古巖溶發(fā)育特征及常規(guī)研究方法綜述.pdf

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1、V01．42，No．3于1．J童材第42卷第3期June，2016＆c^El口n曰“f￡d譎^億胞一口如2016年6月古巖溶發(fā)育特征及常規(guī)研究方法綜述陳天一，周邵鵬，嚴(yán)張磊，杜婷，陳孝全(成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059)摘要：巖溶作用是地質(zhì)歷史上常見(jiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象，它總是伴隨著大陸隆起、地殼上升而發(fā)生。而我國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)又具有多旋回的特點(diǎn)。特別是中生代以來(lái)我國(guó)陸殼演化到地洼階段，此時(shí)古巖溶作用異常強(qiáng)烈。對(duì)于古巖溶發(fā)育特征及常規(guī)研究方法一直是地質(zhì)學(xué)家研究的重點(diǎn)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料查閱，對(duì)于古卡斯特的基本發(fā)育特征、主

2、控因素以及研究古卡斯特的常規(guī)研究方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的歸納和總結(jié)。古巖溶的研究方法意義重大，它的進(jìn)步將會(huì)帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域(石油地質(zhì)、地球化學(xué)、地質(zhì)災(zāi)害、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)以及古氣候等)發(fā)展。關(guān)鍵詞：古卡斯特；發(fā)育特征；主控因素；研究方法中圖分類號(hào)：P618．13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1672—401l(2016)03—0238—02DOI：10．3969／i．issn．1672—4011．2016．03．122O前言我國(guó)有1／3國(guó)土面積發(fā)育巖溶。1o，面積約300余萬(wàn)km2。巖溶即卡斯特，關(guān)于古巖溶的定義，目前有兩種觀點(diǎn)，一者認(rèn)為

3、古巖溶是埋藏于年輕沉積物之下的巖溶，劃分古代和現(xiàn)代巖溶的主要依據(jù)為其水文地質(zhì)環(huán)境的形成時(shí)間；其二認(rèn)為古巖溶是古近紀(jì)以前的地質(zhì)產(chǎn)物，已經(jīng)不同程度地受改造(包括到后期各種成因水及后期巖溶作用)。目前普遍認(rèn)為古巖溶即第四紀(jì)以前形成的巖溶。對(duì)于古巖溶發(fā)育特征及常規(guī)研究方法一直是地質(zhì)學(xué)家研究的重點(diǎn)，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料查閱，對(duì)于古卡斯特的基本發(fā)育特征、主控因素以及研究古卡斯特的常規(guī)研究方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的歸納和總結(jié)。1古巖溶發(fā)育特征當(dāng)今對(duì)于古巖溶類型的劃分及分類并未形成統(tǒng)一方案，針對(duì)在不同成巖環(huán)境和成巖階段發(fā)生的古巖溶，劃分為同生期、表生

4、期、埋藏期巖溶三種類型舊o。根據(jù)古水文地質(zhì)期次劃分，可分為埋藏封閉水文地質(zhì)期巖溶、沉積水文地質(zhì)期巖溶、淋濾水文地質(zhì)期巖溶¨1；同生期巖溶指碳酸鹽巖沉積物在形成之后不久，沉積物尚未脫離其沉積環(huán)境進(jìn)而受大氣淡水滲入淋濾所發(fā)生的巖溶現(xiàn)象(對(duì)應(yīng)沉積水文地質(zhì)期)；表生期巖溶是指由于海平面的相對(duì)下降及區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)抬升，造成下伏碳酸鹽巖地層隆升暴露，形成表生成巖環(huán)境而使碳酸鹽巖地層遭受長(zhǎng)期廣泛的風(fēng)化剝蝕和淋濾作用形成的巖溶(對(duì)應(yīng)淋濾水文地質(zhì)期)；埋藏期巖溶主要指碳酸鹽巖地層在中深埋藏階段中伴隨著烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化和生烴排烴過(guò)程中形成的酸

5、性流體，以及其他來(lái)源的酸性流體沿著不整合面和斷層裂縫對(duì)碳酸鹽巖進(jìn)行溶蝕而形成大量溶蝕孔隙的巖溶現(xiàn)象(對(duì)應(yīng)埋藏封閉水文地質(zhì)期)。2古巖溶發(fā)育主控因素古巖溶發(fā)育主要受古氣候、巖性、構(gòu)造、古地形及水作者簡(jiǎn)介：陳天一(199l一)，男，四川廣漢人．在讀碩士研究生。主要研究方向：沉積學(xué)?！?38·文地質(zhì)條件等因素的控制”·，而溶蝕水源、水化學(xué)場(chǎng)和水動(dòng)力場(chǎng)是影響古巖溶發(fā)育的主要因素。降水量的多少與氣溫的高低對(duì)于巖溶作用的影響作用統(tǒng)歸于古氣候；古地貌控制著地表和地下巖溶水流的流向，進(jìn)而控制表生期巖溶作用，巖溶古地貌可劃分為巖溶高地、巖溶

6、斜坡和巖溶盆地3個(gè)單元；構(gòu)造使地層傾斜、彎曲、斷裂或裂隙的發(fā)育，通過(guò)對(duì)地下水運(yùn)移的改變從使巖溶的發(fā)育受到影響；古巖溶一般發(fā)育在碳酸鹽巖地區(qū)，而區(qū)域性巖性特征對(duì)古巖溶發(fā)育的規(guī)模具有重要影響，古巖溶發(fā)育地區(qū)除了碳酸鹽巖外還有砂巖、砂頁(yè)巖、泥巖等非易溶性巖石，根據(jù)二者的比例可劃分為連續(xù)狀巖系、互層狀巖系和夾層狀巖系¨。，其中巖溶作用最易發(fā)生在連續(xù)狀巖系中；溶蝕水源，巖溶形成必備條件之一是溶蝕水的參與，其主要來(lái)源為大氣降水、沉積水和壓釋水等，巖石溶蝕孔中的包裹體成分的分析鑒定可以判斷溶蝕水的來(lái)源；水化學(xué)場(chǎng)，不同水化學(xué)類型的地下水溶

7、蝕強(qiáng)弱具有差異性，在深埋條件下，硫酸型水的存在有利于溶孔的形成與保存；水動(dòng)力場(chǎng)，地下水動(dòng)力場(chǎng)的形成與演化對(duì)古巖溶的形成和發(fā)育起控制作用∞1。水文地質(zhì)研究水文地質(zhì)學(xué)分析Il水文動(dòng)力學(xué)分析型蚪艄耀水文地球化學(xué)分析短時(shí)間尺度監(jiān)測(cè)洞穴漓水動(dòng)態(tài)檢測(cè)自動(dòng)記錄儀監(jiān)測(cè)i現(xiàn)代水將今論古文地質(zhì)研究I非古大氣二氧化碳分壓沉積有機(jī)碳氧同位素猢雕其它附屬指標(biāo)圈1古水文地質(zhì)與古氣候研究方法思路圖3古巖溶常規(guī)研究方法在古巖溶研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，古水文地質(zhì)和古氣候?qū)τ谌芪g水源、水化學(xué)場(chǎng)和水動(dòng)力場(chǎng)的影響較大，通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)古水文研究方法包括水文地質(zhì)分析

8、方法、水文動(dòng)力分析法和水文地球化學(xué)分析法；其中水文地質(zhì)分析方法包括劃分水文地質(zhì)期、分析各期水文地質(zhì)時(shí)期的巖溶特征、定量計(jì)算各期水交替強(qiáng)度、重建古水化學(xué)和重建古地溫；水文動(dòng)力分析法又包括古水動(dòng)力場(chǎng)分析、古流體的演化分析(動(dòng)力學(xué)演化和水化學(xué)場(chǎng)演化)和古地下水流場(chǎng)分(下轉(zhuǎn)第243頁(yè))反向水文地球化學(xué)模擬

9、．水