古岩溶发育特征及常规研究方法综述.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谲^亿胞一口如2016年6月古岩溶发育特征及常规研究方法综述陈天一，周邵鹏，严张磊，杜婷，陈孝全(成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059)摘要：岩溶作用是地质历史上常见的地质现象，它总是伴随着大陆隆起、地壳上升而发生。而我国地壳运动又具有多旋回的特点。特别是中生代以来我国陆壳演化到地洼阶段，此时古岩溶作用异常强烈。对于古岩溶发育特征及常规研究方法一直是地质学家研究的重点。本文结合国内外资料查阅，对于古卡斯特的基本发育特征、主

2、控因素以及研究古卡斯特的常规研究方法进行了简要的归纳和总结。古岩溶的研究方法意义重大，它的进步将会带动相关领域(石油地质、地球化学、地质灾害、水文地质、环境地质以及古气候等)发展。关键词：古卡斯特；发育特征；主控因素；研究方法中图分类号：P618．13文献标志码：A文章编号：1672—401l(2016)03—0238—02DOI：10．3969／i．issn．1672—4011．2016．03．122O前言我国有1／3国土面积发育岩溶。1o，面积约300余万km2。岩溶即卡斯特，关于古岩溶的定义，目前有两种观点，一者认为

3、古岩溶是埋藏于年轻沉积物之下的岩溶，划分古代和现代岩溶的主要依据为其水文地质环境的形成时间；其二认为古岩溶是古近纪以前的地质产物，已经不同程度地受改造(包括到后期各种成因水及后期岩溶作用)。目前普遍认为古岩溶即第四纪以前形成的岩溶。对于古岩溶发育特征及常规研究方法一直是地质学家研究的重点，本文结合国内外资料查阅，对于古卡斯特的基本发育特征、主控因素以及研究古卡斯特的常规研究方法进行了简要的归纳和总结。1古岩溶发育特征当今对于古岩溶类型的划分及分类并未形成统一方案，针对在不同成岩环境和成岩阶段发生的古岩溶，划分为同生期、表生

4、期、埋藏期岩溶三种类型旧o。根据古水文地质期次划分，可分为埋藏封闭水文地质期岩溶、沉积水文地质期岩溶、淋滤水文地质期岩溶¨1；同生期岩溶指碳酸盐岩沉积物在形成之后不久，沉积物尚未脱离其沉积环境进而受大气淡水渗入淋滤所发生的岩溶现象(对应沉积水文地质期)；表生期岩溶是指由于海平面的相对下降及区域构造运动抬升，造成下伏碳酸盐岩地层隆升暴露，形成表生成岩环境而使碳酸盐岩地层遭受长期广泛的风化剥蚀和淋滤作用形成的岩溶(对应淋滤水文地质期)；埋藏期岩溶主要指碳酸盐岩地层在中深埋藏阶段中伴随着烃源岩有机质热演化和生烃排烃过程中形成的酸

5、性流体，以及其他来源的酸性流体沿着不整合面和断层裂缝对碳酸盐岩进行溶蚀而形成大量溶蚀孔隙的岩溶现象(对应埋藏封闭水文地质期)。2古岩溶发育主控因素古岩溶发育主要受古气候、岩性、构造、古地形及水作者简介：陈天一(199l一)，男，四川广汉人．在读硕士研究生。主要研究方向：沉积学。·238·文地质条件等因素的控制”·，而溶蚀水源、水化学场和水动力场是影响古岩溶发育的主要因素。降水量的多少与气温的高低对于岩溶作用的影响作用统归于古气候；古地貌控制着地表和地下岩溶水流的流向，进而控制表生期岩溶作用，岩溶古地貌可划分为岩溶高地、岩溶

6、斜坡和岩溶盆地3个单元；构造使地层倾斜、弯曲、断裂或裂隙的发育，通过对地下水运移的改变从使岩溶的发育受到影响；古岩溶一般发育在碳酸盐岩地区，而区域性岩性特征对古岩溶发育的规模具有重要影响，古岩溶发育地区除了碳酸盐岩外还有砂岩、砂页岩、泥岩等非易溶性岩石，根据二者的比例可划分为连续状岩系、互层状岩系和夹层状岩系¨。，其中岩溶作用最易发生在连续状岩系中；溶蚀水源，岩溶形成必备条件之一是溶蚀水的参与，其主要来源为大气降水、沉积水和压释水等，岩石溶蚀孔中的包裹体成分的分析鉴定可以判断溶蚀水的来源；水化学场，不同水化学类型的地下水溶

7、蚀强弱具有差异性，在深埋条件下，硫酸型水的存在有利于溶孔的形成与保存；水动力场，地下水动力场的形成与演化对古岩溶的形成和发育起控制作用∞1。水文地质研究水文地质学分析Il水文动力学分析型蚪艄耀水文地球化学分析短时间尺度监测洞穴漓水动态检测自动记录仪监测i现代水将今论古文地质研究I非古大气二氧化碳分压沉积有机碳氧同位素猢雕其它附属指标圈1古水文地质与古气候研究方法思路图3古岩溶常规研究方法在古岩溶研究过程中发现，古水文地质和古气候对于溶蚀水源、水化学场和水动力场的影响较大，通过查阅国内外文献发现古水文研究方法包括水文地质分析

8、方法、水文动力分析法和水文地球化学分析法；其中水文地质分析方法包括划分水文地质期、分析各期水文地质时期的岩溶特征、定量计算各期水交替强度、重建古水化学和重建古地温；水文动力分析法又包括古水动力场分析、古流体的演化分析(动力学演化和水化学场演化)和古地下水流场分(下转第243页)反向水文地球化学模拟

9、．水