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岩溶发育的基本条件

2018-03-17

岩溶的发生与发展,受多种因素的影响。总的来说,岩溶发育的基本条件有:岩石的 可溶性、岩石的透水性、水的溶解性和水的流动性。前两项是产生岩溶的内在因素,后两 项是岩溶发生的外部条件。
  岩石的可溶性
  岩石的成分:岩石的成分不同,其溶解度也不一样。按成分可分为卤化盐类岩 石(岩盐、钾盐等)、硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏等)、碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、 自云质灰岩、大理岩等)。这三类岩石中,卤化盐类岩石溶解度最大,其次是硫酸盐类岩 石,碳酸盐类岩石的溶解度最低。但是在自然界中,卤化盐类岩石和硫酸盐类岩石不常见, 远不如碳酸盐类岩石分布普遍,对岩溶现象来讲,碳酸盐类岩石的实际意义最大。
  碳酸盐类岩石由不同比例的方解石和白云石组成,并含有泥质、硅质等杂质。研宄资 料表明:方解石的溶解速度比白云石高得多,因此石灰岩比白云岩容易被溶蚀;白云质灰 岩和石灰质白云岩,首先被溶解的是方解石,使白云石被残留下来,阻塞洞隙,使岩溶作 用减弱;泥灰岩含有许多黏土矿物,经过溶蚀作用后,其表面残余的黏土颗粒也能堵塞洞 隙,妨碍水流运动,影响岩溶作用的继续进行。故一般质纯的石灰岩,岩溶较发育,而泥 灰岩、桂质灰岩等,岩溶发育较差。例如,我国南方分布的泥盆系、石炭系、二叠系、三 叠系和北方的中奥陶统石灰岩,一般岩性较纯,岩溶较发育;而北方震旦系的硅质灰岩、 下奥陶统的白云质灰岩,岩溶发育较差。
  岩石的结构:岩石的结构对岩溶影响较大。矿物颗粒的大小、形状和结晶状况 都控制着岩石的孔隙率。一般晶粒粗大或不等粒结构,由于抗风化能力差,节理裂隙发育, 易于溶蚀;而晶粒较细,均匀致密的岩石,则不易溶蚀;对于生物碎屑岩和鮞状灰岩,它 主要由生物碎屑组成,孔隙大,岩溶最发育;经过重结晶的亮晶灰岩,孔隙度小,最不易 溶蚀。如我国山东省,有些白云岩和泥质白云岩比纯灰岩的岩溶发育,这是因为这些岩石 的结构主要是生物碎屑灰岩和鮞粒灰岩,其孔隙率高,溶孔发育造成的。
  岩石的透水性岩石的透水性加大了岩石与水的接触空间,使岩溶作用不仅限于岩 石的表面,还能向深处发展。岩石的透水性取决于岩石的裂隙和孔隙度,其中裂隙比孔隙 更为重要。岩石的裂隙由于成因不同,其性质和分布特点各不相同,其影响的岩溶发育部 位也不相同。构造裂隙是水流的主要通道,因此岩溶发育的程度和分布方向,往往与地质 构造密切关系。一般在断层带、裂隙密集带、褶皱轴部等部位,岩石破碎,地下水容易进 行循环交替,岩溶最为发育;风化裂隙的存在,使地表附近的岩石破碎,有利于地下水的 运动,因此在地表附近岩溶一般也比较发育。层间裂隙也是地下水进入岩石的通道,在可 溶性与非可溶性岩石的界面上,由于地下水的流动、富集,岩溶往往也较发育。如北方下 寒武统龙王庙阶^^的二段石灰岩,地下水下渗时受到一段页岩和太古代花岗片麻岩的阻 挡,二段石灰岩岩溶发育,是较好的含水层。
  可溶性岩石的孔隙度一般比较小,但在贝壳灰岩、珊瑚礁灰岩、生物碎屑灰岩中,孔 隙大而多,对岩溶发育影响很大。
  水的侵蚀性自然界的水是不纯的,含有许多化学成分。水对碳酸盐类岩石的溶解 能力,主要取决于水中(:02的含量,即所谓的侵蚀性C02。其含量越多,溶解能力越强。 水中(:02的来源,主要是雨水溶解空气中的(:02形成的。此外,土壤和地表附近强烈的生物化学作用,也是水中co2的重要来源。
  在地下水向深处运动的过程中,由于不断溶解岩石,水中侵蚀性(:02含量逐渐减少, 地下水的溶蚀能力也随之下降;水温也影响水的溶解能力,温度越高,溶解能力越大;当 水中含有cr、so;_离子时,水对碳酸盐类岩石的溶解能力将增加。
  水的流动性水溶蚀能力与水的流动性关系密切。在水流停滞的情况下,随着水中 C02不断消耗,水溶液达到饱和状态而丧失溶蚀能力。只有当地下水不断流动,与岩石广 泛接触,源源不断地补充富含co2的水,岩溶才能继续进行。
  地下水的流动性主要取决于降水量、水位差和岩石的透水程度。降水量和地下水循环 系统的水位差越大,水的流动就快。所以多雨的湿润地区和新构造运动上升强烈地区,溶 蚀作用比较强烈。相反,在干旱地区,降水较少,溶蚀作用微弱。新构造运动相对稳定的 准平原区,地下水循环系统的水位差不大,溶蚀作用就不如山区强烈。

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