巖溶工程地質學.doc

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1、第一章：巖溶發(fā)育的一般規(guī)律第一節(jié)：巖溶與巖性一、碳酸鹽巖的成分與結構、構造二、碳酸鹽巖的巖層組合關系三、巖溶層組類型與巖溶發(fā)育程度第二節(jié)：巖溶與地質構造一、碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖在空間位置的組合關系對巖溶發(fā)育的影響二、不同性質的斷裂對巖溶發(fā)育的控制三、褶皺各部位巖溶發(fā)育的特征第三節(jié)：巖溶與地貌巖溶發(fā)育不僅在空間上與巖性及地質構造有關，而且在時間上與地殼運動有著密切的關系，因此巖溶地貌歷史的演化也就反映了由地殼運動而引起的侵蝕基準面的演變及其與巖镕作用的規(guī)律關系。一、巖溶與地殼運動的關系基本規(guī)律：廣大巖溶地區(qū)的巖溶水總是力爭與其區(qū)內主河流的侵蝕基準面相適應的。當?shù)貧ど仙?，侵蝕基準面下降

2、時，巖溶水在適應侵蝕基準面的過程中劇烈下切，形成垂直巖溶系統(tǒng)，當?shù)貧ぬ幱谙鄬Ψ€(wěn)定狀態(tài)時，巖溶水則作水平方向運動，形成水平巖溶系統(tǒng)；當?shù)貧ぬ幱陂g歇性上升時，相應地出現(xiàn)了垂直巖溶系統(tǒng)與水平巖溶系統(tǒng)斷續(xù)地相互交替的現(xiàn)象。例如，在河谷斜坡上常出現(xiàn)有不同高程的水平溶洞層，而每一水平溶洞層可能即屬于地殼某一穩(wěn)定時期的產(chǎn)物，并往往與河流侵蝕基準面相適應的河谷階地的高程相一致。二、西南地區(qū)巖溶地貌發(fā)育特征我國西南地區(qū)多屬構造剝蝕山地，在地殼運動中處于劇烈上升或相對穩(wěn)定狀態(tài)，在貴州境內廣大碳酸鹽巖分布地區(qū)，由于在地殼運動上升過程中產(chǎn)生了強烈的巖溶作用，原有構造地貌受列極大的破壞，在巖溶作用這一主要外

3、營力的塑造下，形成了典型的高原—山地巖溶地貌景現(xiàn)。其中一般又可劃分為溶丘洼地、峰林(或峰叢)谷地(或洼地)及山地河谷等巖溶組合形態(tài)構成的地貌小區(qū)。廣西境內碳酸鹽巖分布地區(qū)，則屬典型的山地—平原巖溶地貌，其地貌小區(qū)的劃分除一部分河流兩岸所分布的開闊的弧峰平原外，其它大致與貴州境內相仿。三、巖溶地貌形態(tài)及其發(fā)育特征在一定的地質、地理條件下，通過水對碳酸鹽巖的溶蝕及侵蝕結果，產(chǎn)生了—系列特殊的巖溶形態(tài)。不同的巖溶形態(tài)在空間上按一定的規(guī)律又組成巖溶組合形態(tài)。巖溶組合形態(tài)既構成了一定范圍的特定的地貌景觀，也反映了不同地區(qū)在其巖溶發(fā)育階段上的不同特征。(一)巖溶個體形態(tài)1.溶隙：水流沿碳酸鹽巖

4、節(jié)理裂隙滲流镕蝕擴大而形成。其寬一般不到50厘米，長幾米至幾十米的長條形裂隙通道。有的被后期粘土、砂礫、碎石等充填。其密集帶常有地下水活動，充填物多呈流塑狀態(tài)。2.溶溝與石芽：是由雨水沿斜坡上裸露的碳酸鹽巖表面的縫紋慚浙溶蝕擴大而成的小型溝槽。一般寬數(shù)十厘米至二米，深以米計，長度不等。其底部常被粘土及碎石充填?？v橫交錯的溶溝之間多殘留有錐狀或尖棱狀的石芽。溶溝與石芽是共生的。有時為第四紀土層覆蓋，稱做埋藏石芽。一般都位于有一定坡度的峰林峰叢區(qū)的垂直滲流形內，但也有發(fā)育于大面積平坦地區(qū)的，稱為石芽原野。3.落水洞與塌陷：落水洞是地表水向地下集中滲流的通道，常作垂直狀或稍作傾斜狀，多產(chǎn)

5、生于漏斗、洼地及干谷的底部或邊緣，常與地下暗河相聯(lián)系。系由溶隙受水流溶蝕擴大，并伴隨坍塌作用而形成。其深度大者，或可稱作豎井。4.漏斗與洼地：漏斗就其成因來說，可分為坍陷的及溶蝕的兩種。前一種是由巖溶空洞頂板坍塌后面形成，其底部常為坍塌物或表水攜來的泥土所堆積，故其成因與坍穿至地面的塌陷基本上沒有什么區(qū)別，其形狀是上口圓底部尖，寬度大于深度，近似漏斗。鐵路沿線所見的大部分漏斗多屬于這一類型的。溶蝕漏斗是溶隙經(jīng)溶蝕作用擴大后而形成的漏斗狀形態(tài)。漏斗代表著巖溶發(fā)育旋回的初期階段，在地殼上升過程中，其底部可能繼續(xù)發(fā)育落水洞，呈疊置狀，是巖溶繼承性發(fā)展的標志之一。鐵路沿線最大的漏斗深可達4

6、0余米，直徑可達50余米，川黔線的遵義至息烽及貴昆線的梅花山隧道地區(qū)均有這種大型漏斗存在，它是下面所述洼地的過渡形式。洼地是漏斗“進一步溶蝕擴大，并伴隨地下水的作用而形成。其底部或邊緣常繼續(xù)發(fā)育著落水洞或塌陷，以吸收地表水流。它是巖溶演化處于垂直作用階段的產(chǎn)物。為我國西南巖溶區(qū)主要的巖溶形態(tài)之一。其形狀直接受地質構造的影響，在穹狀平緩褶皺部位，往往呈圓形或橢圓形，而在束狀褶皺帶中則通常順著巖層走向延伸。5.巖溶谷地(坡立谷)：是在地殼處于相對穩(wěn)定的情況下，地下水流的水平作用增強，地下通道不斷地擴大，通道頂板不斷地坍塌形成許多洼地，最后各個洼地進一步發(fā)展互相連通，構成一種底部平坦，長

7、度往往可達十余公里的封閉或半封閉的長條形盆狀谷地。最典型的有貴昆線的六枝、水城；黔桂線的麻尾、六甲、金城江等。在谷地中，谷底的一端常有暗河出口或大量巖溶泉出露，形成了地表河溪，至另一端被一群落水洞所吸收或成另一暗河的入口而潛入地下。巖溶谷地為溶蝕洼地向巖溶平原演化的過渡形態(tài)，地殼穩(wěn)定時間愈久發(fā)育愈完善并具巖溶平原的雛形。如黔桂鐵路金城江至宜山以東一帶的寬廣谷地便是。第四節(jié)：巖溶水的運動特征一、巖溶水與地表水及其它類型的地下水之間的補給關系二、巖溶化山區(qū)地下水的運動特征