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岩溶區的工程地質研究的意義

發布時間: 2021-03-01 21:11:43

㈠ 岩溶區的主要工程地質問題有哪些

主要工程地質問題有三類:

滲漏問題;

地基穩定性問題;

地下洞室穩定和突然涌水、涌泥問題;

㈡ 研究意義

岩溶水(karst water)是賦存於岩溶化岩體中的地下水的總稱[1]。本項目的研究僅限於賦存在碳酸鹽岩層的溶蝕洞穴、管道和裂隙中的地下水。在西南岩溶石山區,岩溶含水層一般儲水、導水空間規模巨大,賦存著豐富的地下水。因此,岩溶水是最具開發價值的地下水類型。

岩溶地區地表、地下兩種岩溶空間的同時存在,是造成岩溶特殊環境的基本原因[2]。由於岩溶環境的雙層結構空間特徵,加上岩溶發育的不均勻性及岩溶地區自然環境條件的多樣性,決定了岩溶水系統的復雜多變特徵,由此也造成了岩溶地區水資源的時空分布不均勻性,地表水嚴重缺乏,形成了「地下水滾滾流,地表水貴如油」的水資源特徵。

我國是世界上岩溶分布面積最廣的國家,岩溶面積達346×104km2,佔全球岩溶面積2200×104km2的15.73%,碳酸鹽岩層主要為中生代及其以前形成的堅硬的碳酸鹽岩,容易發育形成不均勻的地下溶洞系統,加之岩溶區人口分布密度很大。因此,乾旱缺水問題非常嚴重。西南岩溶石山地區涵蓋以雲貴高原為中心的中國南方八省(市、區)范圍,包括廣西(簡稱桂,下同)、貴州(黔)、雲南(滇)、四川(川)、重慶(渝)、湖北(鄂)、湖南(湘)、廣東(粵)八省(市、區)的岩溶連片分布的主要部分,面積約76×104km2[3]

西南岩溶石山地區聚居著46個民族,少數民族大多聚居在石漠化山區。全區人口約8000×104,以傳統分散的農業經濟為主,「老少邊貧」落後現狀仍未完全改變,是我國西部大開發和扶貧攻堅的重點地區。該地區氣候濕潤,年平均降雨量超過1000mm,但降雨量的80%左右集中於雨季,且裸露岩溶區的入滲系數一般在0.3~0.4,高的可達0.5~0.6,降水大部分轉化為地下徑流。加之可溶岩造壤能力低,土壤薄而分散,植被稀疏,保水性差;風大氣溫高,地面蒸發強烈。所以,雨後不久,這些地區即可出現旱象,進入旱季(1~5月)降雨極少,此時乾旱嚴重[4]。而地下水資源雖然總量上很豐富,但埋藏分布不均勻,許多地方主要賦存於地下岩溶洞穴管道之中,由於岩溶水賦存空間十分復雜,找水難度很大,總體上呈現出工程性缺水的特點。上述原因造成約1700×104人生活用水十分困難,僅滇、黔、桂三省區就有2531×104畝耕地嚴重乾旱。

在雲貴岩溶高原地區,一方面各級岩溶高原面或夷平面(海拔1500~3500m)上,地形一般較為平緩、開闊,許多大小不一的山間盆地分布其中;另一方面烏江(海拔400~1000m)、金沙江(海拔700~1500m)、元江(海拔100~200m)、西江(海拔200~1500m)等江河及其支流所構成的地表水文網,隨著上新世以來地殼的強烈抬升而深深地切入各級岩溶高原面或夷平面之下,形成陡峻的河谷,其谷底與各級高原面或夷平面的高差達500~2500m。在這些水資源集中的河谷內,耕地和人口分布較少,重要城鎮和廠礦也不多。以烏江為例,從烏江渡以下到沿河縣城,長約400km的幹流沿岸,基本上是懸岩陡壁,僅在比較開闊的地段,如思南、沿河等城鎮附近,在一些數十米至百餘米寬的台地上有耕地,一般高於江面15~30m,由小片出露的碎屑岩風化形成。南盤江與元江沿岸,也基本上是峽谷地形,僅有一些坡地分布。但在它們的谷坡轉折點之上,海拔約1300m、1600m、1900m或更高的各級岩溶高原面或夷平面上,卻分布著數十個耕地面積達數千到上萬公頃、居住人口數萬至上百萬的岩溶斷陷盆地和岩溶盆地。主要江河水面大大低於主要耕地分布區、人口聚居區、經濟活動區,形成了「水土不配套」的問題。面對這樣的客觀問題及其背景,隨著對岩溶水資源勘查開發的深入,越來越多的人已經認識到,眾多岩溶儲水構造猶如江河上游天然的一座座調蓄水庫,對其進行科學的調查規劃、勘查、開發和調度,對解決「水土不配套」的問題,緩解日益緊張的水資源供需矛盾,將發揮非常重要的作用。

岩溶水資源的合理開發利用,提高對地下水資源的調控能力,不僅僅只是解決乾旱缺水問題的需要,也是整治石漠化,改善生態環境的基礎工作。西南岩溶石山地區,已經查明石漠化面積為11.15×104km2。嚴重的石漠化導致可耕地面積減少,土壤肥力下降,涵養水源能力減弱,旱澇災害頻繁,引起小環境氣候的惡化,毀壞了自然景觀,破壞了生物多樣性,這嚴重製約著西南岩溶石山地區的社會經濟發展和脫貧致富奔小康的步伐,成了岩溶石山地區危害最大的緩變地質災害。滇、黔、桂三省區共有109個貧困縣,其中73個分布在石漠化地區,農民年均收入僅為全國平均水平的55%。由於石漠化,他們無法維持基本口糧,生活用水困難。這一地區近幾十年來人口增長過快、森林亂砍濫伐、不合理開發和利用土地及其他自然資源,導致大面積水土流失和生態環境破壞,成為石漠化加劇的主要動力[5][6]。乾旱缺水是形成石漠化最主要的自然因素。石漠化使地表植被失去了協調水分的功能,乾旱使植被的再生能力減退,生物鏈(植物鏈)中斷,植被覆蓋率降低,導致生態環境脆弱,結果是石漠化極易發生並導致人類生存環境的退化乃至喪失。岩溶石山地區石漠化演變過程主要反映為:地表植被的強烈破壞→地表沖刷加劇、水土流失、表土層破壞→殘余植被和土壤種子庫喪失恢復和自然更新能力、良性生態循環受阻、大面積石漠化→賦水植被和地質結構遭受破壞,水文、水循環系統特徵的改變→水資源系統失衡、變態、變質。這種失衡與變態,既包括了岩溶石山地區內降水的轉化形式、徑流途徑、賦存空間、具體特徵數量及其在時間序列上的分配,還包括了水資源質量、功能上的變化[7]。從而加重了乾旱缺水的程度,形成了新的惡性循環。因此,按照德國化學家J.V.李比希於1840年提出,20世紀初英國科學家布萊克曼發展完善的環境最小限制律,即:整個環境的質量,不能由環境諸要素的平均狀況去決定,而是受環境諸要素中那個與最優狀態差距最大的要素所控制[8]。地表嚴重乾旱缺水問題是石漠化地區生態系統重建的主要限制性因子[9],石漠化治理必須優先搞好水資源規劃和管理,打破雙層徑流單層調度的不利局面,加快研究和實施先進適用的岩溶水開發技術及方案,合理有效地開發利用岩溶水資源,配合地表水利工程建設,實現岩溶區地表、地下雙層徑流聯合調度,提高對水資源的調控能力。只有充分發揮岩溶水的生態功能,解決了乾旱缺水問題,保證了生態需水,才能有效地進行生態建設[10~14],正所謂「山川秀美,關鍵在水」。

岩溶地區地下具有巨大的儲水空間,形成了對徑流的天然調蓄功能,起到了對降水在年內和年際尺度上的調節作用。且地下水水質好,水量保證程度高,輸水距離短,開發工程佔地極少,對解決嚴重缺水的岩溶地區分散的農村生產生活用水和林草、耕地抗旱保苗用水,具有得天獨厚的優勢和不可替代的作用。要有效地發揮岩溶水資源優勢,改善岩溶區乾旱缺水的面貌,取決於水文地質調查研究程度和對岩溶水賦存規律認識的提高,以及岩溶水勘查開發技術的進步。近年來,有關部門積極探索各種方法來緩解西部地區人畜飲用水短缺狀況,如:「水窖工程」、「移民工程」、「引水工程」等。水窖集水簡單易行,在正常年份可發揮儲水作用,但遇到乾旱年份時難以發揮作用。而且水質很差,長期飲用將對人的健康帶來危害。移民工程可從根本上解決人畜飲用水問題,但需要巨大的財力、物力,且岩溶地區有限的可耕地、居住地及環境條件,對移民搬遷形成了嚴重的制約。引水工程適宜解決城鎮、工礦等集中供水,但西南岩溶石山地區地形復雜,嚴重缺水地區村鎮居民居住分散,在許多地區,長距離引水既不經濟,旱季水源也難以為繼;況且很多地區地表水開發利用率已很高,有些流域已引發生態環境問題,地表水體污染嚴重,水質性缺水問題日益突出,加之岩溶石山地區地表滲漏嚴重,建庫條件差,基礎處理費用昂貴,同我國北方平原和南方丘陵區相比,一座億量級的大型水庫造價,在西南岩溶石山地區只能建一座(2000~3000)×104m3的中型水庫[15],地表水進一步開發的難度越來越大,潛力有限。因此,開展岩溶找水與開發技術的研究,為岩溶水的有效開發利用提供可靠的技術支持,使岩溶找水和開發的成功率和效益大幅度提高,是非常必要和迫切的。

岩溶地區各種地表、地下岩溶空間成為水資源的賦存場所,但由於岩溶發育的不均勻性,給岩溶水的勘查和開發帶來了極大的困難[16]。由岩溶發育的不均勻性所決定,岩溶水的埋藏分布也具有不均勻性,表現為富水性的空間差異和水力聯系的各向異性。在岩溶地區的工程實踐中,常會碰到下面一些問題:相鄰很近的供水水文地質勘探孔,單井出水量相差很大,有的可達每小時幾十至上百立方米,有的還不到一立方米;水利工程的帷幕灌漿孔,有的數十米孔段基本上不透水,當揭露到溶洞時,透水性可幾十倍以上地增加,有的滲漏通道會分布在相距不到幾米的兩個鑽孔之間;有的礦井,本來涌水量極小,而一旦揭露到暗河通道,巨大水流會即刻突入礦井……。這些現象都是岩溶水分布不均勻性的表現。岩溶水的不均勻性往往給岩溶水勘查和開發工作帶來了巨大的困難,以至裸露型岩溶區的供水勘探孔平均成井率仍徘徊在30%左右。但事物都是一分為二的,只要弄清了它的性質,確定了不均勻性的程度,掌握了它們的分布規律,就可以加以利用。例如:在開采利用岩溶水時,只要確定了它是呈管道狀分布的,並查明了管道的位置,即可用少量的工程堵塞地下河通道,形成調蓄水庫,壅高水位,減少提水揚程,甚或自流引水。這對於均勻孔隙、裂隙含水層來說是難於實現的。由於岩溶水的資源潛力、經濟社會發展需求和開發效益都是最大的,因此,岩溶水賦存規律及岩溶水有效勘查開發技術的研究,始終是岩溶地區水文地質、工程地質和環境地質研究的主要工作。隨著岩溶地質調查研究的深入和探測技術的進步,岩溶水勘查開發的成功率將不斷地在各地得到不同程度的提高[17]。此外,按照可持續發展的要求,在岩溶水開發的同時,必須進行岩溶水的保護。因此,在岩溶找水與開發技術研究中,同時進行岩溶水的脆弱性研究和評價,既為岩溶水資源的合理利用和保護提供科學的依據,也必然推進了環境地質學研究的進步,滿足可持續發展的要求。

㈢ 岩溶生態系統概念提出的背景及研究意義

本研究是由國土資源部科技司組織專家組對項目負責人遴選、對項目科學目標及可行性充分論證的基礎上,列入國土資源部「十五」科技發展計劃的重點科技項目。該項目的科學目標和研究內容是在國際地質對比計劃IGCP 448「全球岩溶生態系統對比」提出的科學目標和西部大開發中的國家目標、社會需求和國土資源部職能的基礎上提出的,具有重要的理論意義和實踐意義。

1.2.1 岩溶生態系統概念的提出是地球系統科學在岩溶研究領域的進一步延伸

20世紀的岩溶研究經歷了3個發展階段:①地質地理描述階段(30年代前),代表人物是美國的Davis、Swinnerton,歐洲的Grund、Katzer等;②物理化學(水-岩相互作用)階段,代表人物是前蘇聯岩溶學家索科洛夫,他發表了著名的岩溶學論著《岩溶發育的基本條件》(1962),提出岩溶發育的4個基本條件:可溶性岩石、岩石的透水性、侵蝕性的水和水的運動;③地球系統科學階段(70年代以後),以袁道先等(1988)的《岩溶環境學》為代表,90年代以來,由我國岩溶學者袁道先院士申請獲准、實施的3個國際地質對比項目,體現了地球系統科學指導下的岩溶發展的3個顯著階段:

IGCP 299「地質、氣候、水文與岩溶形成」(1990~1994),將岩溶形態與形成的環境背景結合起來,提出利用岩溶形態組合特徵辨別同質異相、異質同相的混淆,提出了地球系統科學岩溶觀。

IGCP 379「岩溶與全球碳循環」(1995~1999),將岩溶作用與全球碳循環、全球變化聯系起來,即從岩溶作用的基本原理揭示了岩溶作用與全球碳循環密切相關,同時岩溶洞穴石筍中保存著高解析度的古環境信息;提出岩溶動力學理論,從地球表層系統中的4層圈(大氣圈、岩石圈、水圈、生物圈)間物質、能量遷移的角度認識岩溶動力系統的運行規律、演化機制,以及岩溶地區的資源、環境形成演變的特徵。

IGCP 448「全球岩溶生態系統對比」,將岩溶地質作用與生物作用有機地結合在一起,探索岩溶地質背景條件、岩溶過程對生態系統運行、演化的制約。

1.2.2 岩溶生態系統是地球表層系統中的重要組成部分

全球岩溶面積達2200萬km2,占陸地面積的12%(王世傑等,1999)。我國是一個岩溶大國,岩溶面積344萬km2,占國土面積的1/3(李大通等,1983,1985)。以貴州為中心的中國西南岩溶區是全球3大塊岩溶集中分布區(歐洲地中海沿岸、美國東部、中國西南部)之一,其面積達54萬km2,其中滇黔桂湘碳酸鹽岩出露面積37萬km2,占該區總面積的36%(Ford,D.C.and Paul Williams,1989;洪業湯,2000;歐陽自遠,1998)。因此,掌握岩溶生態系統運行規律對岩溶地區的資源開發、環境保護、經濟發展都有重要的意義。

1.2.3 中國西南岩溶生態系統及退化生態環境綜合治理在國際上具有範例性

我國的岩溶發育有四大優勢:①可溶岩古老而堅硬(三疊紀以前為主),孔隙度小;②水、熱配套的季風氣候;③新生代強烈的地殼抬升;④未受末次冰期的刨蝕,使我國的岩溶類型發育齊全,在全球岩溶研究中具有很好的示範性(Yuan Daoxian,1991)。因此,許多著名的國外岩溶學家(如英國的Sweeting,1984;美國的Ford,1993等)在參觀、了解了中國岩溶發育特徵後都認為:國際岩溶學新理論的發展將在中國得到啟示。這充分顯示了我國岩溶研究的地域優勢。

1.2.4 中國西南岩溶生態系統是一地質環境制約的脆弱環境,也是我國西部大開發中需要解決的重要科學問題

早在1983年美國科學促進會149屆年會上,就把岩溶環境作為一種像沙漠邊緣一樣的脆弱環境加以討論。近年來由於人口的增長對資源掠奪性利用、對環境的破壞,給本就脆弱的岩溶生態環境的恢復和重建帶來更大的困難。中國西南岩溶區的脆弱性主要表現在:

水文系統:長期的岩溶作用構成地表、地下雙層空間結構,地表是崎嶇復雜的地形,地下是規模巨大的地下河系統,地表徑流常常流失於地下,造成水土流失,泥沙充填地下管道常常形成阻塞。因此,西南岩溶區土壤易旱、易澇。

地球化學背景:富鈣、鎂的偏鹼性環境。母岩的成土速率低,加上水土流失,造成岩溶區缺土、缺水,同時,賦予岩溶土壤特殊的理化性質及連帶的植物營養狀態的差異。

岩溶植被:岩溶地區的植被具有石生性、旱生性和喜鈣性,而植被生產力偏低。植被一旦被破壞就難以恢復,石漠化面積不斷增加。

人類活動:人類活動改變土地利用方式,對岩溶生態系統的穩定性、生產力產生越來越大的沖擊。而該地區的人口密度為163人/km2,比全國平均人口密度111人/km2高46.8%。因而這一地區也就成為全國貧困縣集中分布區,是國務院「八七」扶貧攻堅計劃的重點地區。為了改善西南岩溶地區生態環境,提高其人口承載力和區域經濟可持續發展,國務院在「十五」規劃中已將「推進岩溶地區石漠化的綜合治理」列為國家目標。

從國際地質對比計劃的宗旨(地球科學為人類服務)和生態學早期的內涵(生態學是關於居住環境的科學),岩溶生態系統研究的目標是:揭示岩溶生態系統的運行演化規律,探索協調岩溶區人口、資源、環境之間關系的有效措施。

㈣ 地質構造研究意義

桂林岩溶地區中生代地層的發現和證實,對地質構造發育史的分析起著重要的推進作用。過去人們在談論本區的地質構造發育史時,因缺乏物質依據,往往只好是從大區域構造特徵進行推論,或僅從形跡的分析,聯系區域構造進行論述,其結果給人們以「玄」的感覺。因此,桂林岩溶地區中生代地層的證實,無疑是彌補了這方面的不足,它有利於進一步闡明本區地質構造的發育規律。如晚三疊世的沉積岩石性質,反映了印支期弧形褶皺構造形成後,地殼處於相對穩定狀態,下石炭統大部分裸露於地表,其風化溶蝕殘余物成為上三疊統砂泥質物的主要來源。晚白堊世的沉積、堆積物則反映在燕山期強烈斷裂活動的基礎上,岩層遭受強烈的侵蝕切割,使得溶(崩)塌角礫岩特別發育,據其產狀分析,常堆積於沿斷裂發育的谷、窪地和溶斗、溶洞中。

以往由於認識上的差異,對上述沉積-堆積物的成因分析也曾有不同的看法,常把一些非構造現象看成是構造現象,如將一些岩溶角礫看成是構造岩;將沉積紋理視為構造擠壓形成的片理;將沉積時,沉積物對礫石的包繞視為構造應力擠壓揉皺等。所有這些誤解,只有在認識了這些沉積—堆積物的成因後,才能得到較准確的解釋,還其成因的原始面貌,從而使地質構造分析研究更接近於客觀實際。

據了解,區外岩溶地區常見類似的角礫岩,由於礫石成分和化石均有混雜現象,曾有用板塊構造的混雜岩解釋,也有用沉積脈或沉積柱解釋。看來,正確的判別將有助於對一個地區地質構造發展史的准確分析。

參考文獻

[1]鄧自強,林玉石,張美良,等.桂林岩溶與地質構造.重慶:重慶出版社,1988

[2]駱萬成,翁金桃,林玉石.紅色岩系中伊利石Rb-Sr法計時.科學通報,1986,(17)

㈤ 岩溶研究的實際意義

1. 岩溶與礦產

與岩溶相關的礦產主要是砂礦、鋁土礦、磷礦、石油、天然氣等。在我國廣西、雲南、貴州等省的岩溶地區都發現了砂錫礦、砂金礦等,這些礦產產自岩溶窪地、岩溶裂隙等低窪處,形成雞窩狀砂礦。在古岩溶面上,可形成鋁土礦,在華北地區就有這類礦產。另外,古岩溶還可成為油氣的儲存空間。

2. 岩溶與工程

在岩溶地區進行工程設計和施工時應注意岩溶對工程的危害。溶洞、暗河、伏流、落水洞、溶蝕漏斗等常可導致地面塌陷、水庫滲水、坑道涌水等災害,一些陡高的峰林、孤峰存在危岩崩塌災害。地表岩溶可直接觀察到,其災害性易於察覺,而地下岩溶是潛伏的,不易直接觀察到,但它的危害性更大,因此對地下岩溶需要採取地質、地球物理、鑽探、遙感等手段探明其發育情況,如規模、延伸方向、埋深、頂板岩性、含水情況等,以便採取有效的防治措施。目前,在國內外因岩溶導致的災害很多,對工程造成了巨大損失。

3. 岩溶與地下水

在岩溶地區,由於發育落水洞、溶蝕漏斗、暗河等,一些地表水轉入地下,而地表徑流少,但地下水豐富,可以開采利用,甚至可作為一些地區人們生活、生產的重要水源。華北地區,地表水比較缺乏,但在碳酸鹽岩地區岩溶水還是比較豐富的,是一些地區工農業生產的重要水源,山西全省利用喀斯特泉灌溉農田總面積達 130000 多公頃,河北邯鄲市西部岩溶水的多年平均總資源量為 11. 05m3/ s(95. 47 × 104m3/ d),北京市 5 處的深成(1000m 以下)岩溶水每年可為北京提供 4. 52 ×108m3的水,這相當北京市一年生產生活用水的 1/8。

在岩溶地區,褶皺軸部、斷裂帶、岩石層面、不整合面等都可能是岩溶水集中地帶,尋找岩溶水需要充分分析地層、斷裂、褶皺的展布規律。岩溶水的開發和利用也應注意生態環境和次生地質災害問題,地下岩溶水也是相互連通的,如果大量開采岩溶水不僅可能引起當地的生態環境惡化和地質災害,而且可能波及周邊地區。

4. 岩溶與旅遊

秀美、壯觀、奇特的岩溶地貌具有重要的旅遊開發價值,是一些地區社會發展和經濟建設價值可觀的自然資源。我國南、北方發育大量的岩溶地貌,景觀奇秀,有些地點已成為聞名遐爾的旅遊勝地,甚至被評為世界地質公園,吸引了大量國內外遊客。岩溶地貌,不僅有秀麗的山水,神奇的溶洞,還有寶貴的古人類文化遺存,人們行走在幽谷奇峰異洞中,不僅領略了自然風光的美,陶冶了情操,還擴展了知識。

思考題

1)岩溶作用發育的條件是什麼?

2)如何利用岩溶地貌及堆積物研究第四紀氣候和構造運動?

3)中國岩溶地貌的發育有哪些特徵?

4)溶洞與人類活動的關系如何?

㈥ 古岩溶不整合研究的地質意義

岩溶不整合同地質的、岩溶的其他術語一樣,不僅是地質現象的綜述,還有實用的、理論的內容。因此,明確岩溶不整合的詞義和確定岩溶不整合,特別是古岩溶不整合對指導建設、資源探采、現代和古代岩溶研究都有一定地質意義。

其一,是岩溶發育強度的區分標志之一。眾所周知,不同岩溶期或同一岩溶期,控制岩溶發育形成的環境條件不同,其岩溶發育度、岩溶改造和建造作用也不同。由於古岩溶不整合往往是構造薄弱面,在其間及附近,若岩性有利和不整合面(上)下裂隙發育,彼此連通好,構成復雜的裂隙系統,利於岩溶水匯集、運移和正負向岩溶形態的形成,以及岩溶建造的發育,形成強岩溶化的復雜系統。遠離岩溶不整合面,若岩性、層組結構不同或裂隙密度不同,岩溶發育程度也不同。因此。岩溶不整合是制約岩溶發育的條件之一,其間和上下岩溶發育強度不同,是區分岩溶發育度的界面或標志之一。

其二,是控岩控礦或成岩成礦的重要地帶之一。岩溶交代、溶蝕作用和岩溶建造常分布在岩溶不整合附近。其中建造的岩石類型極復雜,甚至混雜方解石、重晶石團塊、晶包(簇),或方鉛礦、辰砂、錫石等。更醒目的特徵是溶積鈣礫岩構造混雜,特別是底部鈣礫岩層,除坍塌、破裂角礫外,常有立(懸)礫。礫間孔穴較大,礫面有溶孔和溶穴。這些孔、穴連同基岩的溶裂(隙)、溶孔(穴)都被鈣泥質充填,有些層面構造極發育,這些填隙物彼此連通或以縫隙勾通岩溶建造。岩溶不整合附近的岩溶建造,其下部以溶積鈣礫岩為主,上部為溶積鈣屑灰岩、泥質灰岩或鈣質泥岩,含礫或間夾礫岩。不整合面下基岩中常有細脈或網脈狀裂隙或建造脈,反映岩溶不整合控制了岩溶建造及其岩石類型。此外,古岩溶不整合附近往往是較好的成礦帶,發育岩溶礦床及其成礦建造和礦石建造。礦石(或含礦)建造類型多,如洞穴中有岩溶沉積堆積的巢穴狀砂礦床,塊層狀和風化殼型層狀礦床。其中以淋積、溶漓、殘積、沉積、堆積礦床為主。孔穴中常有冷水或熱液岩溶充填或交代、蝕變的硫化礦床,岩溶不整合附近有時還構成油氣礦床儲集層。

其三,是確定岩溶發育階段的依據之一。有多期岩溶建造疊加的岩溶區,必須區分不同岩溶階段的建造,才能正確認識該區的岩溶發育史。由於溶積鈣礫岩填隙物中流水沖刷面多,但規模小,橫向延伸短,無區域意義。此外,組成岩溶建造的岩石成因類型多,但縱橫向變化大,岩石組分均為近源物質,成分及結構構造相同,亦無區域對比意義。岩石類型間有些雖有類似的間斷面或沖刷面,但范圍局限,只有微地形(貌)意義。此外,岩溶建造的層序、層理基本不清,局部性紋理、層狀構造縱橫向變化大,也缺乏區域穩定性和匹配的改造形態(體)。以上這些特徵都難於從組合或短暫沖刷間斷方面確定岩溶發育階段。而岩溶不整合則代表了岩溶階段間建造組成的長期間斷,有明顯配套的岩溶改造形態(體),並集中於不整合附近,具普遍性,有對比意義。且匹配有改造形態(體)伴生的建造,其物源、成分、成岩結構構造等,都具區域對比意義,如桂林岩溶區喜馬拉雅期、燕山期、印支期及前印支期的岩溶建造可以進行區域對比。因此,不同岩溶期形成的建造接觸面也是岩溶不整合,是岩溶發育階段的產物,也是確定岩溶發育階段的基礎。

其四,是岩溶地質現象的集中帶。古岩溶建造研究表明,岩溶不整合附近的岩溶改造和建造在縱橫剖面上往往交錯出現;在岩溶建造的溶積鈣礫岩中,時有基岩的石牙或石峰,其間有殘丘(山)或負向形態,有些被岩溶建造覆蓋或被岩牆狀、網路狀建造脈充填;不論是充填的、沉積堆積的、交代改造的岩石類型或礦床類型,還是成岩作用及岩溶作用的各種現象,都分別出現在古岩溶面附近,即使是新生代岩溶面附近也有不同程度顯示。總之,不同微地貌形態、岩石類型、礦床類型,各種地質、水文、環境效應和岩溶現象都疊覆交叉出現在古岩溶面附近,或匯於古岩溶不整合附近。

其五,古岩溶不整合的正確認識。古岩溶不整合是第四紀以前不同岩溶作用期形成的岩溶形態(體)和岩溶建造的綜合反映。它的展布空間寬廣,形成時間長,顯示岩溶發育程度的差異,是確定岩溶發育階段的依據之一。

由於古岩溶不整合受古構造、古地形、古環境控制,被岩溶建造保護,因此,其識別標志是岩溶改造形態(體)和岩溶建造等特徵的差異。兩者接觸關系是直接證據,建造底層的岩石類型、結構構造、產狀等特徵是確定的重要依據,同時不整合上的岩溶建造和下伏基岩分別含不同時代的化石,有不同時代的同位素及其年齡值和環境信息,也是有力的證據。

此外,古岩溶不整合是地殼運動的產物,地應力作用的表現形式之一,其附近常有構造薄弱帶,是工程建設、礦山開采、環境治理必須關注的地段,也是不少大型固體礦產、油氣藏聚集、產出的地段。

參考文獻

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㈦ 岩溶區的主要工程地質問題有哪些

岩石的來透水性創造了水和自可溶性岩石廣泛接觸的可能性,使溶蝕作用不限於岩石的表面,還能向深部發展。岩溶、土洞等不良地質作用和現象都會影響地基穩定。鐵路、公路等工程建築則會遇到路基穩定性問題。



(7)岩溶區的工程地質研究的意義擴展閱讀:

洞室圍岩穩定性問題:地下洞室被包圍於岩土體介質(圍岩)中,在洞室開挖和建設過程中破壞了地下岩體原始平衡條件,便會出現一系列不穩定現象,常遇到圍岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建設規劃和選址時要進行區域穩定性評價,研究地質體在地質歷史中受力狀況和變形過程。

做好山體穩定性評價,研究岩體結構特性,預測岩體變形破壞規律,進行岩體穩定性評價以及考慮建築物和岩體結構的相互作用。這些都是防止工程失誤和事故,保證洞室圍岩穩定所必需的工作。

岩溶地貌不僅在碳酸鹽岩石地區發育,而且在其他可溶性岩石(硫酸鹽、鹵化物)分布區也可見到,但以碳酸鹽岩石地區的岩溶地貌最為廣泛和壯觀。

參考資料:網路-工程地質問題

參考資料:網路-岩溶地區

㈧ 岩溶地區的主要工程地質問題是什麼

主要工程地質問題有三類:滲漏問題;地基穩定性問題;地下洞室穩定和突然涌專水、涌泥問題。
研究屬意義:岩溶地區有許多可以利用的有利條件,如地下蘊藏豐富的喀斯特水資源;地下洞穴中富集石油、天然氣、砂礦及礦泉資源;各種奇特的地貌現象常是很好的旅遊資源;喀斯特洞穴曾是人類祖先的棲居地,蘊藏著寶貴的考古資源。但是,岩溶也帶來許多問題,如喀斯特山區耕地少、地表水少,窪地易積水成災;采礦、地下開挖工程會遇到喀斯特涌水;地面工程建設中會遇到工程地基的地面塌陷、水庫漏水和喀斯特氣爆水庫地震、壩基溶蝕引起潰壩等,這對工農業建設是不利因素。總之,對岩溶地區工程地質研究有利於人們合理開發利用自然資源、盡量保證工程安全等。

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