岩溶的概念
岩溶地貌的概念
岩溶地貌的概念
岩溶：是指地下水和地表水对可溶性岩石的化学作用和物理作用及其形成的水文现象和地貌现象。
岩溶地貌又称喀斯特（Karst）地貌。
喀斯特地貌，是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀，侵蚀与沉积，以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌，以斯洛文尼亚的喀斯特高原命名，中国亦称之为岩溶地貌，为中国五大造型地貌之一。
喀斯特原是亚得里亚海北端东海岸（地中海的一个大海湾）石灰岩高原的地名，那里发育着各种奇特的石灰岩地形。
19世纪末，司威治研究了喀斯特高原的各种石灰岩地形，并把这种地貌叫喀斯特。
以后，喀斯特一词便成为世界各国通用的专门术语。
在我国，以前也称作喀斯特，1966年在广西桂林召开的全国喀斯特学术会议上，将喀斯特改为岩溶。
岩溶
（3）水的溶蚀性 水对可溶岩的溶蚀作用是岩溶发育的主要原因。碳 酸盐岩在纯水中的溶解度很小，所以纯水中岩溶难出 发育。当地下水中含侵蚀性CO2时， CO2与方解石的 CaCO3反应．最终生成钙离子，使碳酸盐岩的溶解度 大大提高，加快了岩溶发育速度。其化学反应式如下：
2 Ca CO2 H 2O CO2 Ca 2HCO2
这种大型盆地在我国云贵高原及广西等地十分发达。
6. 峰丛、峰林和孤峰
桂林、阳朔一带最为典型。
峰林-盆地地貌系统
孤峰(残峰)是岩溶区的孤立石灰岩山峰，常分布在岩溶平原 或岩溶盆地中，相对高度由数十米至百余米。孤峰是在地壳 相对长期稳定条件下，峰林不断溶蚀降低的产物。
喀斯特名称的由来
喀斯特(karst)原是南斯拉夫西北部伊斯特里亚半岛石灰岩高 原的地名。当地称kars，意大利语为carso，德语称karst。它 来自印欧语“kar”，即岩石裸露的地方。
19世纪中叶，一些德国和奥地利学者研究欧洲中部和东南部 的石灰岩地貌，均采用karst一词。
特别是南斯拉夫学者 J.司威杰在研究喀斯特高原上奇特地貌 后写的专著，就采用喀斯特这个地名来称呼碳酸盐岩地区的 一系列特殊地貌过程和水文现象。 这样，一百多年来喀斯特逐渐成为世界地学界通用的术语 。
石钟乳和石笋各自向相 对方向伸展，最后连结 起来，成为石柱。
北京石花洞次生化学沉积物景观
从洞壁沿裂隙渗出的水， CaCO3 呈片状沉积，如 同帷幕一样展开，故称为石幔。
石幔
地 下 堆 积 形 态
石珍珠，由碳酸钙围绕一个核心沉积而成。
三、岩溶地区工程地质问题
主要有：
地基塌陷 不均匀下沉 基坑、洞室涌水等
（2）岩石的透水性 完整的岩石或节理不发育的岩石，地下水不易渗透到岩 石内部，溶蚀只是在岩石表面进行，故岩溶发育速度相 对较低。节理发育的岩石，尤其是构造节理发育的岩 石．节理深达岩体内部，互相连通形成渗透裂隙网络， 岩溶发育速度相对较快。· 因此，岩溶主要发育在节理裂 隙发育的部位，如褶曲轴部，断层破碎带及其影响带等。
第三章不良地质作用和地质灾害
岩溶是地壳岩石圈内可溶岩层(碳酸盐类岩层如石灰岩、白云岩、大理 岩等，硫酸盐类岩石如石膏等和卤素类岩如盐岩等)在具有侵蚀性和腐蚀能 力的水体作用下，以近代化学溶蚀作用为特征，包括水体对可溶岩层的机 械侵蚀和崩解作用，而被腐蚀下来的物质携出、转移和再沉积的综合地质 作用及由此所产生的现象的统称，又称为喀斯特(Karst)。由岩溶现象造成 的对可溶性岩石的破坏和改造作用都称为岩溶作用。
(3)地形地貌。地表水文网发育特点、区域和局部侵蚀基准面分布，地面坡度 和地形高差变化。新构造升降运动与岩溶发育的关系。
(4)岩溶地下水。埋藏、补给、径流和排泄情况、水位动态及连通情况，尤其 是岩溶泉的位置和高程；场地可能受岩溶地下水淹没的可能性，以及未来场地内 的工程经济活动可能污染岩溶地下水的可能性。
不良地质作用是指由地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的 地质作用。由不良地质作用引发的危及人身安全、财产、工程或环境安 全的事件，又称为地质灾害。
在各项工程建设中存在的不良地质作用和地质灾害主要有岩溶、滑 坡、泥石流、采空区、地震等。这些不良地质作用及其引发的各种地质 灾害对工程建设的场地稳定性、建筑适宜性等往往起到决定性作用，同 时对工程建设后期安全运营也会产生重大、直接的危害。因此，重视不 良地质作用和地质灾害的调查、勘察、给出客观评价等，对工程建设活 动具有重要意义，也是岩土工程勘察的一项重要工作。
地质常见的不良地质现象及其防治
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图7-1 岩性、节理与崩塌的关系
山东理工大学 木工程系
二、崩塌的形成机理
崩塌的规模大小、物质组成、结构构造、活动方式、运动途径、堆 积情况、破坏能力等千差万别，但形成机理是有规律的。常见的有五种
1. 倾倒－崩塌 2. 滑移－崩塌 3. 鼓胀－崩塌 4. 拉裂－崩塌 5. 错断－崩塌
边 石 坝三
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石幔
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石柱
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柱贵 州 神 仙 洞 石
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白岩脚洞内石林
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石 笋
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黑龙江镜泊湖火山 山东理工大学 土木工程系
● 滑坡和泥石流 一、滑坡
（一）概念及其分类 是斜坡上的部分岩体在重力作用及其他因素的影响下，
沿着一定的软弱面，发生整体下滑的现象。组成滑坡的主要 要素有三个，即滑坡体、滑动面和滑坡床（见图）。
滑坡的分类见下表。 （二）分布及危害
山区。毁坏或淹埋农田、建筑物、道路。 （三）滑坡形成的条件
。前缘迎河部分有被河水冲刷过的迹象； （4） 目前的河水已远离滑坡舌部，甚至在舌部外已有漫滩、阶地
分布； （5） 滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深，甚至已达基岩； （6）滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等等。
不稳定的滑坡一般情况下具有下列迹象： （1）滑坡体表面总体坡度较陡，而且延伸较长，坡面高低不平； （2）有滑坡平台，面积不大，且不向下缓倾和未夷平现象； （3）滑坡表面有泉水、湿地，且有新生冲沟； （4）滑坡体表面有不均匀沉陷的局部平台，参差不齐； （5）滑坡前缘土石松散，小型坍塌时有发生，并面临河水冲刷的危险 （6）滑坡体上无巨大直立树木。
3岩溶与土洞
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•岩溶与土洞的处理
4 ．排导： 5．特殊基础形式：
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小结
岩溶的价值和不良影响 1、价值： • 现已探明石油储处多在石灰岩溶洞中，约有一半在 该地貌中。地表奇峰异石，地下有众多溶洞，各种 造型景观奇特，称为丰富的旅游资源。地下洞穴埋 藏的古生物和古人类化石有重大科学价值。 2、不良影响： • 裂隙、孔洞多，地表难吸收水，风化壳薄，会 引起水土缺失，不利农业生产。常发生地基破裂， 水库漏水，不利于工程建设等。
1－石林、2－溶沟、3－漏斗、4－落水洞 5－溶洞、7－暗河、7－石钟乳、8－石笋
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（三）溶蚀洼地和溶蚀谷地 1、溶蚀洼地 • 这是一种面积较大的椭圆形封闭洼地，四周多被低 山丘陵、峰林等围绕。底部堆积着 2-3m 厚的红土层 （较平坦），上面常有耕地和村落分布，雨季时常积涝 为害，旱季时因地下水位下降而干旱，当洼地底部排水 系统堵塞后（发育后期）积水成湖。
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2. 土洞的形成与发育条件
土洞：土洞主要是地表或地下水流在 土体中进行溶蚀和冲刷的作用而形成 的。
(a)土洞未形成前；(b)土洞初步形成；(c)土洞向上 发育； (d)地面塌陷；(e)地面呈碟形洼地。
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3. 土洞的形成与发育条件
土洞发育的快慢主要取决于： 1）基岩面上覆土层的性质： 含碎石的砂质粉土层； 2）地下水的活动强度：
H
当跨中有裂缝，顶板两端支座处的 岩石坚固完整时
两端固定梁
若裂缝位于支座处，顶板较完整时
若支座和顶板岩层均较完整时
简支梁
第四章 岩溶地貌
第四章岩溶地貌岩溶，原称喀斯特（Karst）。
喀斯特原是南斯拉夫西北部一带碳酸岩高原的地名，那里发育着各种碳酸岩地形。
19世纪末，南斯拉夫学者司威治研究了喀斯特高原的奇特地貌，并把这种地貌叫做喀斯特。
以后，就借用喀斯特这个地名来称呼碳酸盐岩地区一系列特殊的地貌过程和水文现象。
这样，喀斯特一词便一直成为世界各国所通用的专有术语。
我国对碳酸盐地区的地貌现象，早在晋代就有文字记载。
距今300多年前，我国明代的旅行家徐霞客（1586～1641）考察了广西、贵州、云南一带的碳酸盐岩地形，探寻了100多个地下溶洞，详细记述了碳酸盐岩地区的景观。
1966年在广西桂林召开的我国岩溶学术会议上，决定将喀斯特一词改称岩溶。
岩溶地区的许多特征，不仅在碳酸盐岩地区存在，而且在其他可溶性岩石地区，如白云岩、石膏、岩盐等分布的地区也可见到。
第一节岩溶作用概念：凡是地下水为主、地表水为辅，以化学过程（溶解与沉积）为主、机械过程（流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
这种作用所造成的地表和地下形态叫岩溶地貌。
岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。
发生在石灰岩、白云岩(一种以白云石〔CaMg(CO)2〕)、石膏、岩盐(岩盐，又叫3石盐，主要化学成分是氯化钠)等可溶性岩石中的岩溶叫真岩溶。
另外，在碎屑岩（砾岩、角砾岩、砂岩等）、冻土和黄土地区，也存在着类似岩溶的现象，称为假岩溶。
一、岩溶作用的基本条件岩石条件：第一，岩石必须具有可溶性。
第二，岩石必须具有透水性。
水的条件：第一，水必须具有溶蚀性。
第二，水必须具有流动性。
（一）岩石的可溶性岩石的可溶性主要取决于岩石成分和岩石结构。
岩石成分指岩石的矿物成分和化学成分。
岩石结构是指组成岩石的颗粒大小、形状和排列、岩石的胶结物性质等。
可溶性岩石分为三类：碳酸盐类岩石——石灰岩、白云岩〔CaMg(CO3)2〕、硅质灰岩、泥灰岩硫酸盐类岩石——石膏(CaSO·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)4卤盐类岩石——石盐、钾盐溶解度大小：卤盐＞硫酸盐＞碳酸盐（如20℃纯水，各种可溶性盐的溶解量为NaCl为360g/l；CaSO4为2.0g/l；CaCO3为0.015g/l）。
第八章喀斯特及喀斯特地区的工程地质研究
水的溶蚀性是喀斯特发育的必要条件 水对碳酸盐岩的化学溶蚀过程
CO2(溶解)+H2O +CaCO3
Ca+2 +CO3-2 +H+1+ HCO3-1
CO2（空气）
Ca+2+ 2HCO3-1
由上式可以看出，水中CO2含量越高，H+1也越多。由 于H+1是非常活跃的离子，当和石灰岩作用时，H+1就 会与CaCO3中的CO2—结合成HCO3-1 ，分离出Ca+2， 从而使CaCO3溶解于水。上述反应是可逆的，正反应 速度取决于CO2的浓度。
第1节、基本概念及研究意义
喀斯特（karst），又称岩溶，是地下水和地表水对可溶岩 以溶蚀为主的地质作用及其所产生地貌现象的总称。
岩溶作用（karstification）是指地表水和地下水对可溶性岩 石进行以化学溶蚀作用为主，机械侵蚀和重力崩塌作用为 辅，引起岩石的破坏及物质的带出、转移和再沉积的综合 地质作用。
➢可溶性岩石（岩石的可溶性） ➢岩石的透水性 ➢水的溶解能力（水的溶蚀性） ➢水的运动状态（水的流动性）
(1)可溶性岩石（岩石的可溶性） 可溶性岩石的存在是喀斯特形成的物质基础。
➢卤化物类岩石 食盐、钾盐、镁盐等
➢硫酸盐类岩石 石膏、芒硝等
➢碳酸盐类岩石 石灰岩、白云岩、大理岩等
(2)水的溶解能力（水的溶蚀性）
碳酸盐岩的比溶蚀度与矿物成分相关图
b.岩石结构： ➢ 岩石的结构制约了岩溶发育强度。 按溶蚀性指标排序：泥晶-粒屑-亮晶（灰岩类）； 泥晶-细晶-中晶-粗巨晶（白云岩类）。 ➢ 原因：岩石的孔隙度高，比溶蚀度、比溶解度值高，岩溶相应发育。
1-泥晶粒屑石灰岩 2-泥晶石灰岩 3-晶粒石灰岩 4-粉晶白云岩 5-细晶白云岩 6-细一粗晶白云岩 7-粗一巨晶白云岩 8-不等粒晶白云岩
工程地质之 岩溶
我国北方地 区气温低， 溶蚀速度要 慢很多,水不 是参与作用 的主要原因， 而是以断裂、 崩塌等物理 因素为主的 破坏。
云台山位于河南省修武县
三、岩溶工程地质研究的意义
一方面,岩溶地区形成优美的自然风景. 充分利用岩溶洞穴作为地下工程等。
另一方面,生态环境脆弱，水旱及地质 灾害频繁发生。在该地区进行工程建设 常常会遇到一些特殊的工程地质问题。 主要有：岩溶渗漏，引发地面塌陷，造 成坑道涌水、突水、滑落。
1988年5月10日，武昌陆家街地面塌陷，圆形塌坑，直径 22M，深10余米，十间民房、大树、电线杆等塌入坑中， 引起附近工厂、学校、住宅墙体、地坪变形、开裂。
2000年4月6日下午4时－8时，洪山区青菱乡烽火村 地面塌陷。陷坑18个，最大陷坑长63米、深6－7米；最 小陷坑长1－2米，深小于2米。陷坑带呈近东西向分布， 散分在东西300米、南北250米的范围内。有2栋民房完全 倒塌，有16栋民房出现不同程度的开裂、破损。
涉及三相体系：固、 水、气。
主要九个离子平衡体系：
CO2，H2CO3，HCO3-，CO32-，Ca2+，CaHCO3+， CaCO3，H+，OH-
溶蚀过程如下：（以CaCO3 的溶解和沉积为例）
① C aC O 3 C a2C O 32-
② C O 2 H 2 O H 2 C O 3 H H C O 3 由①及② C a C O 3 C O 2 H 2 O C a 2 2 H C O 3
三、我国岩溶分布特征
世界大陆75%为沉积岩，15%为碳酸盐岩， 约4000万km2为可溶岩。我我国碳酸盐分布面积 334万Km2 ，约占国土面积的36%。川、黥、桂、 湘、鄂等是我国主要的岩溶区。
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岩溶的概念
岩溶是地球表面上一种重要的地貌类型，是由于地下溶蚀作用而形成的。
它是一种以溶蚀作用为主导的地貌形式，主要表现为溶洞、地下河、喀斯特地貌和地下洞穴等各种地貌形态。
岩溶地貌是一种由于溶蚀作用而形成的地表地貌。
它主要是由于水在地下流动，对岩石进行化学和物理的溶解和侵蚀作用所形成的。
它主要分布在石灰岩、石膏岩、大理岩、石英岩、云母岩等可溶性岩石地层中，而这些溶洞和地下河等地貌形态，是经过长期的溶蚀作用而形成的。
岩溶地貌往往存在着溶洞、地下河、地下湖等多种地貌景观。
其中，溶洞是岩溶地貌中最典型的地貌形态之一。
它是指地下被溶蚀作用所形成的空洞。
溶洞内部常常有各种奇特的石笋、石柱、钟乳石、石幔等地下沉积物，形成了独特的溶蚀地貌景观。
地下河则是指流水在地下河道中流动的地貌形态，它是地下水在石灰岩地层中流动所形成的。
地下河美丽而神秘，沿岸常常有奇特的石笋、石柱和石幔等地下沉积物。
地下湖则是地表地下河的汇聚地，往往位于地下洞穴的深处，是一种地下水湖泊。
地下湖的水质清澈透明，很多地下湖还存在着上下游水文交流的现象。
岩溶的形成主要有两个过程，一个是物理溶蚀，另一个是化学溶蚀。
物理溶蚀主要是指由于物理条件的变化，如压力和温度的变化，造成岩石的溶解和侵蚀。
而化学溶蚀则是由于作用在岩石上的化学溶液导致岩石的溶解和侵蚀。
岩溶的地貌形态丰富多样，其中比较典型的是喀斯特地貌。
喀斯特地貌是指由碳酸盐岩等溶解性岩石经过溶蚀作用而形成的地貌。
它具有坑洞多、地下河流丰富等特点。
喀斯特地貌的发育与气候、地质、构造等诸多因素有关。
在气候方面，适度的降水和温度是喀斯特地貌形成所必需的；在地质和构造方面，具有含碳酸盐岩且有闭合的下伏和上伏构造的地区，更容易形成喀斯特地貌。
岩溶地貌在地表上的形成有很多要素，主要是由于水在地下流动而形成的。
当地面雨水渗入地下后，会与地下的可溶性岩石发生反应，形成溶解现象。
随着时间的推移，这些溶解作用会不断加深，导致地下空洞的形成。
当地下空洞发展到一定程度时，地表的岩石层就会因为地下空洞的支撑力不足而塌陷，形成入洞口。
随后，地下水会通过岩洞的延伸形成地下河流，形成地下水系统。
这就是岩溶地貌形成的主要过程。
总之，岩溶是一种由溶蚀作用形成的地貌类型。
它主要表现为溶洞、地下河、喀斯特地貌和地下洞穴等形态。
岩溶地貌的形成是由于地下水与可溶性岩石进行物理和化学作用而导致。
岩溶地貌的发育与地质、气候和构造等因素有关。
了解岩溶地貌的形成和特征，有助于我们更好地认识地球的地貌演化过程。