結(jié)課論文-關(guān)于溶洞地貌的總結(jié)

1、地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)結(jié)課論文題目：關(guān)于溶洞地貌的總結(jié)專 業(yè): 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師:二零一三年一月摘要:溶洞地貌是石灰?guī)r地區(qū)經(jīng)歷長期的巖溶作用的結(jié)果，是巖溶（也 稱喀斯特karst）地貌的一種。本文主要介紹溶洞地貌是在什么地質(zhì) 條件下形成的，是通過怎樣的方式形成的，以及現(xiàn)代對(duì)于溶洞地貌的 大致分類及其研究溶洞地貌的價(jià)值。關(guān)鍵字：溶洞地貌：巖溶地貌：地質(zhì)條件目錄摘要i第一章溶洞簡介11.1溶洞的地貌學(xué)性質(zhì)11. 2溶洞的基本形成機(jī)制11.3溶洞的組成2第二章溶洞的形成及其分類32. 1溶洞的形成32.2溶洞的分類3第三章研究溶洞地貌的意義53.1對(duì)于工程地質(zhì)問題的意義53. 1

2、.1巖溶地區(qū)城市地下t程的主耍特點(diǎn)53. 1.2主要工程地質(zhì)問題53. 2對(duì)于資源開發(fā)的意義7第一章溶洞簡介1.1溶洞的地貌學(xué)性質(zhì)溶洞，英文名稱:karst cave,是喀斯特地貌的一種表現(xiàn)?？λ固?karst)(即巖溶)，源于前南斯拉夫的一個(gè)地名，指地表水在運(yùn)動(dòng)過程屮對(duì)所經(jīng)過的沉 積物或巖石有著重要的侵蝕作用，既包括水動(dòng)力作用下的碎屑物搬運(yùn)，又包括水 對(duì)巖石或沉積物的化學(xué)溶蝕作用，還包括碎屑物在搬運(yùn)過程中的磨蝕作用?？λ?特地貌就是地下水對(duì)碳酸鹽巖侵蝕作用的結(jié)呆。在水流作用下，形成陡悄的海岸、 彎曲的溝壑、高高的冰蝕懸谷、氣勢(shì)磅礴的大峽谷。“滴水穿石”也是水的化學(xué) 侵蝕作用的寫照。喀斯特可劃

3、分許多不同的類型。按出露條件分為：裸露型喀斯特、覆蓋型喀 斯特、埋藏型喀斯特。按氣候帶分為：熱帶喀斯特、亞熱帶喀斯特、溫帶喀斯 特、寒帶喀斯特、干旱區(qū)喀斯特。按巖性分為：石灰?guī)r喀斯特、白云巖喀斯特、 石膏喀斯特、鹽喀斯特。此外，還有按海拔高度、發(fā)育程度、水文特征、形成時(shí)期等不同的劃分等。 由其他不同成因而產(chǎn)生形態(tài)上類似喀斯特的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為假喀斯特，包括碎屑喀 斯特、黃土和粘土喀斯特、熱融喀斯特和火山巖區(qū)的熔巖喀斯特等。它們不是由 可溶性巖石所構(gòu)成，在本質(zhì)上不同于喀斯特。1.2溶洞的基本形成機(jī)制溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結(jié)果，石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣 受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性

4、的碳酸氫鈣。曲于石灰?guī)r層各部分含石灰 質(zhì)多少不同，被侵蝕的程度不同，就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態(tài)、陡 峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。溶洞按出鉤條件屬于埋藏性喀斯特，按巖性屬 于碳酸鹽喀斯特。cac03碳酸鈣有這樣一種性質(zhì)：當(dāng)它遇到溶有co?的水時(shí)就會(huì)變成可溶性的碳酸氫鈣ca (hco3) 2cac03+c()2+h20=ca (hco3) 2溶有碳酸氫鈣的水如果受熱或遇壓強(qiáng)突然變小時(shí)溶在水中的碳酸氫鈣就會(huì) 分解，重新變成碳酸鈣沉積下來。同時(shí)放出二氧化碳。ca (hco3) 2 =caco3 i +c021 +h20在自然界中不斷發(fā)生上述反應(yīng)于是就形成了溶洞中的各種景觀。1.3溶洞的組成

5、溶洞：溶洞乂稱洞穴，它是地下水沿著可溶性巖石的層面、節(jié)理或斷層進(jìn)行 溶蝕和侵蝕而形成的地下孔道。溶洞中的喀斯特形態(tài)主要有石釗i乳、石筍、石柱、 石幔、石灰華和泉華。鐘乳石是指碳酸鹽巖地區(qū)洞穴內(nèi)在漫長地質(zhì)歷史中和特定地質(zhì)條件下形成 的石鐘乳、石筍、石柱等不同形態(tài)碳酸鈣沉淀物的總稱。石筍指在溶洞中直立在洞底的尖錐體。石柱指溶洞中鐘乳石向下伸長、與對(duì)應(yīng)的石筍相連接所形成的碳酸鈣柱體。 石幔是滲流水屮碳酸鈣沿溶洞壁或傾斜的洞頂向下沉淀成層狀堆積而成。 石灰華是水流從從沉積的廢石灰渣堆中流出，溶解石灰渣屮的鈣，重新堆積 而成的。泉華是溶解仃礦物質(zhì)和礦物鹽的地?zé)崴驼魵庠趲r石裂隙和地表面上的化 學(xué)沉淀物。

6、第二溶洞的形成及其分類2.1溶洞的形成如聞名于世的桂林溶洞、北京石花洞，就是由于水和二氧化碳的緩慢侵蝕而 創(chuàng)造出來的杰作。溶有碳酸氫鈣的水，當(dāng)從溶洞頂?shù)蔚蕉吹讜r(shí)，由于水分蒸發(fā)或 壓強(qiáng)減少，以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣的沉淀。這 些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。如果溶有碳酸氫鈣的 水從溶洞頂上滴落，隨著水分和二氧化碳的揮發(fā)，則析岀的碳酸鈣就會(huì)積聚成鐘 乳石、石幔、石花。洞頂?shù)溺娙槭c地面的石筍連接起來了，就會(huì)形成奇特的石 柱。在自然界，溶有二氧化碳的雨水，會(huì)使石灰石構(gòu)成的巖層部分溶解，使碳酸 鈣轉(zhuǎn)變成可溶性的碳酸氫鈣。cac()3+c02+h20=ca

7、(hco3) 2當(dāng)受熱或壓強(qiáng)突然減小時(shí)溶解的碳酸氫鈣會(huì)分解重新變成碳酸鈣沉淀ca (hco3) 2 =caco3! +c02 f +h20大白然經(jīng)過長期和多次的重復(fù)上述反應(yīng)。從而形成各種奇特壯觀的溶洞，如 桂林的七星巖、蘆笛巖、肇慶的七星巖，宜春的竹山洞等。在溶洞里，有千姿百 態(tài)的鐘乳和石筍，它們是由碳酸氫鈣分解后又沉積出來的碳酸鈣形成的。我國廣西、云南、貴州等地有這種地貌。著名的桂林山水所呈現(xiàn)的奇峰異洞 就是這樣形成的。2.2溶洞的分類按其發(fā)育演化，巖溶可分出以下6種。1) 地表水沿灰?guī)r內(nèi)的節(jié)理面或裂隙面等發(fā)生溶蝕，形成溶溝(或溶槽)，原先成層分布的石灰?guī)r被溶溝分開成石柱或石筍.溶洞2）地表

8、水沿灰?guī)r裂縫向下滲流和溶蝕，超過100m深后形成落水洞。3）從落水洞下落的地下水到含水層后發(fā)生橫向流動(dòng)，形成溶洞。4）隨地下洞穴的形成地表發(fā)生塌陷，塌陷的深度人面積小，稱坍陷漏斗， 深度小而積大則稱陷塘。5）地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結(jié)合地作用，形成坡立谷和天生橋。6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蝕 作用在i口日的溶洞和地下河之下繼續(xù)進(jìn)行。云南路南的石林是上述第一階段（溶 溝階段）的產(chǎn)物，這里的口然風(fēng)光因阿詩瑪姑娘的動(dòng)人傳說而變得格外旖旎。桂 林的彖鼻山，則是原地下河道岀露地表形成的。在廣西境內(nèi)，經(jīng)?？煽吹竭@種抬 升到地表以上的溶洞，俗稱“神女鏡”或“仙女鏡”

9、。第三章 研究溶洞地貌的意義3.1對(duì)于工程地質(zhì)問題的意義3. 1. 1巖溶地區(qū)城市地下工程的主要特點(diǎn)1、環(huán)境地質(zhì)問題種類較多。巖溶地區(qū)城廿地下工程建設(shè)可能誘發(fā)一系列的 環(huán)境地質(zhì)問題。如巖溶地表塌陷、地而沉降、地而開裂、對(duì)地下水資源量和水質(zhì) 的影響以及對(duì)建筑物基礎(chǔ)的影響等。2、環(huán)境地質(zhì)問題較為敬感。巖溶區(qū)城市地卜工程可能誘發(fā)巖溶地表塌陷和 對(duì)建筑物深基礎(chǔ)產(chǎn)生影響。這點(diǎn)顯著不同于非巖溶地區(qū)，是巖溶區(qū)較為敏感的環(huán) 境地質(zhì)問題。3、地下水與環(huán)境巖土體作用關(guān)系復(fù)雜。城市地下工程建設(shè)可能引起地下水 位多次波動(dòng)，地下水與環(huán)境巖土體相互作用，將對(duì)土洞、溶洞及地下溶蝕空間的 穩(wěn)定性造成影響，進(jìn)而影響建筑物基礎(chǔ)的

10、穩(wěn)定性。3. 1.2主要工程地質(zhì)問題巖溶地區(qū)城市地卜工程對(duì)地表的影響首先表現(xiàn)為地面變形，地面變形進(jìn)一步 發(fā)展，將導(dǎo)致地面開裂，嚴(yán)重者導(dǎo)致巖溶地表塌陷。1、巖溶地表塌陷大都發(fā)生在覆蓋型巖溶分布區(qū)，人為活動(dòng)引起巖溶地表塌陷的成因主要是施 工抽排地下水或工程引起地下水位塑高，破壞了原有的巖溶水賦存和徑流狀態(tài)， 改變了水、氣的壓強(qiáng)差和十體的自重力、浮托力，加大了地f水滲透比降，機(jī)械 沖刷、潛蝕和吸蝕作用的結(jié)果使上覆的巖（土）體塌陷。巖溶塌陷給城市建筑物、 道路以及其他市政設(shè)施構(gòu)成很人危害。不僅彩響生態(tài)景觀結(jié)構(gòu)、地形變化、水動(dòng) 力條件及地下水污染，而月直接威脅人類生命及財(cái)產(chǎn)安全。如2008年廣州市白 云

11、區(qū)夏茅村發(fā)生巖溶地血塌陷，陷坑面積達(dá)300ml導(dǎo)致數(shù)十處房屋的墻壁及地 面開裂、變形，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。2、建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)運(yùn)性問題目前，非巖溶區(qū)建筑基礎(chǔ)方面的研究較多，而對(duì)于巖溶區(qū)城市地下工程對(duì) 建筑基礎(chǔ)影響方而還比較少。在覆蓋型巖溶地區(qū)進(jìn)行城市地下丁程的施丁，建筑 的淺基礎(chǔ)會(huì)受到一定程度的影響。隨著高層建筑和超髙層建筑的興起，工程施工 引起巖溶對(duì)深基礎(chǔ)建筑物的影響也越來越值得關(guān)注。%1 淺基礎(chǔ)建筑物的穩(wěn)定性城山地下工程施工過程中疏干排水引起的地表沉降，以及運(yùn)營期內(nèi)地下工程 結(jié)構(gòu)對(duì)地下水的阻礙導(dǎo)致地下水位壅高，都可能給淺基礎(chǔ)建筑物造成一定影響。疏干排水對(duì)淺基礎(chǔ)建筑物的影響：在地下工程施工中

12、，常常需要進(jìn)行疏干排 水，排水將導(dǎo)致局部水力梯度、地f水流速發(fā)生變化。若黏土中網(wǎng)狀裂隙發(fā)育 水體沿裂隙滲流并向下部開口的溶洞、溶隙匯集，會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生垂直滲透壓力 細(xì)小的土顆粒將被水流帶走；當(dāng)水力坡度足夠人時(shí)，人的土顆粒也將隨水流發(fā)生 運(yùn)移，發(fā)生流土或管涌進(jìn)而形成土洞。影響到地基土體的穩(wěn)定，給建筑物的安全 帶來極大的危害。地下水水位壅高對(duì)淺基礎(chǔ)建筑物的影響：城市地鐵建成后就像植入地下含水 層中的一道隔水墻，阻礙地下水的徑流，造成地鐵隧道和車站迎水面地下水位升 高，背水面地下水位降低。通常情況下，地下水對(duì)淺基礎(chǔ)地基承載力的影響主要 表現(xiàn)在:地下水水位升高，使水位以下的土體失去由毛細(xì)管應(yīng)力或弱結(jié)合水

13、形成 的表面凝聚力，承載力降低；由于地下水的浮力作用，致使土體的有效重力減小 承載力降低。%1 深基礎(chǔ)建筑物的穩(wěn)定性隨著現(xiàn)在高層建筑、超高層建筑的修建，建筑基礎(chǔ)的埋置也在加深，在覆蓋 層較薄的地區(qū)，深基礎(chǔ)將埋置在巖層屮。在裂隙、溶洞、基巖而溶溝溶槽等巖溶 較發(fā)育的地區(qū)，下伏溶洞、溶蝕裂隙及暗河中的巖溶裂隙水，連通性好，水量豐 富；賦存于構(gòu)造斷裂帶中的裂隙水，連通性強(qiáng)。地下工程施工引起地卜水位的波 動(dòng)會(huì)對(duì)溶洞及地下溶蝕空間的穩(wěn)定性造成影響，從而影響深基礎(chǔ)建筑物的穩(wěn)定 性。工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，許多含溶洞地基的破壞往往是由局部破壞進(jìn)而發(fā)展到整體 破壞，由溶洞內(nèi)部破壞再發(fā)展到外部塌陷失穩(wěn)。3.2對(duì)于資源開

14、發(fā)的意義1、巖溶與礦產(chǎn) 我國的巖溶i古i體礦產(chǎn)主要分布在西南兒省的石灰?guī)r區(qū)在廣 兩賀縣、富縣與鐘山一帶的股溶洞或地表巖溶凹地中，主要有第四紀(jì)砂錫礦，其 次有磷礦、辰砂礦、鋁土礦、苦硝和砂金等沉積礦產(chǎn)。云南、貴州、湖南等地還 存在著巖溶熱液型的固體錫礦、有色金屬礦、汞礦床等。在含油區(qū)前的第四紀(jì)石 灰?guī)r古巖溶洞穴中賦存石油。2、巖溶水的利用 巖溶去，地表徑流少，而地下水十分豐富。我國廣西年降 雨量大12001500mm,但是地表只有較大的河流才經(jīng)常有水，小河常年干涸或僅 在雨季有水，而地下喀斯特的總水量達(dá)38. 97g (m3)o華北的許多地區(qū)，巖溶水 已經(jīng)成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要水源，山西僅根據(jù)72個(gè)流