岩溶工程地质学.doc

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1、第一章：岩溶发育的一般规律第一节：岩溶与岩性一、碳酸盐岩的成分与结构、构造二、碳酸盐岩的岩层组合关系三、岩溶层组类型与岩溶发育程度第二节：岩溶与地质构造一、碳酸盐岩与非碳酸盐岩在空间位置的组合关系对岩溶发育的影响二、不同性质的断裂对岩溶发育的控制三、褶皱各部位岩溶发育的特征第三节：岩溶与地貌岩溶发育不仅在空间上与岩性及地质构造有关，而且在时间上与地壳运动有着密切的关系，因此岩溶地貌历史的演化也就反映了由地壳运动而引起的侵蚀基准面的演变及其与岩镕作用的规律关系。一、岩溶与地壳运动的关系基本规律：广大岩溶地区的岩溶水总是力争与其区内主河流的侵蚀基准面相适应的。当地壳上升，侵蚀基准面下降

2、时，岩溶水在适应侵蚀基准面的过程中剧烈下切，形成垂直岩溶系统，当地壳处于相对稳定状态时，岩溶水则作水平方向运动，形成水平岩溶系统；当地壳处于间歇性上升时，相应地出现了垂直岩溶系统与水平岩溶系统断续地相互交替的现象。例如，在河谷斜坡上常出现有不同高程的水平溶洞层，而每一水平溶洞层可能即属于地壳某一稳定时期的产物，并往往与河流侵蚀基准面相适应的河谷阶地的高程相一致。二、西南地区岩溶地貌发育特征我国西南地区多属构造剥蚀山地，在地壳运动中处于剧烈上升或相对稳定状态，在贵州境内广大碳酸盐岩分布地区，由于在地壳运动上升过程中产生了强烈的岩溶作用，原有构造地貌受列极大的破坏，在岩溶作用这一主要外

3、营力的塑造下，形成了典型的高原—山地岩溶地貌景现。其中一般又可划分为溶丘洼地、峰林(或峰丛)谷地(或洼地)及山地河谷等岩溶组合形态构成的地貌小区。广西境内碳酸盐岩分布地区，则属典型的山地—平原岩溶地貌，其地貌小区的划分除一部分河流两岸所分布的开阔的弧峰平原外，其它大致与贵州境内相仿。三、岩溶地貌形态及其发育特征在一定的地质、地理条件下，通过水对碳酸盐岩的溶蚀及侵蚀结果，产生了—系列特殊的岩溶形态。不同的岩溶形态在空间上按一定的规律又组成岩溶组合形态。岩溶组合形态既构成了一定范围的特定的地貌景观，也反映了不同地区在其岩溶发育阶段上的不同特征。(一)岩溶个体形态1.溶隙：水流沿碳酸盐岩

4、节理裂隙渗流镕蚀扩大而形成。其宽一般不到50厘米，长几米至几十米的长条形裂隙通道。有的被后期粘土、砂砾、碎石等充填。其密集带常有地下水活动，充填物多呈流塑状态。2.溶沟与石芽：是由雨水沿斜坡上裸露的碳酸盐岩表面的缝纹惭浙溶蚀扩大而成的小型沟槽。一般宽数十厘米至二米，深以米计，长度不等。其底部常被粘土及碎石充填。纵横交错的溶沟之间多残留有锥状或尖棱状的石芽。溶沟与石芽是共生的。有时为第四纪土层覆盖，称做埋藏石芽。一般都位于有一定坡度的峰林峰丛区的垂直渗流形内，但也有发育于大面积平坦地区的，称为石芽原野。3.落水洞与塌陷：落水洞是地表水向地下集中渗流的通道，常作垂直状或稍作倾斜状，多产

5、生于漏斗、洼地及干谷的底部或边缘，常与地下暗河相联系。系由溶隙受水流溶蚀扩大，并伴随坍塌作用而形成。其深度大者，或可称作竖井。4.漏斗与洼地：漏斗就其成因来说，可分为坍陷的及溶蚀的两种。前一种是由岩溶空洞顶板坍塌后面形成，其底部常为坍塌物或表水携来的泥土所堆积，故其成因与坍穿至地面的塌陷基本上没有什么区别，其形状是上口圆底部尖，宽度大于深度，近似漏斗。铁路沿线所见的大部分漏斗多属于这一类型的。溶蚀漏斗是溶隙经溶蚀作用扩大后而形成的漏斗状形态。漏斗代表着岩溶发育旋回的初期阶段，在地壳上升过程中，其底部可能继续发育落水洞，呈叠置状，是岩溶继承性发展的标志之一。铁路沿线最大的漏斗深可达4

6、0余米，直径可达50余米，川黔线的遵义至息烽及贵昆线的梅花山隧道地区均有这种大型漏斗存在，它是下面所述洼地的过渡形式。洼地是漏斗“进一步溶蚀扩大，并伴随地下水的作用而形成。其底部或边缘常继续发育着落水洞或塌陷，以吸收地表水流。它是岩溶演化处于垂直作用阶段的产物。为我国西南岩溶区主要的岩溶形态之一。其形状直接受地质构造的影响，在穹状平缓褶皱部位，往往呈圆形或椭圆形，而在束状褶皱带中则通常顺着岩层走向延伸。5.岩溶谷地(坡立谷)：是在地壳处于相对稳定的情况下，地下水流的水平作用增强，地下通道不断地扩大，通道顶板不断地坍塌形成许多洼地，最后各个洼地进一步发展互相连通，构成一种底部平坦，长

7、度往往可达十余公里的封闭或半封闭的长条形盆状谷地。最典型的有贵昆线的六枝、水城；黔桂线的麻尾、六甲、金城江等。在谷地中，谷底的一端常有暗河出口或大量岩溶泉出露，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潜入地下。岩溶谷地为溶蚀洼地向岩溶平原演化的过渡形态，地壳稳定时间愈久发育愈完善并具岩溶平原的雏形。如黔桂铁路金城江至宜山以东一带的宽广谷地便是。第四节：岩溶水的运动特征一、岩溶水与地表水及其它类型的地下水之间的补给关系二、岩溶化山区地下水的运动特征