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浅谈岩溶地下水与地质构造的关系

2020-09-14谢禄松张继良林超盛

新疆有色金属 2020年3期
关键词:溶洞岩溶裂隙

谢禄松 张继良 林超盛

(福建省第八地质大队 龙岩 364000)

岩溶发育受众多因素的影响,发育规律极为复杂,但仍是有规律可循的。普遍认为岩溶发育与地层岩性关系较密切,通过长期野外工作,施工经验,结合收集的不同部门的勘察资料以及区域地质、水文地质资料进行资料综合分析研究,溶洞的发育与构造的走向和倾向有一定的方向性规律,岩溶发育的情况对岩溶地下水与地质构造的关系分析如下。

1 岩溶发育程度

岩溶区作为一个特殊的地貌单位区,具有独特的水文地质条件,地下水赋存于溶孔、溶蚀裂隙及溶洞中,大部分为低水头承压水,富水性各处不均一,取决于所处的地貌位置、构造部位和岩溶发育程度,尤以岩溶发育程度最为重要。

据1977年《1:2.5万福建省龙岩盆地城市供水水文地质勘探报告》中100 个钻孔资料统计:地表以下100m 内,岩溶发育最强烈,遇溶洞245 个,占总数60%,溶洞总高818.66m,占总高66%,岩溶率19.73%;100~200m岩溶发育中等,遇溶洞113个,占总数27.7%,溶洞总高288.53m,占总高23.3%,岩溶率7.04%;200~300m岩溶发育较弱,遇溶洞45个,占总数11%,溶洞总高125.44m,占总高10%,岩溶率4.4%;300m 以下岩溶发育微弱,300~800m 范围内,仅遇溶洞5 个,占总数1.3%,溶洞总高7.1m,占总高0.7%,岩溶率小于0.1%。《福建省龙岩市新罗区岩溶塌陷地质灾害调查与评价报告》(2014年9月)成果:其中150份报告,1594个钻孔;2019年龙岩城市地质调查地下空间资料成果,利用其中792个钻孔进行岩溶发育统计分析。后两资料成果详见表1。

表1 钻孔线性岩溶率统计表

根据表1钻孔线性岩溶率统计表及资料可知:地面深度0-50m岩溶统计中,钻孔孔深浅时,见溶洞的机率多,岩溶率偏高,岩溶率均大于34.9%。受主构造的影响,地层表面的次生构造及其引起的裂隙解理发育,浅部地下水沿构造带、次生构造及裂隙解理的空隙流动,基岩上部孔隙水渗透性好,补给源丰富,溶蚀作用强,对岩溶发育十分有利。深度50-90m时,见溶洞的机率减少,岩溶率仅6.69-13.55%,岩溶率变小。但随着深度增加,构造带、次生构造影响范围减弱,水流空间变小,补给远,溶蚀作用逐渐减弱。深度大于90m时,见溶洞的机率更少,岩溶率仅0.10-7.14%,岩溶发育程度变低,随着深度增加,构造带、次生构造直接影响基岩脉状水。因此,根据收集的水文、地质资料和工程勘察报告统计,地下溶洞发育程度,构造引起的解理裂隙影响深度在孔深90m 内,90m 以后直接受构造性质的影响,具有从浅到深、由多变少、由强变弱,均反映出随着孔深的增加而逐渐减弱的特征。

浅部岩溶发育强烈受上述因素影响外,还受浅部风化作用,裂隙易于风化,而地表水系发育,岩溶含水层直接或通过第四系间接接受降雨、地表水补给后,引起浅部地下水交替循环强烈,使溶解、迁移作用迅速,最终导致了浅部岩溶比深部岩溶发育。

2 岩溶发育控制因素

(1)地质构造

岩溶发育与构造关系密切,其发育程度、规模、方向受褶皱、断层、节理裂隙等构造因素的控制。岩溶发育带与主要构造走向一致,所形成的岩溶、沟谷或岩溶带与构造走向一致。张性断裂破碎带、压性或压扭性断裂上盘、断裂交汇部位,灰岩的整体性遭到破坏,岩石破碎,裂隙发育。经长期的溶蚀作用,裂隙不断扩大,沿断裂破碎带发育大小不同的溶洞和溶隙。凡是构造裂隙发育的地段,特别是断裂附近张裂隙分布带,以及背斜轴部的张裂隙带,岩溶发育强烈。位于断层两侧附近,一般岩溶都较强烈,特别是张性断层附近。

(2)地层岩性

碳酸盐岩是可溶性岩石,溶蚀程度及岩溶发育率取决于岩石中氧化钙含量和酸不溶物的多少,这是岩溶发育的内因。岩溶主要分布在质纯厚层的可溶岩地层中,质纯、层厚的溶岩岩溶强烈;含杂质多、层薄的溶岩岩溶发育程度相对减弱。

(3)地下水

张性断裂破碎带有利于地下水的活动,在背斜轴部引张带的破碎裂隙岩石间便形成了有利的储水空间条件,极利于岩溶的发生。而向翼部和地下深部,构造环境转为以挤压为主,裂隙、逐渐闭合乃至消失,成隔水环境不利于岩溶发育。因此,复式背斜轴部均反映出随着深度增加岩溶逐渐减弱的这一特点。褶皱构造对岩溶的影响,表现在特殊的褶皱构造部位为岩溶的发育提供直接或潜在的空间;同时褶皱构造成为岩溶发育的主动力因素,即为岩溶地下水提供活动场所和富水条件。

3 结论

岩溶发育主因是构造,次因是岩溶地下水、岩性等因素,有构造存在,有岩溶空隙裂隙的,存在地下水活动空间,地下水加速可溶岩的溶蚀作用,岩溶溶蚀作用加剧了溶洞的扩大。因此,岩溶的发育程度与地质构造紧密联系的,没有构造,就不存在岩溶发育。

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