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《东华理工大学》 2019年
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广东丹霞山砂岩崖壁蜂窝状洞穴成因研究

李文灏  
【摘要】:丹霞山位于广东省北部的韶关市仁化县境内,是壮年中-晚期簇群式峰丛峰林型丹霞地貌的典型代表。在砂岩崖壁上发育蜂窝状洞穴。本文以丹霞山长老峰锦石岩寺和梦觉关砂岩崖壁上的蜂窝状洞穴为研究对象,通过野外观测、气象监测、岩石样品显微镜和扫描电镜分析,讨论了蜂窝状洞穴的形成过程。丹霞山蜂窝状洞穴主要发育在晚白垩世丹霞组二段(锦石岩段)风成砂岩的崖壁上,砂岩发育大型交错层理,其磨圆度,分选性和渗透性良好。利用统计学原理分析洞穴形态、开口方向和风向,发现其形态特征符合泰森多边形分布。洞穴开口方向和风向相反,说明洞穴长期受到风的作用,且将锦江河流的湿润水汽带到洞穴内部,加快了洞穴的风化和侵蚀作用,洞穴朝内部不断扩大加深发育,随着重心逐渐失衡及风化侵蚀的影响,洞穴内壁由厚变薄,最后会因失稳而慢慢消亡。气象监测数据显示洞穴外部温度始终高于内部温度,与湿度变化情况相反,指示了洞穴内、外不同的微气候变化;对风速的测量结果,解释了洞穴内部残留物是风对洞穴岩石表面进行风化作用,因微弱的风不能将风化产物带走,所以慢慢积累在洞穴之中。扫描电镜实验和对砂岩样品的主量元素分析结果表明:矿物颗粒表面的严重风化溶蚀现象和样品中盐矿物的Na元素和高岭石含量的增高是盐风化的证据。另外,通过对比洞穴顶部、后壁和底部的元素含量,认为洞穴后期发育方向是朝内、向上的。因此,在宏观上,洞穴成因主要包括洞穴所处的地理位置,发育的环境条件,岩性特征和沉积构造,以及蜂窝状洞穴自身形成的微气候作用;在微观上,盐风化作用是蜂窝状洞穴形成和演化的一个重要因素。
【学位授予单位】:东华理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P642.25

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