地下水的地质作用
认识地下水的地质作用

6.2 地下水的类型
• (3)确定潜水面的埋藏深度.潜水面的埋藏深度等于该点的地形高程减 潜水位.根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线.
• (4)确定含水层厚度.当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测 点的潜水水位与隔水层顶板的高程之差即为含水层厚度.
• 3.承压水 • 充满于两个隔水层之间含水层中具有水头压力的水,称为承压水.承压
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6.2 地下水的类型
• 许多干旱盆地中心,形成高含盐量的咸水,即是垂直排泄的结果.水平排 泄,既消耗水分又消耗水中盐分,所以不会引起潜水化学组成的改变.
• 排泄与径流是密切相关的,一定的径流条件产生与其相适应的排泄方 式,如径流条件好的山区河流中游地区,潜水排泄以水平方式为主;径流 条件不好的平原或河流下游,主要是垂直排泄.人工开采潜水也是排泄.
• 潜水补给来源充沛,水量比较丰富,是重要的供水水源.但在居民区和厂 矿附近易被污染.潜水水质变化较大,湿润气候地形切割强烈时,易形成 含盐低的淡水;干旱气候低平地形,常形成含盐量高的咸水.
• (2)潜水面的形状及其影响因素.潜水面的形状是潜水的重要特征之一 ,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如 流向、水力坡度等.
• (3)潜水的补给、径流和排泄.潜水含水层自外界获得水量的过程称补 给.在补给过程中潜水的水质可随之发生相应的变化.潜水最普遍的和 最大的补给源是大气降水入渗.地表水的补给常发生在河流下游或洪 水期,地上河的补给常发生在河流下游或洪水期,地上河的补给则是经 常的.当潜水下部承压含水层的水位高于潜水位时,下部含水层的水可 以通过它们之间的弱透水层或通道补给潜水,这种补给称越流补给.
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地下水对地质的作用

地下水的地质作用地下水与土石相互作用会使土体和岩体的强度和稳定性降低,产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象,给工程的建筑和正常使用造成危害。
滑坡、岩溶、潜蚀、土体盐渍化和路基盐胀、多年冻土和季节冻土中冰的富集、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等都与地下水的存在和活动有关,地下水还常常给隧道施工和运营带来困难,甚至带来灾害。
因此地下水对工程有极其重要的影响。
地下水指的是埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水。
地下水的富集必须具备三个条件,有较多的储水空间,有充足的补给水源和有良好的汇水条件。
地下水长期在地下运动,可从岩石中获得大量可溶性的物质成分,使之成为成分复杂的溶液。
其常见成分有O、K、Na、Ca、Mg、C1等地下水中常见元素;主要离子元素有氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钠离子、钾离子;常见的气体有O2、N2、CO2、H2S;地下水中还含有大量的胶体物质Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质。
多数地下水的PH在6.5到8.5之间。
地下水是自然界水的一部分。
据估算,埋藏在地下17Km以内的地下水总量约为8.4×1015m3,其中有一半埋藏在地面以下1Km的范围内。
地下水能在岩石中储存和运动是因为岩石具孔隙度和渗透性,地下水能否在岩石中运动取决于岩石的渗透性。
地下水据其在孔隙中的存在形式可分为吸附水、薄膜水、毛细水和重力水。
吸附水是受静电引力作用以分子状态吸附于岩石表面的水。
吸附水厚度大于几个到几百个水分子直径时,便形成薄膜状即薄膜水。
当孔径小,水量增多时,水受表面张力作用逆重力方向运动,称毛细水。
若孔径较大,水的重力大于表面张力和静电引力时,水受重力影响垂直渗流即重力水。
根据地下水的运动方向分为包气带地下水和饱气带地下水。
包气带地下水是呈垂直方向运动的水。
埋藏在包气带中的地下水,主要以吸附水、薄膜水和毛细水形成存在。
在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水称为上层滞水,它是埋藏在地面以下包气带岩土层中的水,它在距地表很近的包气带内,局部的隔水层上。
地质学-第7章地下水的地质作用

溶洞的发育由溶蚀、机械潜蚀和重力崩塌等多种 作用共同形成。
近于同一高度的洞穴可以连接起来,构成迂回曲 折、忽高忽低、时宽时窄的溶洞系统。
——美国肯塔基州巨洞国家公园的猛犸洞, 长252公里。
——桂林七星岩有总长16公里的地下溶洞。
孔隙水
溶隙 水
裂隙 水
透水性(permeability):岩石能透过地下水 的性能。
透水层(permeable bed):地下水易于通过 的岩石层。
含水层(aquifer):能透过或保存地下水并 能在重力作用下释放出相当数量水的岩层。
隔水层(impervious bed):地下水不易透过 和储存的岩层。
岩溶作用形成的地形称岩溶地形(或称喀斯特地 形(karst landform))。
喀斯特——来源于南斯拉夫亚得里亚沿海的喀斯 特高原,该地区以碳酸盐岩石发育为主。
徐霞客在桂林的 塑像
地关中下,的水一对CO部可2的分溶含C性O量岩2是越石以大的碳,溶酸对解氢岩力根石与(的地H溶下C蚀水O3力中-)越C的O大形2的。式含地存量下在有水 的C大a。增CO含加3)H。+接和触HC时O,3-的便水会与发石生灰化岩学(反主应要,成使分其为溶方解解度石大
潜水面——隔水层之上,潜水的自由水面。 潜水面受地形,构造因素的影响,可以有 起伏。
3.承压水(confined water):指埋藏在两 个稳定隔水层之间的透水层内的重力水。 又称为层间水(interlayer water)。
承压水的类型
补给 区
自流井
排泄 区
排泄 区
排泄区
地下水按其所贮存岩石的空隙特点又可分 为:
地下水地质作用

地下水地质作用地下水是指地球表面以下的水体,它在地下岩石层中流动,并发挥着重要的地质作用。
地下水地质作用是指地下水通过溶解、沉积、侵蚀等过程对地质体产生的变化和影响。
本文将从地下水溶解作用、地下水沉积作用和地下水侵蚀作用三个方面详细介绍地下水地质作用。
地下水溶解作用是指地下水通过溶解岩石中的溶质物质,加速了地质体的溶解作用。
地下水中含有溶解性较强的二氧化碳,当地下水与含有碳酸盐的岩石接触时,二氧化碳会与岩石中的碳酸盐反应生成碳酸,导致岩石的溶解。
这种溶解作用在石灰岩地区尤为明显,形成了众多的溶洞、地下河等地下溶蚀地貌。
例如中国的桂林地区就有着著名的喀斯特地貌,其中的龙胜地下河就是地下水溶解作用的产物。
地下水沉积作用是指地下水通过沉积作用对地质体产生变化和影响。
地下水中含有溶解的物质,在特定条件下会发生沉积作用。
当地下水中的溶解物质超过饱和度时,会发生沉积,形成沉积物。
沉积物的特点是颗粒细小、排列规则,形成了地下水沉积岩。
典型的地下水沉积岩有石英砂岩、石膏石等。
此外,地下水还能通过沉积作用形成坑穴、地下沉积湖等地下沉积地貌。
例如中国的乌鲁木齐地区有着著名的石灰岩坑穴地貌,就是地下水沉积作用的产物。
地下水侵蚀作用是指地下水通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
由于地下水的流动,其所含的溶解物质会对地下岩石进行侵蚀,加速地质体的破坏和溶解。
地下水侵蚀作用主要表现为岩溶漏斗、溶洞和地下河等地貌。
例如中国的贵州地区就有着众多的喀斯特地貌,其中的黄果树大瀑布就是地下水侵蚀作用的产物。
地下水地质作用主要包括溶解作用、沉积作用和侵蚀作用。
地下水溶解作用通过溶解岩石中的溶质物质加速了地质体的溶解作用;地下水沉积作用通过沉积作用对地质体产生变化和影响;地下水侵蚀作用通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
这些地下水地质作用在地质学和地貌学研究中具有重要的意义,对于人类的生产生活也有着重要的影响。
因此,加深对地下水地质作用的研究,对于认识地球的演化历史和地质过程,以及保护地下水资源具有重要的意义。
地下水的地质作用

地下水的地质作用:技术专业知识点、浏览量大标题与数值分析一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一,它在自然环境和人类生活中都起着重要的作用。
地下水的地质作用主要是指地下水在地球内部和地表的运动和变化过程中所起的作用。
地下水在岩石和土壤中流动时,会对岩石和土壤产生物理、化学和生物作用,这些作用会影响地下的稳定性和地表的变化。
因此,对地下水的地质作用进行深入的研究和理解,对于保护水资源、防止地质灾害、合理利用地下资源等方面都具有重要的意义。
二、地下水的物理性质和化学成分1.地下水的物理性质地下水的物理性质主要包括温度、颜色、气味、透明度、密度、表面张力等。
地下水的温度通常与周围环境的温度相近,但在地下深处,由于地球内部的影响,水温可能会升高。
地下水的颜色通常为无色或浅色,但受到污染或含有某些化学物质时,颜色可能会发生变化。
地下水的气味通常为无味或略有泥土味,但受到污染时,可能会出现异味。
地下水的透明度通常较低,因为水中含有大量的悬浮物和溶解物质。
地下水的密度通常比地表水低,因为地下水中含有的矿物质和溶解物质较少。
地下水的表面张力通常较低,因为水中含有大量的矿物质和溶解物质。
2.地下水的化学成分地下水中的化学成分主要取决于周围环境和岩石的性质。
地下水中的主要离子包括钙离子、镁离子、钠离子、钾离子等,这些离子主要来自于岩石的风化和溶解。
此外,地下水中还含有大量的溶解气体和有机物,这些物质的含量通常较低,但会受到污染的影响。
三、地下水的水力学特征1.地下水的流动特征地下水在地下的流动过程中,会受到周围岩石和土壤的限制和影响。
因此,地下水的流动速度通常较慢,流动路径也不规则。
在某些情况下,地下水可能会在地表以下较深处形成蓄水层,这些蓄水层的水位可能会受到气候、地形、地质等因素的影响。
2.地下水的压力特征地下水的压力通常来自于水的重力和水深度的压力。
在地下深处,由于岩石和土壤的限制,水的压力可能会增大。
第八章 地下水的地质作用及地貌特征

③隔水层底板形状:若隔水底板向下凹陷, 特别是某些河谷盆地,在枯水季节,可形 成潜水湖,此时潜水面呈水平状;而在丰 水季节水面上升超出盆地边缘的隔水底板, 又可形成潜水流;隔水底板由于构造原因 形成阶梯陡坎,此时潜水面往往出现跌水 现象。
此外,人工抽取潜水,可使潜水面形成 一个以抽水井为中心的漏斗曲面。
(2)潜水
• 是埋藏在地表以下,第一个稳定的隔水层以上, 具有自由水面的重力水(见图)。潜水一般埋藏 在第四纪松散沉积物的孔隙中或出露地表的基岩 裂隙中,潜水的自由表面称潜水面;潜水面上任 一点至地面的距离称为潜水埋藏深度。潜水面上 任一点的海拔高度,称为该点的潜水位H。潜水 面至隔水底板的距离称为潜水含水层厚度。潜水 埋藏深度和含水层厚度各处不一,往往相差很大。
D.承压水的水质变化大,从淡水直到矿化很 高的卤水都有。如承压水的补给、径流与 排泄条件好,则矿化度往往比较低,水质 接近入渗的降水及地表水;如承压水的补 给、径流、排泄条件差,水循环缓慢,则 水从岩层中溶解得到的盐类就多,水的矿 化度相应升高。
2、颜色 地下水一般是无色透明的,它含某 些化合物或胶体物质之后呈现不同的颜色, 含钙、镁离子的水为微蓝色,含2价铁离子为 灰蓝色,含3价铁离子为褐黄色等。
3、透明度 地下水的透明度决定于水中所含 的盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量 ,分 为四个等级:
透明(水柱高度大于60厘米)
微混浊(30~60㎝)
2、气体成分 3、胶体和有机质
4、pH值
酸性侵蚀
水的类别 强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水 强碱性水
PH值
<5
5-6.5
6.5-8
8-10
>10
第二节 地下水的类型及其特征
地下水的地质作用

透水程度 渗透系数 良透水的 >10 透水的 弱透水的 微透水的 不透水的
岩石名称
砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发 且很宽的岩石
10—1.0 粗砂、中砂、细沙、裂隙岩石 1.0—0.01 粘质粉土、细裂隙岩石 0.01—0.001 粉砂、粉质粘土、微裂隙岩石 <0.001 黏土、页岩
地下水的物理性质和化学成分
Kk=Vk/V
Kk=Vk/V ×100%
研究岩石的空隙时,不仅要研究空隙的多 少,还要研究空隙的大小、空隙间的连通 性和分布规律。
松散的土 孔隙度可表征一定范围内孔隙发育情况 岩石裂隙 裂隙率只能代表被测定范围内裂隙的发育程度 溶隙 大小悬殊 分布不均匀 连通性差 溶隙率 的代表性更 差
岩石越疏松、分选性越好,孔隙度越大; 反之,岩石越紧密、分选性越差,孔隙度 越小。 岩石的孔隙表
2 裂隙 坚硬岩石受地壳运动及其他内外地质营力 作用的影响产生的空隙。 裂隙发育程度用裂隙率Kt表示 Kt=Vt/V Kt=Vt/V ×100%
3 溶隙 可溶岩(石灰岩、白云岩)中的裂隙经 地下水流长期溶蚀作用而形成的空隙 溶隙的发育程度用Kk表示
地下水的地质作用
地下水:埋藏在地表下面土中孔隙、 岩石孔隙和裂隙中的水。
赋存在岩石孔隙中的地下水有气态、液态 和固态3种。其中一液态为主。 液态岩石中地下水水又分为吸着水、薄膜 水、毛细管水和重力水。(它是地下水存 在的最主要方式)
地下水在重力作用下不停地运动着。
地下水分布很广,与人们的生产、生活和 工程活动隔水层 岩石中各种状态的地下水,由于各类岩石 的水物理性质不同,可将各类岩石层划分 为含水层和隔水层。 含水层 能够给出并透过相当数量重力水的岩层。
河北工程大学 土木工程学院 工程地质 第五章_地下水

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6. 构造裂隙水
●其发育程度既取决于岩石本身的性质,也取决于 边界条件及构造应力分布等因素。 ●分为层状构造裂隙水和脉状构造裂隙水。 ●可以是潜水,也可以是承压水 ●裂隙各有自己独立的系统:补给源、径流及排 泄条件,水位不一致。 ●渗透性常常显示各向异性。 26
5
3.
重力水-----受重力控制的地下水
当岩石、土层的空隙完全被水饱和时,粘 土颗粒之间除结合水以外的水都是重力水,它 不受静电引力的影响,而在重力作用下运动, 可传递静水压力。
重力水的工程意义:
静水压力 动水压力 浮托力 溶解能力--岩土产生化学潜蚀
6
☆ 含水层:能够给出并透过相当数量 重力水的岩层或土层,称为含水层。 ☆ 隔水层:是指那些不能给出并透过 水的岩层、土层,或者这些岩土层给出与透 过水的数量是微不足道的。 ☆构成含水层的条件: 1.岩土中要有空隙存在,并充满足够数 量的重力水; 2.这些重力水能够在岩土空隙中自由运 动。
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▲矿化度:地下水中所含各种离子、分子 与化合物的总量称为矿化度,以g/L表示。 习惯上用105~110℃温度将地下水样品蒸 干后所得的干涸残余物总量来表示矿化度。 可以将分析所得阴阳离子含量相加,求得 理论干涸残余物总量。
注意: 由于在蒸干时有将近一半的HCO3-了分解生 成CO,及H2O而逸失。所以,阴阳离子相加时, HCO3 只取重量的50%。
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自流水泉(上升泉):主要靠承压水补给, 动态稳定,年变化不大,主要分布在自流盆地 及自流斜地的排泄区和构造断裂带上。
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§5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质 地下水的物理性质有:温度、颜色、透明 度、气味、味道、导电性及放射性。 地下水物理性质的研究,使我们能初步了 解地下水的形成环境、污染情况及化学成分, 这为利用地下水提供了依据。
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第十三章地下水的地质作用§3.地下水的概念及其特征一.概念:以各种形式存在于地表之下岩石和松散堆积物空隙中的水。
二、地下水的来源(一)渗透水——大气降水、冰雪融水、地面流水(江、河、湖、海)等从地面渗入地下积聚成。
(二)凝结水——水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。
(三)岩浆水——(原生水)地下岩浆活动形成的水(结晶水、水气)。
(四)埋藏水——(古水)地史中沉积物空隙中的水,被封闭保存下来。
三、.地下水的赋存状态(一)吸着水——靠分子引力及静电引力吸附在土和岩石颗粒表面上的水。
不受重力影响,不被植物吸收。
(二)薄膜水——包围在吸着水的外层,可以从原处向薄处“移动”少部分可被植物吸收。
(三)毛细管水——受表面张力影响,保留在毛细管中,易被植物吸收。
(四)重力水——受重力影响可自由流动。
四、岩石的空隙类型(一)孔隙——疏松未胶结好的岩石中形成的空隙颗粒之间的空隙。
Q、N地层常见,孔隙大小与碎屑颗粒有关。
颗粒磨圆差不等粒则孔隙小(图)磨圆差好,近等粒则孔隙大(图)孔隙度(二)裂隙——岩石中断层、节理、缝隙等。
(三)溶洞——可溶性岩石被溶蚀形成的洞穴。
五、岩石的透水性岩石允许水透过的能力不仅与孔隙度有关,跟孔隙绝对大小有关,空隙大、多、连通情况好,透水能力强。
(一)透水层:孔隙大、孔隙及大的砂层和砾砂层,胶结不好,砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩石。
透水系数:米/昼当透水层含水时称含水层。
良透水层透水层(二) 不透水层:常见由泥岩,粘土层等组成六、地下水与地表水的差异地下水大多被限制在透水层中流动与自由流动的地表水有一定的差异。
1.流速小、机械动能小地下水除受重力影响由高向低流,受压力影响由高压向低压流动外,在流动过程中受到透水层中岩石的阻碍,能量消耗在磨擦上,因此流速小,机械动能小。
2. 矿化度高、化学动力大水中各种元素的离子、分子、化合物的总量。
Mg/e g/eNacl——咸味——苦味MgSO4Fe——兰绿色——清凉可口,成为可供饮用的矿泉水。
CO2矿化度高,作为溶剂浓度大,成分复杂,有较强的溶解能力,化学动力强。
七、地下水的补给、径流和排泄§2. 地下水的类型一、按地下水的赋存空间分:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
二、按地下水的埋藏条件分:上层滞水、潜水、承压水。
(一)上层滞水及包气带包气带(不饱和带)——地表向下至较稳定的地下水面(潜水面)之间的土层或岩层。
饱水带——潜水面之下称饱水带包气带和饱水带的区别在于:包气带中空隙主要是气体;饱水带中空隙带中空隙主要是充填了地下水。
包气带中的水主要有:气态水,结合水(吸着薄膜水)、过路重力水及毛细管水。
有时在包气带局部地区分布有面积不大,发育不稳定的融水层在其上集聚了一些重力水称上层滞水。
上层滞水——包气中局部隔水层上的重力水。
特点:分布范围小,水量有限,受气候及季节变化的影响大。
(二)潜水—— 地表之下,第一个稳定的隔水层之上的地下水。
一般民用水井都是取自潜水。
潜水的自由表面为潜水面也就是通常指的地下水面。
(三)承压水两个稳定的隔水层之间的地下水。
(图略)特点:承受静水压力(由于被限制在两个隔水层之间,低处的水受到高处水的静水压力)对承压的静水我们以水头高度来表示承压水水头高度——穿透上部隔水层时,承压水能达到的水位高度。
承压水的水质、水量比较稳定。
三、 泉指地下水的天然露头。
地下水天然流出地表的地方。
(一) 按泉水的运动特征分:上升泉——泉水为承压力,具压力向上运动(由于静水压力作用)很多喷泉都是上升泉。
包气带 饱水带补给① 大气降水经包气带向下渗透 ② 一些地表水如河、湖等如果切割了潜水面且 水位高于潜水位。
济南被誉为我国的泉城,主要由于承压水被火成岩体阻隔后沿裂隙涌出地表,趵突泉即为上升泉。
下降泉——泉水仅在重力作用下由高向低流流出地表,泉水来源主要是潜水。
下降泉主要出现在遭受剥蚀的山区流水(河、洪、片)剥蚀作用使潜水面露出地表,可形成泉。
山坡上下降泉多。
(二)温泉水温高于当年平均气温的泉。
不些甚至水沸腾。
腾冲地区域2000多个(我国)105℃-110℃。
温泉对人体的某些疾病有特殊的疗效,许多温泉如北京的西山温泉,南京的汤山温泉,安徽的泮汤温泉,都是很好的疗养圣地。
温泉是地热异常的一种显示。
它与岩浆活动和深处的地的热有关,常常温泉出现在近代火山运动和深大断裂的附近(五大莲池附近有一些温泉,与1719年火活动有关)。
目前国际上及我国对地热的开发利用都是比较重视的,天然的能源,我国西藏羊八井地热田,地下水温高,喷出的汽柱达数百米,现已用于发电及工农业生产。
(三)矿泉泉水中含有较多的矿物质.碱泉NaCO3硫磺泉-H2S盐泉NaCL石灰泉CaCO3及CaSO4§3. 地下水的地质作用一、地下水的潜蚀作用地下水的剥蚀作用我们称潜蚀1 . 机械冲刷作用通常地下水动能小对岩石的冲刷破坏是比较弱的,主要在一些较大的裂隙或洞穴,如暗河、水流集中,能够冲刷带走一些砂砾、粘土。
强调:机械冲刷在黄土地区应该引起重视,黄土末胶结成岩,较疏松,易于被冲蚀掉,下部被掏空后引起地面貌一新埸陷,称“假岩浴”。
2.化学溶蚀作用——地下水以化学反应的方式对可溶性岩石的溶解破坏。
由于地下水矿物度较高,常含有多种不同的酸根离子,这种酸性水对某些岩石的溶蚀是很强烈的,一些在纯水中难溶的物质,遇到酸性水后,分解的比较快,最典型常见的是H2O+CO2+Ca CO3 Ca(HCO3)2(易溶、重碳酸钙)我们知道地下水中都含有一定量的CO2,因此,在地下水丰富的石灰岩地区,由于这样的溶蚀作用,常形成一种特殊的地质现象,称喀斯特Karst (岩溶)。
喀斯特(专用术语) —— 以地下水为主,对可溶性岩石进行的以化学溶解为主,机械冲刷为辅的地质作用及由这些地质作用所产生的特殊的地貌现象。
常见喀斯特地貌①溶沟、石芽和石林:这是喀斯特发育的最初地貌形态。
流水沿地表的沟槽流动,并发生溶蚀冲刷,使间槽加宽扩大,形成溶沟,溶沟之间石脊称石芽。
石芽进上小发育且大面积出现,形成石林,如著名的云南 路南石林。
② 落水洞和溶斗流水沿岩石的垂直裂隙流动,使裂隙不断溶解扩大。
深 > 宽 落水洞 两组直立裂隙高叉处宽 > 深 溶斗③ 峰林流水在厚度较大且裂隙发育的石灰岩地区形成的山峰、孤峰、峰丛、峰林。
④ 溶洞及地下河(暗河)溶洞——石灰岩地区的地下洞穴(溶蚀作用)。
形成机理:潜水面附近,地下水沉岩层裂隙及层理面,节理面等空隙流动,发生强烈的溶蚀作用使隙扩大洞穴。
溶洞小不足1米;大可达上千米长,如广西桂林附近的七星岩洞长达到2公里,洞顶高达几千米。
美国240公里。
杭州附近的瑶林仙境、灵山洞,宜兴的张公洞、善卷洞、云谷洞等都是较大的溶洞。
溶洞中发育了大量的钟乳石及千奇百怪的岩石形态“石象”、石马”……。
地下河——溶洞进一步扩大,并相互连通,使地下水汇集畅流而形成。
如果地壳上升,潜水面下降,溶洞、暗河就高出潜水面,这时在潜水面附近,又会由于溶蚀形成溶洞,假如地壳间歇性的多次上升,则会形成上、下重叠的多层深洞。
宜兴善卷洞,就有上、中、下三层溶洞。
多层溶洞有助于对地壳运动史的研究。
⑤溶蚀谷和天然桥溶蚀谷——溶洞顶岩石失去支撑而塌落下来,形成两壁陡峭的深谷。
天然桥——溶蚀谷各上局部残留的连接两壁的地方。
《中国岩溶》画册3.影响喀斯特发育的因素1°气候:流水尤其是丰富的地下水是karst发育的前提。
显热地区:降雨量大,地下水充足,有利于喀斯特发育。
如我国两广、云南、贵州等地普遍发育喀斯特地貌。
干冷地区:地下水缺乏,如我国西北、东北,虽然有石灰岩分布,但喀斯特发充缓慢。
2°岩性:岩石成分的影响:只有可溶性岩石,主要是灰岩地区才有喀斯特发育可溶性成分越纯溶蚀越强烈。
岩石结构的影响:结晶颗粒大则喀斯特发育。
3°地质构造:一些地质构造发育的地区,如断层带附近,褶皱的轴部,出现大量的裂隙,多组节理,都为地下水提供了良好的通道,促进了喀斯特的发育。
4°水的作用:①水中CO含量:气温高溶入量大。
2②流动性:带走溶解物,增加溶解量。
二.地下水的搬运作用化学搬运(溶运)强,溶运是地下水的主要搬运方式,仅暗河中有较明显的机械搬运当地下水溶解了周围岩石的同时,就把溶解下业的物质以真溶液或胶体溶液的方式托运到其它地方。
全世界每年约49亿吨溶解物被搬运到海洋,绝大部分源于地下水。
溶运物:真溶液和胶体石灰岩地区溶运 > 白云岩地区溶运三.地下水的沉积作用1.机械沉积:碎屑沉积,量小,沉积物类似于河流有一定的分选和磨圆.2.化学沉积:地下水的运溶物在一定条件下沉淀下来.①原因:1°压力降低:CO2↓Ca(HCO3)2→ H2O+CO2↑+CaCO3↓2°水温降低:SIO2沉淀。
3°水分蒸发:溶液浓度增大,发生沉淀。
4°凝胶作用,胶体颗粒电性中和②化学沉积方式:1°过饱和沉积:这是最普遍的一种方式。
在引起地下化学沉积的因素中,前三条的本质都是在一定条件下的溶液过饱和,而使多余的溶质沉淀下来。
2°泉华:沉淀在泉水出口处的疏松多孔的物质。
分几种类型:Ca华:泉水出口处,压力降低Ca(HCO3) 2转化为 H2O+CO2+ CaCO3Si华:温泉出口处,水温降低SIO2↓化学沉积类型1°溶洞滴石:地下水沉裂隙式或断层带流入溶洞时,压力↓ CO2↓CaCO3在裂隙附近沉淀下来。
2°矿脉及假化石:地下水带的矿物质沿裂隙沉淀下来,常见方解石脉、石脉真实为面)有时在一些密集而细小的裂隙中,Fe 、Mn 等某矿物沉淀下来,看上去如树枝化石,俗称“假化石”。
3°石化作用(置换作用)地下水中溶解的矿物质与掩埋在沉积物内的生物体之间的物质交换,矿物质交换了生物体的有机质。
地层中的一些古生物化石就是以这种方式形成的。
生物遗体埋藏后,有机质随水流失,其空间充填了地下水带入的矿物质(SiO2、CaC3)当这些物质交换是以分子形式进行时,化石中仍然能够保留很微细的生物构造。
如硅化木就是被SiO 2石化(交代、置换)的树干,其中有些植物纤维构造、树的年轮仅然可见。
研究地下水及其地质作用的意义地下水与人类生活及经济建设有密切关系,即有有利的一面,又有危害的一面,对其研究、充分利用益处,防治危害的方面。
1. 抗旱2. 保证工程建设3. 确保矿井安全矿井的两大危害:火水——地下水(煤层顶、底板的水)通过不同渠道(裂隙、断层)涌入矿井,极大地危害、威胁矿井安全。
1978年谢一矿煤层底板突水,下部奥陶系灰岩中含的地下水涌入矿井。