地下水與其地質(zhì)作用

1、地下水與其地質(zhì)作用 第八章第八章 地下水及其地質(zhì)作用地下水及其地質(zhì)作用 地下水與其地質(zhì)作用 第八章第八章 地下水及其地質(zhì)作用地下水及其地質(zhì)作用 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 地下水（地下水（ground water）-存在于巖石和松散堆積物空 隙中的水。 與地表水相互溝通，互相補(bǔ)給。 人類賴以生存的最主要水資源。 影響地球表層組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造。 地下水與其地質(zhì)作用 一、地下水的來(lái)源一、地下水的來(lái)源 1、滲透水、滲透水（降雨、冰雪融水、地面流水、海湖水等滲入）（降雨、冰雪融水、地面流水、海湖水等滲入） 2、凝結(jié)水、凝結(jié)水（空氣中水在地面遇冷凝結(jié)成水滴滲入）（空氣中水在地面遇冷凝結(jié)成水滴滲入） 3、古水

2、、古水（在沉積作用過(guò)程中，伴隨沉積碎屑保留下來(lái)的水）（在沉積作用過(guò)程中，伴隨沉積碎屑保留下來(lái)的水） 4、原生水、原生水（巖漿水（巖漿水巖漿活動(dòng)過(guò)程中冷卻析離出的水）巖漿活動(dòng)過(guò)程中冷卻析離出的水） 5、再生水、再生水（脫水反應(yīng)）（脫水反應(yīng)） 地下水與其地質(zhì)作用 二、地下水的運(yùn)動(dòng)二、地下水的運(yùn)動(dòng) 受力：重力、表面張力、熱力 水量少-靜電引力-不能自由移動(dòng)-吸附水吸附水或薄膜水薄膜水。 水充滿空隙（小）-表面張力-沿空隙上升-毛細(xì)水毛細(xì)水； 水充滿空隙（大）-重力大于表面張力-高處下滲- 重力水。重力水。 地下水的貯存、運(yùn)移受巖石空隙的地下水的貯存、運(yùn)移受巖石空隙的 規(guī)模、數(shù)量、連通情況的制約。規(guī)模

3、、數(shù)量、連通情況的制約。 地下水與其地質(zhì)作用 孔隙度孔隙度(porosity)-空隙占所在巖石總體積的百分比值。 粒度減小粒度減小-孔隙度增大，孔隙度增大， 膠結(jié)、壓實(shí)好膠結(jié)、壓實(shí)好-孔隙度小，孔隙度小， 分選性差分選性差-孔隙度小，孔隙度小， 磨圓度增加磨圓度增加-孔隙度降低?？紫抖冉档?。 空隙的大小、數(shù)量和聯(lián) 通程度-巖石的透水性-地 下水運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 透水層透水層 不透水層不透水層或隔水層隔水層 含水層含水層 地下水與其地質(zhì)作用 三、地下水的化學(xué)成分三、地下水的化學(xué)成分 氣體有：O2、CO2、H2S、CH4等， 陽(yáng)離子主要有： Na+、Ca2+ 和Mg2+， 陰離子主要有：Cl-、HCO3-

4、、SO4- 等。 形成的化合物決定地下水的基本性質(zhì)- 堿度、鹽度和硬度。 地下水與其地質(zhì)作用 四、地下水的基本類型四、地下水的基本類型 （一）根據(jù)地下水飽和與否劃 飽和帶水飽和帶水 包氣帶水包氣帶水 上層滯水上層滯水 潛水潛水 層間水 地下水地下水 地下水與其地質(zhì)作用 （1）潛水）潛水-第一個(gè)隔水層上含水層里具有自由表第一個(gè)隔水層上含水層里具有自由表 面的重力水。面的重力水。潛水面潛水面(water table)-潛水的自由表面。 地下水與其地質(zhì)作用 潛水面受地形、氣候和人類活動(dòng)的影響而有所升降。潛水面受地形、氣候和人類活動(dòng)的影響而有所升降。 地下水與其地質(zhì)作用 根據(jù)潛水面的位置將地下水分為：

5、 包氣帶包氣帶最高潛水面以上。 暫時(shí)飽和帶暫時(shí)飽和帶最高與最低潛水面之間； 永久飽和帶永久飽和帶最低潛水面以下。 地下水與其地質(zhì)作用 （2）層間水）層間水 (interlayer water) -兩個(gè)隔水層之間透水層 內(nèi)的地下水。 地下水與其地質(zhì)作用 層間水層間水承壓水承壓水(confined water) /自流水自流水(artesian water) 補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和泄水區(qū)。補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和泄水區(qū)。 承壓水形成條件承壓水形成條件-構(gòu)造坳陷或單斜構(gòu)造。構(gòu)造坳陷或單斜構(gòu)造。 地下水與其地質(zhì)作用 地下水與其地質(zhì)作用 2、包氣帶水、包氣帶水 包氣帶包氣帶（aeration zone）-飽和帶潛水面

6、以上的巖 石空隙中未被地下水充滿的地帶-包氣帶水包氣帶水。 地下水與其地質(zhì)作用 包氣帶水包氣帶水 靜電引力-吸附水、薄膜水和毛細(xì)水。 處于地殼表層-植物生長(zhǎng)、土壤物性。 地下水與其地質(zhì)作用 上層滯水上層滯水-包氣帶中往往夾有扁豆形的隔水層，其上部可形 成局部的暫時(shí)性飽和帶水。主要是大氣降水向下滲流形成的。 3、上層滯水、上層滯水 地下水與其地質(zhì)作用 （二）根據(jù)含水層空隙性質(zhì)劃分（二）根據(jù)含水層空隙性質(zhì)劃分 空隙包括孔隙、裂隙和溶隙空隙包括孔隙、裂隙和溶隙(溶洞溶洞)， 1、孔隙水、孔隙水 2、裂隙水、裂隙水 3、溶洞水、溶洞水 -地下河或暗河地下河或暗河-地下湖地下湖 。 地下水與其地質(zhì)作用

7、五、泉及其類型五、泉及其類型 泉泉( spring)-出露于地表的地下水。根據(jù)地質(zhì)條件分根據(jù)地質(zhì)條件分 為：為：1、接觸泉接觸泉 ；2、侵蝕泉；侵蝕泉；3、斷層泉斷層泉 地下水與其地質(zhì)作用 按溫度高低，可將泉按溫度高低，可將泉 分為：分為： 冷泉冷泉-溫度相當(dāng)或略 低于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁亍?溫泉溫泉-溫度高于當(dāng)?shù)?年平均氣溫。 地下水與其地質(zhì)作用 溫泉成因：溫泉成因： 巖漿熱的影響； 地?zé)岬挠绊憽?溫泉的價(jià)值溫泉的價(jià)值 深層自流水補(bǔ)給，水 溫、水量穩(wěn)定-能源。 地?zé)岚l(fā)電 礦泉礦泉(mineral spring)- -醫(yī)療價(jià)值。 地下水與其地質(zhì)作用 第二節(jié)第二節(jié) 地下水的地質(zhì)作用地下水的地質(zhì)作用 一

8、、地下水的潛蝕作用一、地下水的潛蝕作用 潛蝕作用潛蝕作用（suberosion）-地下水的剝蝕作用是在 地下進(jìn)行的。 包括： 機(jī)械潛蝕（沖蝕）機(jī)械潛蝕（沖蝕）和化學(xué)溶蝕化學(xué)溶蝕 地下水與其地質(zhì)作用 （一）地下水的沖蝕作用（一）地下水的沖蝕作用 流動(dòng)緩慢流動(dòng)緩慢-水動(dòng)力小水動(dòng)力小-機(jī)械沖蝕作用微弱；機(jī)械沖蝕作用微弱； 細(xì)小的粉砂沖走細(xì)小的粉砂沖走-孔隙增大、結(jié)構(gòu)疏松，孔隙增大、結(jié)構(gòu)疏松， 顆粒之間起潤(rùn)滑作用顆粒之間起潤(rùn)滑作用-地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害。 地下水與其地質(zhì)作用 （二）地下水的溶蝕作用及巖溶地形（二）地下水的溶蝕作用及巖溶地形 1、溶蝕作用、溶蝕作用 溶蝕作用溶蝕作用-地下水在流動(dòng)過(guò)程中，對(duì)

9、巖石進(jìn)行化 學(xué)溶解破壞的作用。 緩慢流動(dòng)-與巖石接觸面積大-溶蝕。 溶劑-氣體、鹽類和酸類-強(qiáng)溶蝕力。 地下水與其地質(zhì)作用 2、巖溶地形、巖溶地形 巖溶巖溶或喀斯特（喀斯特（karst） 可溶性巖石在地下水和地 面水共同作用下，發(fā)生以溶 蝕作用為主的地質(zhì)作用以及 形成的地質(zhì)現(xiàn)象，統(tǒng)稱為巖巖 溶溶或喀斯特（喀斯特（karst）。 地下水與其地質(zhì)作用 溶溝和石牙溶溝和石牙 石林石林（hoodoo） 落水洞（落水洞（sink hole）。 溶斗溶斗（funnel）。 溶洞溶洞（cavern） 地下河（暗河、暗湖）地下河（暗河、暗湖） / 多級(jí)溶洞多級(jí)溶洞 溶蝕谷溶蝕谷和天然橋天然橋。 溶蝕洼地溶蝕洼

10、地和喀斯特平原喀斯特平原 地下水與其地質(zhì)作用 落水洞（落水洞（sink hole） 溶斗溶斗（funnel） 溶洞溶洞（cavern） 地下水與其地質(zhì)作用 溶洞溶洞（cavern） 地下河（暗河、暗湖）地下河（暗河、暗湖） / 多級(jí)溶洞多級(jí)溶洞 地下水與其地質(zhì)作用 溶蝕洼地溶蝕洼地和喀斯特平原喀斯特平原 地下水與其地質(zhì)作用 巖溶地形發(fā)展過(guò)程巖溶地形發(fā)展過(guò)程： 早期，地表水沿巖石表面裂隙向下滲流成為地下水，早期，地表水沿巖石表面裂隙向下滲流成為地下水， 形成大量溶溝和石牙，出現(xiàn)少量落水洞和溶斗，地下形成大量溶溝和石牙，出現(xiàn)少量落水洞和溶斗，地下 河道開始形成。河道開始形成。 地下水與其地質(zhì)作用

11、中期，垂直滲流和水徑流作用都很明顯，溶斗和落中期，垂直滲流和水徑流作用都很明顯，溶斗和落 水洞不斷發(fā)育，大量形成溶蝕洼地。溶洞大量形成，水洞不斷發(fā)育，大量形成溶蝕洼地。溶洞大量形成， 地下河發(fā)育形成地下水系。地下河發(fā)育形成地下水系。 后期，溶洞進(jìn)一步擴(kuò)大，有的溶洞頂板塌陷，形成后期，溶洞進(jìn)一步擴(kuò)大，有的溶洞頂板塌陷，形成 溶蝕谷和天然橋。溶蝕谷和天然橋。 地下水與其地質(zhì)作用 末期，長(zhǎng)期的巖溶作用，地下水以水平為主，溶洞末期，長(zhǎng)期的巖溶作用，地下水以水平為主，溶洞 大量坍塌，地下河轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇硭?，地面高程降低、大量坍塌，地下河轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇硭担孛娓叱探档汀?殘留孤峰于廣闊的溶蝕平原上。殘留孤峰于

12、廣闊的溶蝕平原上。 地下水與其地質(zhì)作用 （三）影響潛蝕作用的主要因素（三）影響潛蝕作用的主要因素 1、氣候、氣候 2、巖石性質(zhì)、巖石性質(zhì) 3、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造 4、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 地下水與其地質(zhì)作用 二、地下水的搬運(yùn)作用二、地下水的搬運(yùn)作用 分為機(jī)械搬運(yùn)和化學(xué)搬運(yùn)。分為機(jī)械搬運(yùn)和化學(xué)搬運(yùn)。 地下河-機(jī)械搬運(yùn)力較強(qiáng)-可搬運(yùn)崩落的粗砂和碎石 -搬運(yùn)量大-一定的分選作用和磨圓作用。 以化學(xué)溶運(yùn)為主-可溶性巖石-真溶液或膠體溶液。 主要是重碳酸鹽，其次有氯化物、硫酸鹽、氫氧化 物，此外還有二氧化硅、氧化鐵等。 地下水的溶運(yùn)能力與溫度和壓力有關(guān)，水溫較高、 壓力大，溶運(yùn)能力大。 地下水與其地質(zhì)作用

13、 三、地下水的沉積作用三、地下水的沉積作用 機(jī)械沉積和化學(xué)沉積，以化學(xué)沉積作用為主。 （一）機(jī)械沉積作用（一）機(jī)械沉積作用 地下河-平緩、開闊-流速降低-碎石、砂和粘 土礦物沉積。 水動(dòng)力小-沉積物粒細(xì)、量少、分選和磨圓差。 地下水與其地質(zhì)作用 （二）化學(xué)沉積作用（二）化學(xué)沉積作用（3種）種） 過(guò)飽和沉積作用、膠結(jié)作用、置換作用過(guò)飽和沉積作用、膠結(jié)作用、置換作用 1、過(guò)飽和沉積作用、過(guò)飽和沉積作用 （1）過(guò)飽和沉積的起因）過(guò)飽和沉積的起因 壓力降低壓力降低 溫度降低溫度降低 水分蒸發(fā)水分蒸發(fā) 地下水與其地質(zhì)作用 （2）過(guò)飽和沉積主要場(chǎng)所）過(guò)飽和沉積主要場(chǎng)所 裂隙沉積裂隙沉積 如方解石脈、石英脈等、假化石假化石 （pseudofossil）。 洞穴沉積洞穴沉積 石鐘乳、石筍石鐘乳、石筍、石柱石柱，以及石簾、石石簾、石 幔、石帷幕、石瀑布幔、石帷幕、石瀑布等。 泉口沉積泉口沉積 泉華，泉華，鈣華和硅華 地下水與其地質(zhì)作用 洞穴沉積洞穴沉積 石鐘乳、石筍石鐘乳、石筍、石柱石柱，以及石簾、石簾、 石幔、石帷幕、石瀑布石幔、石帷幕、石瀑布等。 地下水與其地質(zhì)作用 地下水與其地質(zhì)作用 泉口沉積泉口沉積 泉華，泉華，鈣華和硅華 地下水與其地質(zhì)作用