喀斯特(KARST)是指具有溶蚀力的水对可溶性岩石(碳酸盐岩、白云岩、石膏和岩盐等)进行以化学溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅所形成的地表和地下形态的总称,在我国又被称为岩溶。喀斯特分布在全球范围内,覆盖了约15%的陆地面积,世界上最大的喀斯特地区之一位于中国西南部,占地约540000 km2,以广西、云南、贵州为主。由于特殊的地质背景和气候条件,喀斯特地区成土能力低,土层浅薄且分散;地表地下二元结构,地表水大量渗漏;植物以石生、旱生为特征,植被覆盖率低[1-2]。
根据不同的条件,可将喀斯特划分为不同的类型。首先按出露条件可分为裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特;如果根据气候条件划分的话则是热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特;我们常常根据其岩性特征分为石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。而石灰岩和白云岩是喀斯特地区两种分布较广且常见的岩性[3]。白云岩、石灰岩都是沉积岩,是在地表常温、常压条件下,由风化物质、火山碎屑、有机物 及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石,属于碳酸盐岩大类[4-5]。在野外调查工作中,我们常常需要根据其岩性来了解该地区的土壤性质及植被分布特征。在野外如何快速准确鉴别石灰岩和白云岩一直都是个难题,我们如何区分喀斯特地区白云岩和石灰岩呢?以下简单介绍几种方法[6-8]:
一般情况下,石灰岩的体积密度为2.71g/cm3,摩氏硬度在3-4之间,光电吸收截面指数为5.08。白云岩的体积密度为2.87g/cm3,摩氏硬度在3.5-5,光电吸收截面指数为3.14。石灰岩相对性脆,硬度小,用铁器易划出擦痕。
石灰岩主要由方解石(CaCO3)组成,其主要化学成分是碳酸钙,白云岩主要由白云石(CaMg(CO3))2组成,主要化学成分是碳酸钙和碳酸镁。因此,用5%的稀盐酸滴在石灰岩岩石的新鲜表面,石灰岩会剧烈起泡,相反,白云岩遇酸缓慢起泡或不起泡,并慢慢溶解。