水对可溶性岩石的溶蚀作用，及其所形成的地表与地下的各种景观与现象，又称岩溶。可溶性岩石通常包括碳酸盐岩（石灰岩、白云岩等）、硫酸岩盐（石膏、硬石膏等）和卤化物岩（岩盐）等。Karst来自Kras一词。Kras为原南斯拉夫狄纳里克（Dinaric）高原西北部的一个地名，即石头的意思。该地区为一典型的碳酸盐岩喀斯特区，后以德语Karst在国际上通用，用以表达这一特定的地质作用与景观。中文译为喀斯特。

喀斯特发育基本条件

喀斯特的发育，要以可溶的物质——可溶岩以及可以溶解可溶岩的水的存在为基本条件。可溶岩被溶解，是由于溶液——水对它具有溶解（溶蚀）的能力。硫酸盐岩和卤化物岩可以被水直接溶解；而碳酸盐岩要借助于二氧化碳及其他酸类的溶剂作用。石灰岩（碳酸钙成分）为水所溶解，通常化学反应式为

白云岩（碳酸钙、碳酸镁成分）为水所溶解，化学反应式为

上述化学反应是可逆的，水中CO₂的蒸发可导致CaCO₃（碳酸钙）的沉淀，形成钙华、钟乳石、石笋等喀斯特景观。

喀斯特发育的控制因素

各种自然条件对喀斯特发育都具有控制与制约作用，例如地形、地貌、温度、水文网、雨量、生物作用等，其中最基本的控制因素是地质构造和气候条件。

构造运动产生的褶皱（背斜、向斜、穹窿）和断裂（断层、节理、裂隙），大面积的地壳上升与沉降，都密切地控制着可溶岩中水流的运移、赋存和渗流状态，综合影响到水对可溶岩的溶蚀方式和格局，影响到喀斯特形态的规模和类型。

气候因素主要是影响水的性质和水量，以及二氧化碳等溶剂的生成条件。通常湿热气候条件下的喀斯特，比在寒冷或干旱地区发育得强烈。例如，中国南方广西、云南、贵州、湖南、湖北、四川等地，属热带、亚热带湿热气候，雨量充沛，喀斯特发育强烈，大型喀斯特峰林—谷地（参见彩图ⅩⅥ—28）、峰丛—洼地、孤峰平原，大型喀斯特槽谷，落水洞、溶洞（参见彩图ⅩⅥ—29）、喀斯特泉、暗河、伏流等随处可见。中国北方河南、河北、陕西、山西、山东、辽宁等地，属中温、暖温带亚干旱—亚湿润气候，现代喀斯特发育较弱，主要表现为溶沟、溶槽、喀斯特干谷，少见喀斯特洼地；地下喀斯特以溶隙为主，溶隙网络可汇集大量地下水形成大型喀斯特泉或泉群，如太行山麓的娘子关泉。在一定条件下也可形成较大的喀斯特洞穴和暗河，如辽宁抚顺的水洞。

ⅩⅥ—28 峰林——谷地

卢跃如摄

ⅩⅥ—29 石灰岩溶洞

萧巨青摄

喀斯特现象及喀斯特类型

喀斯特作用过程是由微观至宏观的过程，也相应形成微观至宏观的喀斯特现象。这些现象包括在显微镜和超显微镜下看到的微观喀斯特现象；溶孔、生物蚀痕、水流痕、溶蚀层面、溶蚀裂隙、溶蚀断层、溶沟、溶槽、溶牙等岩面喀斯特现象；石柱、喀斯特岗丘、喀斯特山峰等正态喀斯特地貌个体现象和喀斯特漏斗、喀斯特洼地、喀斯特谷地等负态喀斯特地貌个体现象；复杂的喀斯特洞穴现象等。

各种单一喀斯特现象的集合常呈现不同的状态，又可有不同集合现象分类，例如溶孔集合出现，可有星点状、串珠状、羽毛状、格架状、蜂窝状、骨骸状、海绵状等溶孔集合体。对于洼地，也有星散状洼地、鳞片状洼地、条带状洼地等。

喀斯特类型的划分，可有多种原则。按照喀斯特的埋藏条件，可划分为裸露喀斯特、半裸露喀斯特、覆盖喀斯特、埋伏喀斯特、古喀斯特、深喀斯特等；按岩性可分为碳酸盐岩喀斯特、硫酸盐岩喀斯特、卤化物岩喀斯特；按气候条件可分为温带喀斯特及寒带喀斯特；正态和负态喀斯特景观组合，可有溶丘—洼地、峰丛—洼地、峰林—谷地等喀斯特类型。

喀斯特洞穴（cave）是地下喀斯特的主要形式。一个洞穴（或称洞穴系统）常由许多溶蚀通道聚集、沟通而成。控制喀斯特洞穴通道发育的主要有层面、断层、节理与裂隙，即溶蚀层面、溶蚀裂隙和溶蚀断层。根据通道的形态，通常可分为垂直喀斯特通道、倾斜喀斯特通道、近水平喀斯特通道。一个完整的洞穴通道系统，具有其独立的补给—径流—排泄的功能；洞穴系统在三维空间上（或二维平面上），常呈线状、蛇曲状、网状、羽毛状和树枝状。

洞穴中水流状态变化复杂，主要有渗滴水流、隙状水流、管道水流以及湖塘静水。通常在一个有水流的洞穴系统中，各种状态的水流都可见到。饱水带中的大型管道水流称为暗河（参见彩图ⅩⅥ—31），出口形成喀斯特大泉。

ⅩⅥ—31 暗河

邓清禄摄

喀斯特与水利水电工程建设

全世界，尤其是中国，在碳酸盐岩地区已修建了许多水利水电工程，既有修建大坝壅水成库，也有堵塞喀斯特洼地或坡立谷内落水洞口而形成水库，以及堵塞暗河出口而形成地下水库。经验证明，在喀斯特地区兴建水利水电工程，凡是在工程建设前经过详细地质勘察，查明喀斯特发育条件和分布规律，并采取正确对策和措施的，均能达到预期的设计目标，水库运行正常。但由于喀斯特地质问题复杂，如勘察研究不够或处理措施不当，也常出现问题。喀斯特地区主要的工程地质问题有：

（1）喀斯特渗漏。由喀斯特通道造成的库水向邻谷和坝下游渗漏，包括水库渗漏、坝基和坝肩绕坝渗漏。喀斯特渗漏是水利水电工程建设最重要的工程地质问题之一，著名的土耳其凯班坝，以及中国的水槽子水库、猫跳河四级水电站等都是典型的喀斯特渗漏工程。修建在石灰岩山区（高原）上的中小型水库，产生水库渗漏以至成为干库的实例更不乏见。研究喀斯特渗漏，一般要调查分析区域地质构造、喀斯特发育规律和水文地质结构，然后据以判定水库及坝址是否存在喀斯特渗漏、漏水去向、渗漏形式、渗漏量大小等，提出防渗漏处理措施（参见水库渗漏及坝基渗漏）。

（2）喀斯特塌陷。喀斯特区常出现地面沉降、塌陷、开裂等变形的现象，可危及厂房、民房、道路、电信线路、边坡和施工基坑的安全。地面塌陷可在大气降水、地下水、地震等自然作用下形成，也可在人类的各种生产活动中诱发。例如：水库水位升降以及人工抽排地下水产生的潜蚀塌陷、减压（或负压）塌陷、根蚀塌陷、重力塌陷等；建筑工程荷载产生重力塌陷；爆破震动产生冲爆塌陷、动力塌陷、爆裂塌陷等。喀斯特洞穴充填物及其上覆土层受到浸泡软化，渗流潜蚀，水流冲（掏）蚀，负压吸蚀等侵蚀、搬运、掏空作用而产生的塌陷等。喀斯特塌陷在自然条件下，其过程缓慢，且规模不大。但在人类大量开采或疏排地下水时，由于地下水水位下降快，波动强烈，常发生规模较大的地面塌陷。

（3）地下洞室稳定。石灰岩、白云岩的岩体强度较高，除遇有胶结不好或溶蚀夹泥的断裂破碎带外，洞室稳定性一般均较好。但在喀斯特发育的地区兴建地下工程时，常遇到突水突泥，围岩失稳（参见地下洞室围岩稳定性评价）等工程地质问题。在喀斯特地区，由于喀斯特裂隙网络连通性好，降雨可迅速补给地下水，造成洞室衬砌的外水压力急增，如果没有合理的排水措施，可造成衬砌乃至洞室的破坏。

（4）地基稳定。碳酸盐岩的岩体强度高，是良好的地基。但对于强喀斯特化的地基，在建筑物荷载和渗透水流作用下，除前述地面塌陷的影响外，还可能出现以下一些影响地基稳定的问题：①当地基（坝基）下存在大型洞穴且顶板较薄或坝肩（拱座）靠近大型喀斯特洞穴时，因承受不了过大的外荷载，导致建筑物产生裂缝或较大变形，甚至垮落，危及建筑物的安全。②层面和裂隙经溶蚀扩大并充填黏土，或薄层灰岩与页岩互层，当和其他软弱结构面组合而构成滑动边界时，将影响坝基、坝肩的稳定。③岩体中夹有石膏层，当石膏溶滤后，会从渗透压力、地基承载力和地基稳定多方面影响建筑物的安全。④坝基或坝肩基础下有溶蚀填泥洞穴、裂隙或夹层时，在水库水头作用下可产生充填物的渗透变形和冲刷破坏，而影响坝基坝肩稳定。⑤两岸山体中的地下水沿喀斯特通道直接进入坝基下岩体中，增大坝基扬压力。

（5）喀斯特型水库诱发地震。由水库蓄水造成喀斯特洞穴空气压缩产生气爆、水锤震动、洞穴顶板或充填物塌陷等所形成的地震。喀斯特型水库诱发地震是水库诱发地震的主要类型，据统计中国水库诱发地震中，喀斯特型水库地震约占总数的80％左右。喀斯特型水库诱发地震多发生在厚层、产状较平缓、喀斯特发育、洞穴规模较大且相对孤立的地区。喀斯特型水库诱发地震的特点：震源较浅，震级较小（一般小于4.0级），震中烈度较高，衰减较快，且多发生在水库蓄水的初期（参见水库诱发地震）。中国较典型的喀斯特型水库诱发地震有乌江渡、鲁布革、隔河岩等工程。