逸出和碳酸钙沉积较慢,从而出现差异性沉积现象,结果形成钙华边石坝彩池景观。因碳酸钙饱和度和水深差异等导致水对光的吸收和发射差异,再加上池中生长的藻类颜色的不同,出现了五彩斑斓的现象。

边石坝

钙华瀑布:当水流经坡度较大的地段或地表塌陷处时,流速迅速增加,CO2的逸出也显著增加,从而形成大型的钙华瀑布,代表景观有飞瀑流辉。

飞瀑流辉

钙化滩:由于失去了凝埂成池的地理条件,因此漫坡的水浪在缓缓的斜坡上翻飞,此时水中的CO2逸出特较快,并在水底沉积出金黄色波纹状的钙化滩,如片片鳞甲,在阳光照耀下发出闪闪金光。

钙化滩

需要补充的是黄龙水呈不同颜色的原因,主要源于湖水对太阳光的散射、反射和吸收。太阳光或自然光是由不同波长的单色光组合而成的复色光,在光谱中,由红光至紫光,波长逐渐减小。湖水中常见的Ca2+、Mg2+,HCO3-等离子也有增强短波光散射的作用。同时由于湖水透明度高,湖底的灰白色钙华、黄绿色藻类对透射光的选择性吸收和反射,也增加了湖水色彩的层次和变化。除此之外不同地段同一时间、同一地段不同时间,太阳光的入射角及入射量、湖水表面对光的反射状况和湖水的透明度都有很大的变化,因此也造成了湖水色彩的更加变幻多姿。

黄龙五彩池

思考:钙华是一种喀斯特地貌吗?

狭义上的喀斯特是指发育在碳酸盐岩地区的岩溶地貌,是一种溶蚀地貌,它仅发生在大规模碳酸盐岩之上,可以是地表碳酸盐岩出露区因降水、河流而发育,也可以是地下隐伏碳酸盐岩层因地下水而发育,通常是二者皆有。广义上的喀斯特还包括蒸发岩的溶蚀地貌等,如盐喀斯特。岩溶,是喀斯特的主要地质过程,因而有岩溶作用这样一个名词。常见的喀斯特地貌有溶洞、天坑、落水洞等。

钙华,严格定义是指富含碳酸氢钙的泉水、河水或湖水,在适当的物理、化学或生物条件下,因CO2损失导致碳酸钙过饱和,结果在地表沉积的多孔状碳酸钙。这是一种碳酸钙堆积地貌。在其中可以继续发育碳酸钙的溶蚀现象,一些微型的溶洞。

虽然说,从化学反应的角度,碳酸钙的溶解和堆积互为可逆反应,但从地质的角度,由于其发育的环境和地质特征可以截然不同,实际应用中被当做两种地貌处理。多数学者认为,钙华地貌属于泉华地貌的一种,是许多种可溶矿物在地表溶液环境下因物理、化学条件发生变化形成结晶沉淀的地貌的一种。类似的,我们可以观察到其他矿物的泉华地貌,如盐华、硅华等。

钙华可以发生在地表不大规模发育碳酸盐岩的地方,它的水溶碳酸氢钙可以来自远处岩溶,可以来自地下隐伏碳酸盐岩地层,还可以来自地下热泉。因此,岩溶地貌常伴生钙华地貌,反过来则不一定成立,这是它们的区别。