岩溶的形成条件
岩溶地质存在的问题及对工程建设的影响
岩溶地质存在的问题及对工程建设的影响岩溶是一种具有特殊的物质、能量、结构和功能的生态系统，其具有生态敏感度高、环境容量低、抗干扰能力弱，稳定性差的特征。
工程建设过程中一定要重视这些特征，不然将会引发区域石漠化现象以及由于施工引起的地陷等现象。
岩溶对工程建设带来了许多不利的影响，为了避免岩溶所导致工程建设的经济损失，在工程建设中应注意采取有效的保护措施。
在本文中介绍了岩溶地质发育的条件特征，论述了岩溶地质对工程建设的影响，并对岩溶地区的工程建设提出相关建议。
标签：岩溶地质；工程建设；影响引言岩溶也称喀斯特，它是一种可溶性岩石，碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等）是典型的例子。
它是受含有二氧化碳的流水溶蚀，有时并加以沉积作用而形成的地貌。
它的形状往往比较奇特，像洞穴、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河，甚至峭壁等地貌。
此种地貌，在我国分布极为广泛，广西、云南和贵州是典型的分布地区。
喀斯特按出露条件可划分为：裸型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。
按气候带可分为：热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特。
按岩性可分为：石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。
此外，还有按海拔高度、发育程度、水文特征、形成时期等不同的划分等。
岩溶的发育和形成给建筑物、场地和地基的工程地质条件造成一定难度。
因此，在岩溶地区进行各种工程时必须对岩溶进行地质研究，预测并解决因岩溶而引起的各种工程地质问题。
2 岩溶发育条件与特征2.1 岩溶发育条件岩溶发育的基本条件是具有可溶物质、流动性、具溶蚀能力的水流以及可供水流运动的通道。
针对碳酸盐岩岩体来说，水流通道、运动的水流、水流中二氧化碳的含量是影响岩溶发育的主要因素，当然也受到大气、土壤、地球深部及地质构造条件和气候因素的影响。
首先，地质构造使碳酸盐岩岩体产生破裂、形变，提供水流运动的地理位置和通道；其次，是大气降水和气温的演变过程，提供水源和水流运动的梯度场等；再次，各种来源的CO2，溶入水之后变为碳酸，发生岩溶作用；再次，运动的水流加速岩溶过程，并使碳酸盐岩岩体产生“碳、水、钙”物质循环；最后，各种因素和作用综合集成，形成碳酸盐岩岩体岩溶的发育。
工程地质及土力学复习题
第一章岩石和地质构造1）矿物的硬度是指矿物抵抗刻划研磨的能力。
P122）矿物受外力作用时，其内部质点间的连接力被破坏，沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质称为解理。
P123）根据冷凝环境的不同，岩浆岩可分为喷出岩和侵入岩。
P154）地质年代包括太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。
P315）岩层构造特征包括岩层的层面、厚度和产状。
P326）岩层的产状三要素，包括走向、倾向和倾角。
P337）通过核部大致平分褶曲两翼的面称为褶曲的轴面。
P348）轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等的褶皱，称为直立褶曲。
P359）在岩石形成后由于受到构造应力作用变形所产生的裂缝称为构造节理。
P3710）断层面倾角介于25°～45°之间的逆断层称为逆掩断层。
P4011）断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层称为平移断层，其倾角通常很陡。
P4012）岩石经物理和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称为残积物。
P5713）雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由于本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为坡积物。
P57 1）（c）矿物呈白色，晶面呈板状或片状，外形呈假六方形或菱形，集合体呈致密片状块体，一组极完全节理。
该矿物可定名为A．绿泥石B．白云石C．白云母D．石榴子石2）（b ）下列岩石中，属于变质岩的是P24A．石英砂岩B．石英岩C．石灰岩D．闪长岩3）（b ）下列岩石中，属于沉积岩的是P20A．花岗岩B．石灰岩C．大理岩D．石英岩4）（d ）下列岩石构造，属于变质岩的构造是P25A．层理构造B．气孔与杏仁构造C．波痕与泥裂D．片麻状构造5）（C ）某地质图上，标明一岩层的产状为330º/WS∠30º，该岩层的倾向为A．330ºB．30ºC．240ºD．150º6）（D ）隧道工程沿褶曲走向穿越时．较为有利的部位是A．向斜核部B．背斜核部C．枢纽D．翼部7）（B ）一地区沉积了一套岩层后，受地壳运动影响而升出水面，沉积作用发生中断，遭受剥蚀，然后再次下沉接受沉积。
岩溶发育因素及模式
岩溶发育因素及模式1岩溶发育岩溶是指地壳内受水蚀腐蚀而发生的一种个性化地质作用现象，其发育可导致山体风化、河流侵蚀、地形变化和生态环境变化等后果。
一般来说，岩溶发育主要受含水量、温度、pH值、气温、植被状况和水环境条件等因素而受影响。
2岩溶发育因素1.水质条件:含水量是影响岩溶发育的关键因素，越富含水，岩溶就越容易发育。
2.温度因素：不同的温度有助于岩溶腐蚀作用的产生，当温度达到一定的水平时，岩溶腐蚀反应的速度就会加快，从而促进岩溶的发育。
3.pH值因素：水和岩石间的pH值可以直接影响岩石的腐蚀，当pH值低于6.5时，岩石更容易腐蚀，从而促进岩溶的发育。
4.气温因素：高温有利于碱性岩石的腐蚀，热环境条件下的岩溶腐蚀速度比低温条件下更快，高温加快反应的速度，有利于岩溶的发育。
5.植被状况：植被能够改变岩溶发育环境，涵养土壤含水量，有效控制气温变化，增强岩石腐蚀机理，岩溶地区植被繁茂，大大促进岩溶发育。
6.水环境：水环境也会影响岩溶发育，如干旱缺水等条件，会抑制岩溶的发育。
而湿润湖泊或河流水体及潮汐等，也会有助于岩溶的发育。
3岩溶发育模式岩溶发育的模式有很多，其中以植被为基础的幽暗式岩溶发育模式为例，其五个主要步骤是：植被带，滴灌、岩溶特征型，酸溶破碎和岩溶水系统。
首先，植被带形成厚实的微生态层，能够吸收水分，加快岩石腐蚀过程；其次，滴灌能够改变岩石的pH值，一旦发生变化，岩石的腐蚀速度就加快；然后，岩溶特征型出现时，表明岩溶已经发育；接着，酸溶破碎，表明岩溶已从融合变成的破碎；最后，岩溶水系统持续促进岩溶发育，岩溶地貌因此而发展。
总之，岩溶是一种复杂的地质过程，其发育受许多因素影响，按照不同的模式会有不同的发育表现，我们也应当加强对岩溶的监测和研究，以便更好的利用和保护自然资源。
岩溶发育的基本条件(医学相关)
50~75 50~75 50~75 10~25 10~25 25~50
10~25 25~50 10~25 50~75 50~75 50~70
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岩石名称
含泥（砂）含云石灰岩 含云泥（砂）质灰岩 含泥（砂）云质灰岩
含泥（砂）含灰白云岩 含灰（砂）泥质云岩 含泥（砂）灰质云岩 含灰含云泥（砂）岩 含云灰质泥（砂）岩 含灰云质泥（砂）岩
（1）卤盐类岩石：石盐、甲盐
（2）硫酸盐类岩石：石膏、芒硝；
（3）碳酸盐类岩石：石灰岩、白云岩及其过渡岩石；
就溶解度而言，卤盐>硫酸盐>碳酸盐。但卤盐和硫酸盐在自然界的 分布很少，而碳酸盐岩分布广泛。因此，碳酸盐岩形成的岩溶现
象要普遍得多、典型得多。 优质课件
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卤盐类岩石-岩盐
岩盐常用以表示由石盐组成(化学成分为
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石灰岩(Limestone)简称灰岩， 以方解石为主要成分的碳酸盐 岩。有时含有白云石、粘土矿 物和碎屑矿物，有灰、灰白、 灰黑、黄、浅红、褐红等色， 硬度一般不大，与稀盐酸反应 剧烈。
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白云岩，是一种沉积碳酸盐岩。主要由白云石组成，常 混入石英、长石、方解石和粘土矿物。呈灰白色，性脆，硬 度小,用铁器易划出擦痕。遇稀盐酸缓慢起泡或不起泡，外貌 与石灰岩很相似。较石灰岩坚韧。在冶金工业中可作熔剂和 耐火材料，在化学工业中可制造钙镁磷肥、粒状化肥等。此 外，也用作陶瓷、玻璃配料和建筑石材。另外福建漳州有名 为白云岩的景点
NaCl的岩石)一般石盐常用来指岩盐。因
为它们都是由盐水在封闭的盆地中蒸发而
形成盐矿床，因此也被称为卤化物矿物。
石盐矿层一般厚几米到300多米，而在干
旱地区则以盐霜的形式出现，在盐泉附近
岩溶发育的四个基本条件
岩溶发育的四个基本条件岩溶发育是岩石外溢溶蚀作用造成的岩溶景观形成过程。
岩溶发育是岩石空气、水以及生物等外力因素共同作用的结果，是地质地貌形成的基本因素。
岩溶发育景观以峰、洞、石桥、瀑布等多种奇异、神奇的地质景观为特点，受到国际上观光和游览旅游的重视，是一个宝贵的地质文化遗产。
岩溶发育的四个基本条件1、水源：水源是岩溶发育的基本条件。
水源可以是地下水，可以是地表水，可以是雨水，也可以是潮汐水。
水是岩溶发育的核心因素，它是岩石外溢溶蚀和岩溶景观形成的最重要的推动力。
2、气候条件：气候条件也是岩溶发育的基本条件之一。
气候是岩溶发育的重要外部条件之一，可以影响岩石的外溢溶蚀作用，从而影响岩溶景观的形成过程。
3、岩石组成：岩石的组成和结构可以影响其在水的溶蚀作用下的性质，也就影响了岩溶发育的过程。
岩块质地细腻、结构复杂、矿物成份丰富，都有比较好的溶蚀作用，容易发育岩溶景观。
4、地形条件：地形条件也是岩溶发育的基本条件之一。
地貌条件可以影响溶蚀雨水的侵蚀性，也可以影响溶蚀水的供应量，影响岩溶发育的过程。
岩溶发育的类型1、碎石洞型：碎石洞型岩溶发育是由水动力和化学溶蚀所造成的洞穴型景观。
当水流带动沉积物，侵蚀岩石，形成锯齿状、锥形状和网状等特殊形式的洞穴时，就形成了碎石洞型岩溶发育景观。
2、峰洞型：峰洞型岩溶发育是在山势较陡峻地点所发育的景观。
当水流穿越山脚时携带着沉积物，侵蚀采穴，形成了宽阔的洞口，洞内变得窄小，有时会呈通道形状，就形成了峰洞型岩溶发育景观。
3、洼地沟型：洼地沟型岩溶发育是由水动力和化学溶蚀造成的洼地沟状景观。
水流流经洼地，携带着沉积物，侵蚀岩石，加快了岩石的溶蚀速度，使洼地沟的发育逐渐加快，形成了洼地沟型岩溶发育景观。
4、壕沟型：壕沟型岩溶发育是由水动力和化学溶蚀造成的壕沟状景观。
当河流的水流带动沉积物，侵蚀岩石，在岩石附近形成深而宽的壕沟后，就形成了壕沟型岩溶发育景观。
岩溶发育的保护岩溶发育是一种独特、宝贵的自然景观，具有重要的科学和观赏价值，因此，应从保护和管理上去着手进行发育保护。
常见工程地质现象之岩溶
碳酸盐中的孔隙非常少，岩石的透水性主要
取决于其裂隙性，褶皱轴部、断层附近、构 造复杂地带等裂隙发育区，是岩溶发育相对 强烈的区域。还必须指出，碳酸盐的溶解速 度是非常缓慢的，我国即使在岩溶作用最为 强烈的广西中部地区，水对岩石的溶蚀速度 也仅有12～30mm/百年。目前存在于地球上 的岩溶形态和景观乃是漫长地质历史时期中 的岩溶作用结果。
+ CO2 + H2O= Ca2+ + 2HCO3 纯水对碳酸盐的溶解度很低，而当水中含有 侵蚀性CO2时，水对碳酸盐的溶解能力就会 大大提高，水中侵蚀CO2的存在对碳酸的溶 蚀起决定性作用。水中侵蚀CO2含量越高， 其溶蚀碳酸盐的能力越强。水中CO2主要来 自于土壤和大气。
Байду номын сангаасCaCO3
大气中含有大量的CO2，地表的土壤受动植物活
三、岩溶发育条件
岩溶发育的基本条件有三个，即可溶性的岩
石、具有溶蚀能力的水和良好的地下水循环 交替条件。
具有溶蚀能力的水 可溶性的岩石 岩溶 良好的地下水循环交替条件
1、可溶性岩石
这是岩溶发育的物质基础。自然界中的水溶
性岩石主要有石灰岩、白云岩、石膏和岩盐 等。在这几种可溶性岩石中，以岩盐的溶解 度为最大，石膏次之，石灰岩和白云岩的最 小。但是就分布面积来看，石灰岩和白云岩 的分布极为广泛，而石膏和岩盐则极小，岩 溶主要也分布在石灰岩和白云岩地层中。因 此，一般情况下岩溶主要是指由石灰岩和白 云岩构成的地层中的发育的岩溶。
岩性以灰岩为主，局部为白云质灰岩、大
理岩等，地层年代多属于泥盆系和石岩系。 岩溶发育程度不均匀，以肇庆地区最为发 育，溶洞形态十分复杂，千姿百态，局部 构成一座座复杂离奇的地下迷宫，著名的 肇庆七星岩、封开旅游区，即是由岩溶地 貌构成。近年来，广东省建设的广（州） 肇（庆）高速公路、广（州）梧（州）高 速公路、广（州）清（远）高速公路、广 （州）佛（山）高速公路等大型工程均不 同程度地位于岩溶地区。
岩溶发育的四个基本条件
岩溶发育的四个基本条件研究表明，岩溶发育是一种重要的地貌演化过程，在特定的环境条件下发生，这些条件包括地质、气候、地表及其动力系统。
在全球范围内，岩溶发育的发育情况十分复杂，它们特别分布在低洼处和高处。
考虑到岩溶现象发生的情况，确定岩溶发育的几个关键条件是至关重要的。
首先，上地层的构成是影响岩溶发育的一个重要因素。
由于岩溶的发育集中在砂岩、砾岩和页岩层系上，而较为坚硬的岩石在岩溶发育中几乎没有发挥任何作用，因此上地层构成是影响岩溶发育的重要因素。
其次，水分条件也是影响岩溶发育的重要因素。
充足的水分是岩溶发育的必要条件，水孔内部能够同时供应充足的溶解剂和溶剂，使岩溶发育过程更加顺利。
第三，温度也是岩溶发育的一个重要条件。
高温环境下水的温度越高，就越有可能造成岩石的溶解和破坏，更有利于岩溶发育。
最后，地表动力系统也是岩溶发育的第四个重要条件。
地表动力系统包括地貌形成的地表强度、地貌滑动的条件和地下水流等。
这些地表动力系统具有重要的作用，如果设置得当，可以有效地加速岩溶发育过程。
岩溶发育是一个复杂的地貌过程，考虑到其发生的可能性，就必须确定四个基本条件，即：上地层构成、水分条件、温度环境以及地表动力系统。
上地层构成决定岩溶发育的范围；水分条件决定岩溶发育的强度；温度环境决定岩溶发育的发展速度；地表动力系统决定岩溶发育的方向。
只有当这四个基本条件得到充分满足时，岩溶才能发育出独特的地貌形态，并完全地改变地表景观。
首先，上地层构成直接影响岩溶发育的范围。
一般来说，岩溶发育基本上是以山谷低洼处和高处为主。
这是因为，这些区域的上地层主要由砂岩、砾岩和页岩层系构成，这些岩石较为软碎，更易于受到岩溶蚀蚀刻。
这种情况下，岩溶发育的范围很容易被控制。
其次，水分条件是岩溶发育的关键要素，也是最重要的因素之一。
显然，水分条件一定程度上会决定岩溶发育的强度。
水中包含大量的溶解剂和溶剂，他们能够对岩石进行溶解和粉碎，从而有效地加速溶解反应，有利于岩溶发育。
2 岩溶发育的基本条件
（2）季节变化带
是垂直循环带逐渐向水平循环带过渡的中间区
域，水流运动方式随季节的变化而有所改变。在丰
水期，潜水面升高，水力坡降减小，从地表渗下的
水流以近似水平运动为主，流量增大，对岩土体的 横向冲刷作用也增强；而在枯水干旱季节，地下水 位降低，渗径减短，水力坡降增大，但流量减小， 地下水将以垂直方向运动为主。
二、碳酸盐岩的空隙性指标
一般认为，孔隙是地下水的储藏空间，而裂隙是地下水溶 蚀、运移的主要通道。我们把孔隙和裂隙统称为空隙。
孔隙度是碳酸盐岩储水性和透水性的一个主要参数。可以 根据岩石的比重、容重求得。但在生产实践中，通常用到的 指标有：空隙率、溶孔率、溶洞率。
空隙率是指岩石单位体积内含有的孔隙和裂隙的体积（M3/M3）； 溶孔率是指已溶蚀岩石单位体积内细小溶孔所占有的体积 （M3/M3）； 溶洞率是单位面积内溶洞的体积（M3/KM2）；
石盐矿层一般厚几米到 300 多米，而在干
旱地区则以盐霜的形式出现，在盐泉附近
以蒸发产物出现，在火山地区以升华物产
出。
石膏
石膏是一种矿物名，主要化学成分 是硫酸钙（ CaSO 4 ），主要是古代盐湖或潟湖的 沉积物。石膏用作一种农业肥料，可以改良碱性 土壤，用于一般中性或酸性土壤，可以改善土壤 结构。广泛用于工业材料、医学材料和建筑材料。 可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、 医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填 料、骨折固定等，也能做为黑板用的粉笔。
Ca2+ + 2HCO3-
水中的CO2不断消耗，破坏了外界平衡，必然要
吸收外界的CO2，达到新的平衡关系，这样不断补充
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2.地质构造的影响
褶曲、节理和断层等地质构造控制着地下 水的流动通道，地质构造不同，岩溶发育 的形态部位及程度都不同。
3.地壳运动的影响
地下水对可溶岩的溶蚀作用同样受侵蚀基 准面的控制。寝室基准面的改变有地壳升 降运动所决定。当地壳相对上升、侵蚀基 准面相对下降时岩溶以下蚀为主，形成垂 直的岩溶形态；地壳相对稳定、侵蚀基准 面一段时间也相对不变时地下水以水平运 动为主形成较大水平溶洞。地壳升降和稳 定成间歇交替变化，垂直和水平溶洞形态 也交替变化。水平溶洞成层发育，每层溶 洞的水平高程与当地河流阶地高程相对应。
1.
岩层产状的影响2.地质构造的影响3.地壳运动的影响
1.岩层产状的影响
可溶岩和非可溶岩的相互位置及产状对可溶岩中 是否有岩溶发育有重要的影响。例如接近水平产 状的可溶岩，其上若有不透水的非可溶岩覆盖， 则可溶岩中无岩溶发育；反之，若可溶岩在非可 溶岩之上，则地下水透过可溶岩在底部被阻，沿 两者的接触面流动，岩溶多发生在可溶岩下部的 岩石中。 岩层产状陡倾甚至直立时，可溶岩与非可溶岩相 间排列，则两者接触面附近的可溶岩受溶蚀作用 强烈，常有一系列漏斗落水洞及岩溶泉出露。
2.
3.
4.
1.可溶性岩石
可溶性岩石主要指石灰岩、白云岩及泥灰 岩等。它们的溶解性与其结构、构造和矿 物成份有关。晶粒粗大岩层较厚的岩石比 晶粒小岩层较薄的岩石更容易溶解；矿物 成分中方解石比白云石易溶解，岩石中若 含黄铁矿时则加速岩石溶解。
2.岩石的裂隙性
岩石的裂隙性主要表现为岩石的透水性。 完整无裂隙的岩石，水不能进入地下岩石 的内部，溶蚀作用则仅限于岩石表面。风 化裂隙可使岩溶发育于地面以下一定深度 的岩石内，构造节理和断层则使岩溶向更 深处发育成规模更大的地下溶洞或暗河。
3.水的溶蚀能力
水的溶蚀能力雨水中CO2含量密切相关。纯 水几乎不能溶解石灰岩当水中的CO2增加时 溶解能力大大提高。
4.岩溶水的运动与循环
岩溶地区地下水的循环交替运动是造成岩 溶的必要条件。
随深度不同有不同的运动特征，可分为： ①垂直循环带，②季节循环带，③水平循 环带，④深部循环带。
（二）岩溶发育规律
云南石林
北 京 房 山 石 花 洞 景 区
Thanks
岩溶的形成条件及发育规律
• 喀斯特地貌 • 岩溶又名喀斯特（karst）,它来源于欧洲斯洛 文尼亚共和国（原南斯拉夫西北部）的喀尔斯高 原。喀尔斯高原是一个石灰岩地区，岩石裸露， 形态千奇百怪。十九世纪末，喀斯特的第一个理 论概念是在这一地区建立的，从此这一也名变成 了地学中的专用科学术语，并被世界各国普遍使 用。在我国，岩溶等同于喀斯特。 • 岩溶就是对岩石的溶解。凡是地表水和地下 水对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫做岩溶作 用。
•
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石灰岩遭受强烈溶蚀而成的山峰结合体 称为峰丛和峰林。 • 地下的岩溶地貌是各种溶洞，地下水中 含有的碳酸钙在过饱和条件下沉积而成各 种化学堆积物：从洞顶往下悬挂的叫石钟 乳；从洞底往上生长的叫石笋；石钟乳和 石笋相接叫石柱；洞壁上的片状沉积叫石 幕
（一）岩溶的形成条件
1.
可溶性岩石
岩石的裂隙性 水的溶蚀能力 岩溶水的运动与循环