什麼是岩溶地質
Ⅰ 岩溶地質環境背景
6.1.1.1 地形地貌
保靖縣位於湖南省西北部，湘西土家族苗族自治州中部，地處雲貴高原向湘中丘陵過渡的斜坡地帶、武陵山山脈中段。研究區位於保靖縣城南東，以塘口灣水庫灌區為主體，橫跨梅花（包括遷陵鎮）、復興、水銀和陽朝等4個鄉鎮，近185.25km2，屬河間岩溶峰叢窪（谷）地的岩溶中、低山區，為典型的岩溶旱澇區。地理坐標為北緯28°37′～28°42′、東經109°37′～109°40′。總的地勢是南高北低的山川格局。山峰主要呈NE向展布，地形海拔高程，一般為500～650m，岩溶窪地標高一般為390～450m。綜合分析研究表明，研究區內的岩溶地貌形態組合類型，主要有峰叢窪地（谷地）、峰叢盆（窪）地、峰叢槽谷、溶丘槽谷（窪地）等。
（1）峰叢窪地（谷地）
是區內分布最廣的岩溶地貌類型，如車家坪峰叢窪地、馬岩山峰叢窪地、那丘峰叢窪地、老宅峰叢窪地、洞灣峰叢窪地和敖溪峰叢窪（谷）地。峰體多呈圓錐狀，山坡坡度一般30°～40°。峰頂高程一般為540～650m，錐峰相對高度一般為40～80m。窪地為封閉式負地形，其分布高程為420～540m，窪地深一般為30～60m。窪地底部普遍有落水洞發育，起消水作用，為季節性地表水流的排泄口。
（2）峰叢槽谷
岩溶槽谷形態多樣，局部地段仍保留有疊置型的殘留窪地，谷底平坦，負地形發育率在20%左右，呈長條串珠狀或線狀分布，殘坡積粘土層較發育，厚2～10m不等，為主要農業耕作區。槽谷的發育明顯受NNE與NWW向兩組斷裂、裂隙構造控制，如白岩洞NNE向槽谷、沙河NE向槽谷、雷打岩-大灣NWW向槽谷、長坪-小河寨NNE向槽谷和長坡NWW向槽谷等。
（3）峰叢盆（窪）地
由基座相連的簇狀山峰和盆地或大型窪地組成，集雨面積達5km2以上，盆（窪）地面積達2～5km2，盆（窪）地底部平坦，土層較發育，厚2～10m不等，為主要農業耕作區。如敖溪、梭多坪、孟科坪、官莊、車夫、迫逼洞等盆（窪）地，是主要的糧倉。
（4）溶丘槽谷（窪地）
由地表起伏約50m高的溶蝕丘峰和寬槽谷組成，負地形發育率在50%左右，呈寬緩的長條型分布，殘坡積粘土層較發育，厚2～10m不等，為主要農業耕作區。主要分布在甘棠坪、格則湖、桐木棋、梅花和馬虎沖等地，槽谷的發育主要受控於NNE與NWW向兩組斷裂、裂隙構造。
地表落水洞與地下通道
落水洞往往出現在岩溶窪地的底部或一側，並通過豎井或斜井與地下洞穴或地下河溝通，構成復雜的地貌組合類型，如鐵匠村窪地底部一側的鐵匠洞落水洞通過斜井與深部地下河相連接，構成白岩洞地下河系統的一個分支。
表6-1 白岩洞—金塘灣地區洞穴統計
續表
岩溶洞穴及洞穴系統
依據洞穴形態和沉（堆）積物的時空組成以及所處的水文地質單元，將區內30多個洞穴歸屬為既4個彼此獨立又互相聯系的洞穴系統（表6-1）。
6.1.1.2 地層
研究區主要出露寒武系和第四系，其主要岩性為：
（1）下寒武統
1）杷榔組（1p）：深灰—灰黃色頁岩夾泥灰岩及灰岩、鈣質頁岩，厚196m。
2）清虛洞組（1q）：上段為灰白—灰黑色厚層白雲岩及豹皮狀白雲質灰岩；中段是薄層狀泥質灰岩與中厚層狀純灰岩互層；下段以薄層狀泥質條帶灰岩夾厚層狀、巨厚層狀純灰岩為主。厚396～911m。
（2）中寒武統
1）敖溪組（2a）：下段為黑色、深灰—灰黃色鈣質泥岩、頁岩，局部夾泥灰岩，厚40～70m；上段為深～灰色薄層泥質灰岩、白雲岩，夾少量中厚層泥質白雲岩，厚253～283m。
2）花橋組（2h）：青灰色至暗灰色泥質微層灰岩、薄層灰岩、薄層泥質條帶灰岩、夾厚層角礫狀和竹葉狀灰岩，厚318m。
（3）上寒武統
1）車夫組（3c）：薄層泥質條帶灰岩夾厚層角礫狀灰岩、竹葉狀灰岩及白雲岩，厚266m。
2）比條組（3b）：青灰色厚層至塊狀灰岩及結晶灰岩。下部灰岩呈瘌痢狀或條帶狀夾假鮞狀構造；上部灰岩夾數層中-粗晶白雲岩，厚799m。
3）追屯組（3z）：白雲岩、白雲質灰岩夾少量灰岩，厚448m。
中上寒武統：
婁山關群（2-3ls）：灰白—深灰色厚層狀細晶白雲岩，粗晶白雲岩，厚816m。
6.1.1.3 地質構造
研究區在構造上處於新華夏系武陵山二級隆起帶的中段，主要構造線呈NNE-NE向展布，由一系列斷裂和不完整的保靖背斜組成。
（1）保靖背斜
研究區位於保靖背斜中段的軸部。保靖背斜為一拱狀背斜，走向NE40°，軸部由寒武系下統牛蹄塘組、杷榔組和清虛洞組地層組成。東南翼為中上寒武統的敖溪組、花橋組、車夫組、比條組和追屯組地層組成；西北翼為中上寒武統的類山關群，且地層倒轉，傾向南東。由於背斜軸部受NNE向壓扭性斷裂組所破壞，地層倒轉，構成一倒轉的和不完整的單斜構造，岩層傾向東南，傾角10°～30°。
圖6-1 湖南保靖縣區域構造地質圖
（2）斷裂
研究區斷裂發育，主要由保靖NNE向壓扭性斷裂帶（組）和NWW向的扭壓性斷裂組成。其中保靖斷裂帶，由5條NNE向的壓性及壓扭性斷裂組成，規模較大，長20～100km，寬一般10～15m，最寬達40m，破碎強烈（圖6-1）。
1）北北東向壓扭性斷裂
研究區北北東向斷裂為保靖斷裂帶的一部分，主要由平頭司-長潭-敖溪-信坪、岩山腳-尖堡山、鹽叉河-吉庫-金塘灣、西北部的所拉西-敖溪-岔家坡、曾家-張家坪和新橋-梅花等6條斷裂組成，其延伸與背斜軸向大體一致。
2）北西西向斷裂
研究區的北北西向斷裂主要有那丘、鹽叉河、吉庫、洞灣-鐵匠洞、中寨-金塘灣、鐵燈坡和梅花等斷裂，橫切或斜切地層走向，主要表現為先扭後壓的特徵。
6.1.1.4 水文地質
研究區屬沅水流域酉水河水系。酉水河由西向東經保靖縣城從研究區北側通過，是當地岩溶地下水的排泄基準面。酉水河匯水面積18530km2，多年平均流量453.6m3/s。
研究區的地表徑流屬雨洪型，即有暴雨產生洪水而形成地表徑流，地表徑流的分配與大氣降水基本一致，徑流量的大小主要取決於降水量和降水強度以及下墊面的條件。因研究區為碳酸鹽岩地區，岩溶發育，窪地、漏斗、消水洞等負地形遍及全區，所以地表徑流小，而地下徑流大，且以地下岩溶管道徑流為特徵。根據觀測，區內的岩溶水主有3種類型：①裂隙-溶隙型岩溶水；②溶洞型岩溶水和③斷裂-溶裂型岩溶水，其富集受岩性、構造和地貌因素等制約。
區內岩溶水的富集性與含水層岩性、厚度、岩溶發育程度和岩溶類型有關，而其岩溶地下河水主要受構造、岩性控制，背斜軸部主要為寒武系碳酸鹽岩，向斜軸部為奧陶系，地下水主要集中在背、向斜核部。構造及地貌對地下水的運動和局部富集起到控製作用，地下河多沿斷裂發育，主要呈NNE-SSW或SSW-NNE向展布，排泄於酉水河。
區內的岩溶含水岩組類型，按其岩溶層組類型及含水性，可分為連續式碳酸鹽岩類含水岩組和間互式碳酸鹽岩夾不純碳酸鹽岩類兩個含水岩組。再據其含水性及富水程度又劃分出強岩溶、中等岩溶、弱岩溶含水層（組）。
（1）連續式碳酸鹽岩類含水岩組
1）連續式間互型溶洞-地下河強烈發育的清虛洞組碳酸鹽岩類含水岩組
為區內主要含水層，屬強岩溶化層組，岩性為上部厚層白雲岩及豹皮狀灰岩；下部厚至薄層灰岩、泥質灰岩及白雲質灰岩。該含水層（組）岩溶最發育，主要岩溶形態有大型窪地、岩溶槽谷、落水洞、洞穴及規模巨大的岩溶地下河。如白岩洞—金塘灣地下河系統和塘口灣那洞地下河系統，主要沿斷裂構造線展布，其發育明顯受NNE向背斜和斷裂構造控制。此外，除發育岩溶地下河外，該含水層還普遍出露表生岩溶泉，據30個泉水（點）統計（表6-2），占總泉水數的25%～30%，其流量較小，一般為0.1～2L/s，主要以裂隙下降泉形式出露。
2）連續式全層型溶洞裂隙中等發育的婁山關群碳酸鹽岩類含水岩組
含水岩組的岩性主要為灰-灰白色厚層白雲岩夾少量白雲質灰岩，分布於研究區的西部。該層岩溶發育，主要岩溶形態為溶溝、落水洞及洞穴，地下水主要以岩溶泉的形式排泄，屬深層斷裂岩溶泉。據泉水調查資料，其流量一般為0.5～2 L/s，最大梅花泉，為14.12L/s；其次是馬虎沖泉，為7.83 L/s；這是本區岩溶水最富集的含水層，岩溶泉主要（80%）以上升泉的形式出露，如梅花上升群泉、桐木棋上升群泉、麻陽上升群泉等，泉水流量相對穩定，屬深部斷裂、裂隙岩溶水。
表6-2 保靖白岩洞—金塘灣岩溶區泉水點統計
3）連續式全層型與間互型中等發育的敖溪組上段、花橋組和車夫組碳酸鹽岩類含水岩組
含水層岩性主要為灰色薄層灰岩、泥質條帶灰岩夾厚層角礫狀、竹葉狀灰岩和白雲岩，該層岩溶中等發育，主要岩溶形態為溶溝、落水洞、窪地、槽谷及規模較小的洞穴，地下水主要以岩溶泉的形式排泄，據泉水調查資料，其流量較小，一般為0.1～1L/s，主要以裂隙下降泉形式出露，如滴水洞泉、花橋泉和小河寨泉群等，泉水流量不穩定，屬岩溶裂隙水。
（2）間互式碳酸鹽岩夾不純碳酸鹽岩類含水岩組
1）間互式全層型溶洞裂隙強發育的追屯組和比條組碳酸鹽岩類含水岩組
含水岩組的岩性主要為灰色、淺灰色厚層白雲岩、白雲質灰岩、厚層至塊狀灰岩，分布於研究區的東北部。該含水岩組岩溶較發育，主要岩溶形態有溶溝、落水洞、窪地、槽谷、洞穴及規模較大的地下河。如車夫洞、樹兒洞—白溪關地下河，主要沿NE40°及NW275°～290°兩組斷裂方向發育。此外，岩溶泉主要以岩溶裂隙下降泉的形式出露，其流量較小，一般為0.1～1 L/s。
2）間互式夾層型岩溶裂隙弱發育的敖溪組下段和杷榔組含水岩組
含水岩組的岩性主要為深灰—灰色頁岩夾中薄層泥灰岩及灰岩、鈣質頁岩、鈣質泥岩。該層岩溶發育極弱，主要岩溶形態有溶裂和溶孔（穴），沿斷裂裂隙破碎帶有泉水出露，如吉庫沿斷裂帶出露的泉群等。
Ⅱ 岩溶地質性因素
（一）岩溶滲漏
桂中地區上林、賓陽、貴港、合山、興賓區、象州、武宣、忻城等8 個縣（市）岩溶分布面積達14 069km2，占土地總面積的75.4%。由於地處南亞熱帶濕潤氣候區，岩溶發育強烈，岩溶系統表層的岩溶化極強，岩層裸露、溶蝕溝槽、溶蝕縫隙、溶潭溶窪、滲（塌）坑、落水洞、豎井、漏斗、溶洞、岩溶管道和地下河等構成地表物質與能量迅速滲漏轉移的復雜介質結構系統。降水和地表水容易滲入地下，水文動態變化劇烈，因此造成所謂「地表滴水貴如油，地下河水白白流，一場暴雨十日澇，十日不雨禾焦頭」的岩溶型旱澇現象。
（二）地表、地下雙層水文網
岩溶地區由於同時存在著地表和地下兩個水文網，水流運移循環與非岩溶區差別很大。地面河網密度明顯小於非岩溶區，地下水徑流網發育，如興賓區河網密度平均僅0.15km/km2，為我國南方非岩溶區平均0.6～1.0km/km2的1/6～1/4。岩溶地區產流機制十分復雜，受地層岩性、構造、地貌和地表水系及排泄基準面的控制，雨水-地表水-地下水之間的關系密切，「三水」轉化頻繁，岩溶含水層是一種導水性強而貯水性偏弱的雙重介質，如同篩子過水而不是海綿吸水，岩溶區水文動態變化劇烈，徑流分布不均，水位動態變化大，自然狀態下對可再生資源的動儲量調節作用十分微弱。地表流域水量虧多盈少，按非岩溶區模式求得的產流量往往偏高30%～50%。岩溶區水庫、山塘等蓄水設施的岩溶滲漏嚴重，在興賓區近2/3的中、小型水庫蓄水達不到設計標准。岩溶地區獨特的水文網結構給水系治理帶來許多復雜的技術問題，大大增加了水利建設的技術難度，因此需要探尋一種適合岩溶環境特點的建設模式。
（三）土被保水性差
據初步調查，本區土被基本上為紅土化碳酸鹽岩風化殼，與有6 000萬年以上歷史的古老峰林地貌系統（晚白堊世開始發育）伴生形成。成土母質由殘積和坡洪積物經短途搬運的混合再沉積組成，並成為峰林平原岩溶景觀的重要組成部分。
峰林平原型風化殼整體上保水性能極差，強透水、持水性差，如興賓區，砂礫質土壤面積佔46.5%（表3-7）。其主要原因：一是土層淺薄，在碳酸鹽岩母岩層的溶蝕溝槽中呈囊狀產出，多數情況下平均厚度不到1～2 m；局部雖可達10m或更多，但在不同深度經常出現突起的石芽個體或群體，為水流沿石芽邊壁垂向下滲提供了方便條件。二是礫石多，增加了土層的漏水性。三是基岩面上往往有一層數十厘米厚的殘積和交代成因的粘土層，保水能力較好，但遇旱脫水出現龜裂，加快了水分的流失，對水田危害尤為嚴重。在興賓區持水能力較差的砂礫石土類佔耕地總面積的46.5%，而此類土壤的稻田耗水量比粉質土和粘質土的大1～3倍（表3-8、圖3-4），單位產量的耗水量達到12.5 m3/kg，可見農田高耗水進一步加劇了該地區的水資源供需矛盾。
表3-7 興賓區砂礫質土壤特徵與分布Tab.3-7 Characteristics and distribution of sandy-gravelly soil in Xingbin District
註：據譚宏志等統計，興賓區第二次土壤普查資料。
（四）生態環境惡化
岩溶平原區農業生態經濟系統的基本結構遭到嚴重破壞，運轉陷入惡性循環。首先是短缺森林這個重要的調節系統。如興賓區據1973年普查，全區森林覆蓋率為5.4%，據1989年簡易調查則降至3.1%，森林涵養水分的能力減弱，水土流失加快，更加重了區域乾旱。
森林是生態系統的主體，在亞熱帶岩溶地區其地位尤為突出，這里生境十分嚴酷，成片立生的岩溶森林群落，憑藉生物不同尋常的生長能力繁衍生存，成功地改造著乾旱的原始生態環境，為人類創造出較好的農業生產環境。森林的巨大水文學效應主要表現在它涵養水分的功能，據文獻資料，原始森林的（枯枝落葉）墊積層可把40%～80%的降水轉變成緩慢排泄的地下潛流，從而起到整存零取的作用。我國亞熱帶森林死地被物（主要是枯枝落葉）蓄水能力為50～200mm（水柱），即（5～20）×104m3/km2。若興賓區森林覆蓋率恢復到35%，其總蓄水能力相當於修建20座1 000×104m3的中型水庫，全區枯季地下水徑流量可增加一倍。
表3-8 小平陽鄉不同類型稻田平均灌溉用水量及產量（1981～1990）Tab.3-8 Average amount of irrigation water and rice yields in different types of rice fields in Xiaopingyang Country
（據張之淦，2005年）
圖3-4 小平陽岩溶平原不同土質的水稻灌溉水量與產量關系圖
Fig.3-4 Correlation between amount of irrigation water and rice yields in different types of soils in Xiaopingyang karst plain
Ⅲ 特殊的岩溶地質條件
峰叢來窪地有選擇性地發育在晚古源生代厚層的堅硬碳酸鹽岩中。其岩性較純，結構緻密，質地堅硬，連續厚度大，如純灰岩和硅質白雲岩。一方面，純灰岩具有較大的可溶性；另一方面，岩石本身的孔隙度低，溶蝕作用只能在岩石表面和裂隙帶內進行，以表生岩溶作用為主，沿裂隙等軟弱面發生差異溶蝕作用，引起崎嶇岩溶表生形態的形成。同時，在陡峭形態形成之後，質地堅硬的厚層灰岩具有較大的抗蝕性，使之能夠抵抗外力的沖擊、侵蝕和自身重力等帶來的破壞，從而使奇特的形態能夠持續保存和發展。
新近紀（晚第三紀）以來，大部分峰叢窪地地區有過不同程度的間歇性抬升。其構造活動的結果，不但抬高了峰叢區的地勢，而且使河網深切，地下水位降低，為峰叢窪地向深發展、窪地負地形的發育增加活力。此外，峰叢窪地之所以長期存在與發展，與其下伏的深厚包氣帶密切相關，而包氣帶的厚度很大程度上取決於地殼抬升的幅度。
Ⅳ 溶斗的岩溶地質學術語
doline, cloup, sotch
溶斗抄又稱喀斯特漏襲斗。呈漏斗狀或碟狀的封閉窪地,較大者又稱斗淋。漏斗直徑幾米到數百米,深幾米到幾百米。成因有兩類：一類是地表水沿節理裂隙溶蝕而成的溶蝕漏斗,底部往往被溶蝕殘余物質所充填,有的底部有落水洞。另一類是溶洞頂板塌陷而成的塌陷漏斗,橫斷面呈筒狀。有岩溶漏斗、灰岩坑、盤坑、盆坑等別稱。在中國重慶奉節等地,群眾把塌陷漏斗稱為天坑。在峰叢地區發育的巨型漏斗稱為「弄」,明代徐霞客稱為「環窪」。
Ⅳ 喀斯特 丹霞 岩溶 雅丹地貌分別有什麼地質特徵
喀斯特地貌主要為氧化鈣類物質，是在水侵蝕下溶解成，如廣西的桂林山水。
丹霞地貌是因為含有氧化鐵類物質成紅色，如廣東的丹霞山。
雅丹地貌在乾旱地區風化作用使得石灰岩呈現獨特的形狀，如甘肅的雅丹魔鬼城。
Ⅵ 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水、涌泥問回題.
研究意義：岩答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.
Ⅶ 岩溶地質環境及水文地質特徵
由於地質環境條件、地質作用的變化，必然地導致水土資源、生物生長的適宜性、人類的生產生活環境、生態地質環境問題或災害類型及活動強度的明顯改變。相應地在不同類型的岩溶地質環境條件下，岩溶水的資源特徵及生態環境功能，岩溶水源地的類型、水文地質特徵，開發技術條件與脆弱性，供水需求等都有所差異。因此，岩溶水資源的開發利用，只有與岩溶地質環境條件相適應，做到因地制宜，才能夠實現可持續發展。
服務於岩溶水運動和賦存規律、岩溶水開發技術條件研究的需要，也為了在岩溶水的開發與環境效應評價實踐中便於識別，本書以岩溶地貌形態組合及特徵為主導標志，結合地形地貌、地質、土壤、氣候、水資源、植被等地質環境要素與人居分布及人類活動等社會環境的差異，對瀘西小江流域進行岩溶地質環境分類研究，為岩溶水的有效開發實驗研究提供地質科學依據。
小江流域岩溶地質環境類型復雜多樣，從岩溶水的補給區到排泄區，歷經岩溶山地、岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰叢窪地、岩溶平壩、岩溶河谷等不同類型的岩溶地貌形態組合單元(圖3-2)。
圖3-2 瀘西小江流或水文地質結構概化圖
1—鬆散土覆蓋層；2—表層岩溶帶；3—岩溶空隙；4—導水溶洞管道；5—岩溶上升和下降泉；6—岩溶水流向；7—落水洞；8—地表河流及水位；9—地表河流及流向；10—高程點
岩溶山地山高坡陡，氣候冷涼，基岩裸露，土層淺薄，分布零散，土壤貧瘠，多屬宜林區，耕地多為旱地，以旱作農業為主產業，主要種植玉米、蕎、土豆等作物。交通不便，村鎮規模小，居住分散。地表岩溶窪地、谷地發育，漏斗、落水洞密布，降水漏失嚴重，是岩溶水的主要補給區，建庫條件極差，水資源嚴重匱乏。地下岩溶發育極不均勻，岩溶飽水帶深埋，導儲水空間以洞管為主，岩溶水主要為溶洞管道流，沿暗河有許多漏斗、落水洞與其溝通，岩溶水主要通過這些通道獲得補給，岩溶水系統儲存調節能力弱，水位流量季節變化劇烈。岩溶水很大一部分以大泉、暗河形式在盆谷底邊緣排泄，飽水帶岩溶水的開發十分困難，形成了地帶性的資源性缺水。農村生活用水、抗旱保苗用水都十分緊缺。但岩溶石山區表層泉出露位置較高，水質良好，開發技術難度小，水量基本能滿足岩溶山區分散居住的農村生活及抗旱保苗用水。因此，在飽水帶深埋的岩溶石山區具有很大的供水意義和開發價值。
岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰叢窪地主要分布於盆地外圍山區與盆底平壩之間，氣候溫和，地勢起伏較小，植被覆蓋率低，窪地、谷地發育，地形破碎，土層較薄，土壤肥力差，水土流失強烈，石漠化嚴重，灌溉條件較差，以旱地為主，水田次之，主要種植玉米、蕎、土豆、水稻，經濟作物和林果種植也較普遍。交通方便，人口稠密，村鎮密布。地表落水洞、溶井、腳洞、溶溝溶槽發育，水庫滲漏強烈，地下岩溶發育不均勻，岩溶飽水帶埋藏較深，導儲水空間以洞管隙構成網路，岩溶水為溶洞管道流及溶隙擴散流並存，溝谷、窪地內泉點較多，但流量動態變幅較大。此類地區因地表水嚴重滲漏、岩溶水埋藏分布不均勻、成井率低形成了工程性缺水。導致農村生活用水、發展種養殖業和庭院經濟、抗旱保苗、岩溶石山名特優果林規模經營、生態環境建設用水困難。適宜通過開發隱伏的飽水帶和表層帶富水塊段岩溶水，以解決農村生活和生產用水困難。
盆底沉積平壩地勢平坦，氣候溫和，土層深厚，土壤肥沃，土地連片、平整，水資源較豐富，灌溉條件好，交通方便，最為適宜工農業生產與城鎮建設。所以，人口稠密，城鎮規模大，分布密集，工廠較多，農業生產發達，是傳統的農業主產區。由此也造成了地表水和淺層孔隙水的嚴重污染，大興堡一帶取樣化驗分析表明亞硝酸鹽超標2925倍，氨氮超標3019倍，細菌超標75倍，大腸桿菌超標800倍以上，造成了嚴重的水質性缺水，導致農村生活用水困難，周邊岩溶台地區旱地的乾旱缺水也很嚴重。該區岩溶水主要是來自周圍裸露型岩溶山區的側向徑流，其次有少量的大氣降水通過鬆散覆蓋層孔隙的垂向滲透補給。在側向徑流中，一部分來自盆地底面以上上層徑流帶的岩溶水，以盆地底面為排泄基準，沿盆地邊緣形成大泉、暗河排泄；盆地底面以下下層徑流帶的岩溶水，繼續向深部呈近水平二維溶隙擴散流向盆地下游徑流，通過盆地南部存在的落水洞和岩溶洞管，向小江峽谷區匯集排泄。大興堡一帶是岩溶水由淺變深，由較均勻的水平二維溶隙擴散流向不均勻的三維溶洞管道流過渡的轉換地帶，岩溶水埋深逐漸增大，徑流逐漸集中。該區岩溶水匯集，且覆蓋型岩溶含水層組具有很大的儲存資源可以發揮調節作用，允許開采量大，岩溶發育較均勻，是一般供水鑽井開發的主要分布區，適宜將大泉或暗河與富水塊段聯合規劃開發，有效調節開發利用岩溶水。
南部岩溶河谷縱坡降大，地形切割深，谷坡陡峻，溝谷發育，植被覆蓋率較低，土層淺薄，土地零散，以坡地為主，上游多種小麥、玉米，下游種植柑橘、黃竹等，水土流失強烈，石漠化嚴重。交通極差，人口稀少，村落稀疏。谷坡之上地表徑流很快，岩溶水深埋，空間分布極不均勻，以溶洞管道流為主，在谷底集中排泄，水資源短缺。宜以表層泉開發解決農村生活用水困難。由於小江河谷為全流域地表水和地下水的集中排泄帶，水能資源富集，而土地及其他自然資源和環境條件差，因此，適宜建設中小型水電站開發水能資源。
小江流域岩溶水是由大氣降水入滲而形成，其上層徑流以泉、暗河的形式以瀘西盆地底面為排泄基準排泄而轉化成地表水，最終匯集於盆地南部通過工農隧洞及落水洞排向小江；下層徑流則以小江水面為基準而通過深層徑流排泄(圖3-2)。流域岩溶水的年平均補給量，減去以瀘西盆地為基準的上層徑流排泄量及小江流域岩溶水開采利用後的損耗量，應等於小江流域岩溶水的下層徑流量。
流域岩溶水均衡方程：
QR-Q1-Q2=QD-Q3
式中：QR—小江流域岩溶水天然補給量(104m3/a)，採用滲入法計算，補給面積取全流域裸露型岩溶面積，降水量取瀘西縣氣象站2003年降水量；Q1—以瀘西盆地底面為排泄基準的上層徑流排泄量(104m3/a)，採用泉流、暗河流量匯總法，即累加2003年野外調查期間瀘西岩溶盆地匯水范圍內的所有岩溶水天然出露點的排泄量(實測流量)；Q2—小江流域岩溶水開采利用後的損耗量(104m3/a)，為全流域合計開采量減去退水量，計算公式：Q2=QK(1-tS)，式中：QK為2003年小江流域岩溶水的開采量，tS為退水系數，根據區域經驗取0.85；QD—小江河谷岩溶水排泄量(104m3/a)，為未知量；Q3—瀘西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道地表水2003年的泄流量(104m3/a)。
岩溶水均衡方程左邊為小江流域岩溶水總的大氣降水滲入、灌入天然補給量，減去以瀘西盆地底面為排泄基準的上層徑流排泄量，以及小江流域岩溶水開采利用後的損耗量，顯然剩餘的僅有小江排泄帶以上繼續作深遠程徑流的下層徑流量；右邊為排入流域的最終排泄基準小江河谷的岩溶水總排泄量，包含下層徑流量和瀘西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道吸收的地表水泄流量，顯然，當其減去後一項之後，剩餘的也僅有下層徑流量。所以，方程是成立的，能准確完整地反映小江流域的「三水」轉換關系。
選擇2003年為均衡年，通過計算，小江流域岩溶水 2003年補給量為 14013.12 104m3/a，上層徑流量為6917.89 104m3/a，下層徑流量為6124.51 104m3/a(表3-1)，下層徑流量占年平均補給量的44%。這一研究成果，首次定量說明了岩溶盆地流域岩溶水開發的資源前景及潛力。
表3-1 瀘西小江流域岩溶水均衡計算結果表 單位：104m3/a
Ⅷ 岩溶與地質構造的關系
岩溶與構造的關系，直接表現為主要岩溶形態都是岩溶水沿導水構造空間溶蝕、侵蝕擴大的結果。其中有溶蝕擴大而成的各種負向形態，有因侵蝕切割和溶蝕而形成的各種正向形態。由於破裂構造連通性的不同和岩溶水質的差異，不是所有的構造縫、隙都隨溶蝕擴大形成岩溶空間，只有那些連通性好的縫、隙，同時為具有侵蝕性能的岩溶水所流經，產生不斷的溶蝕、侵蝕作用，才能造就千姿百態的岩溶形態。若在岩溶作用過程中，岩溶水趨於飽和而產生沉澱，或溶蝕速度小於沉澱速度，則導水空間漸被充填堵塞，岩溶水流動受阻，岩溶作用漸趨減弱直至停滯。此後，新的岩溶作用即有賴於再次構造運動的破壞，恢復構造縫隙的連通性，才能使岩溶作用再獲生機。因此，地殼多期的活動，有助於岩溶作用持續或斷續地進行。新構造形跡在找水中有重要的意義，其原因之一就是由於該時期發育的斷裂、裂隙系統近期仍有活動，又未被充填癒合，而具有較好導水性能。
岩溶作用除受構造因素制約外，還受到地層岩性、水文地質，氣候、生物等因素的制約，但這些因素又往往與不同地史時期的地質構造事件緊密相關，並受其形成的構造形跡的影響。如因構造作用而產生的岩性的變化；因構造條件的改變使地形改觀而形成新的水文地質格局；因構造變動使自然環境轉變而導致氣候、生物產生水平和垂直分帶現象，所有這些，對岩溶作用均有深刻的影響。
構造控制岩溶發育的這一關系，反映兩者在空間分布和形成時間（時序關系）的規律性[1]，並通過構造特徵、岩溶形態、岩溶沉積及堆積物加以體現。空間上的構造控制特徵不但反映在岩溶個體形態方面，同時也反映在岩溶組合形態特徵上，如峰叢窪（谷）地多與地殼上升導致潛水面的下降和包氣帶的增厚，岩溶水沿陡傾角的斷裂、裂隙向下不均勻的滲透，造成不同程度的溶蝕分割有關；峰林平原則常因區域相對下降，形成構造匯水區，發育地表及地下水系，由流水岩溶作用而成。岩溶斷陷盆地和岩溶斷塊山地成因的構造控制更是顯而易見。此外，關於岩溶形態的空間排列特徵，常受構造制約而具方向性、等距性、成層性等[11]。
時間上的控制規律反映在時期不同、地質構造性質不同和由此引發的其他因素更不同，其對岩溶作用的影響也不同。如不同時期的古岩溶環境，無論是在地殼結構、水圈、氣圈的組成都有不同，因而各時期岩溶的成生發展都不會是千篇一律或作簡單的重復。由此可見，「岩溶旋迴」的提法似有不妥，而應用「岩溶階段」似更為合適。
地史說明，自元古代至中、新生代曾有多期次的構造運動，其間有時間長短不一的沉積間斷期，形成相應的大陸地形，在可溶岩地區即發育岩溶地貌。由於各期次構造運動性質不同，岩溶環境差異頗大，且岩溶作用時間長短也不一，從而造成各階段岩溶化地塊的組成、結構、相關關系等彼此差異相應較大。我國南方岩溶地區由於古生代的構造運動多屬振盪造陸性質。碳酸鹽岩中未能形成連通性良好的導水構造系統，或只孕育地帶性、局部性的儲水或導水帶空間。因此，盡管一些地區的間斷期較長，但終因構造及岩溶發育條件的欠缺，而難以形成如近代所見的地表及地下的各類完整岩溶系統。地表僅以發育溶蝕分割不大的丘叢窪地為主，地下洞穴系統發育不完善。中生代期間，普遍經歷了印支期和燕山期的造陸、造山運動，碳酸鹽岩受褶皺、斷裂破壞，形成連通性良好的導水構造，在適宜的岩性、氣候條件下，岩溶向縱深發展。特別是到晚白堊世，由於斷塊的升降，岩溶區內大小盆地相繼形成，隨著盆地邊緣地塊的上升和盆地內部的下陷，上升區峰、窪向縱深發展而由丘叢向峰叢演化，同時發育一定規模的洞穴系統。下陷區則成為溶蝕殘余及侵蝕崩塌物的沉積、堆積場所。一些岩溶型礦床也以充填洞穴型或岩溶交代型等產出，反映當時岩溶作用具有多種形式。晚白堊世以後，早、中始新世間和漸新世與中新世期間，地殼運動又趨於激化。直到中新世至全新世，地殼趨於相對穩定，以差異升降運動為主，有利於各類岩溶系統的配套、完善。在前期峰叢地貌及洞穴系統的基礎上，在構造匯水地帶，由於流水岩溶發育，局部分化形成峰林地貌，除於殘峰的中上部尚保存不同特色的洞穴系統外，局部尚發育較均一的、地下水切深較小的由洞、縫、隙組成的地下水文網。在繼承性發育的峰叢區，則以形成完整的洞穴系統，並組成多級跌水的地下水文網為特徵。
縱觀岩溶體系的發育歷史，認為我國南方岩溶地貌主要發育在強烈的地殼運動上升時期，岩溶作用以塑造峰體（群）及形成洞穴、窪（谷）地等改造作用為主；而在相對穩定（寧靜）時期，岩溶作用以繼承改造峰體（群），完善洞穴系統以及形成岩溶建造作用為主。因此，燕山晚期（以晚白堊世為主）和喜馬拉雅晚期（新近紀末至第四紀初），是地史上的兩個主要岩溶體系配套發育完善時期。
Ⅸ 岩溶地貌、地質環境
6.2.1.1 具有明顯的區域地理優勢
蒙自縣位於雲南省東南部（圖6-4），東面與文山、屏邊接壤，西南與個舊、元陽、金平為鄰，北接開遠、硯山。北距開遠55km，距昆明309km（鐵路）、289km（公路）；南抵國家級口岸河口210 km（鐵路）、168km（公路），距越南海防港 442 km。境內有昆—河、蒙—寶、草—白三條鐵路通過，是通往越南、東南亞的重要通道。公路四通八達，昆—河公路、蒙—文公路在境內交匯。航空具有重要的戰略地位，現有兩個機場，可開辟民用客、貨運。
圖6-4 蒙自交通位置圖
蒙自縣轄5鎮9鄉（圖6-5）、86個村公所（辦事處）、690個自然村、976個生產合作社。2000年末農村總人口253523人，人口密度135人/km2。全縣有漢、彝、苗、壯、回等 19 個民族。其中漢族人口 126633人，占總人口的42.76%；少數民族人口169546人，占總人口的 57.24%，其中彝族佔30.26%。是紅河自治州少數民族人口最多的縣。
1992年11月16日，雲南省政府批准設立省級蒙自經濟開發區。1992年12月18日，國務院批准蒙自為對外開放縣。1997年11月15日，省政府批准蒙自為農業現代化綜合試驗示範區。
6.2.1.2 自然資源豐富
蒙自地處低緯高原，跨北熱帶至南溫帶氣候，大多數地區屬於南亞熱帶，光照充足，熱量豐富，冬無嚴寒，夏無酷暑。海拔1300m左右的蒙自壩區，年均氣溫18.6℃，年均降雨量815mm，≥10℃的積溫達6255℃，≥10℃的天數長達 318d，年日照時數2234h，全年無霜期337d，屬省內光熱高值區，適宜多種作物生長。
境內已探明有銀、錫、鋁、鋅、錳、磷、煤、大理石等礦種，其中老寨鄉白牛廠多金屬礦，銀金屬儲量達5000t以上，規模為世界級銀礦。雨過鋪煤田含煤面積120 km2，蘊藏量達20多億噸，芷村褐煤儲量達400餘萬噸，水田大理石儲量達1.2億m3。
全縣土地總面積 321.03萬畝，其中可耕地面積109.93萬畝，人均3.6畝，現有耕地40.48萬畝，人均1.34畝；園地3.13萬畝，林地 120.24萬畝，牧草地 6633.9畝，城鎮村莊工礦用地7.15萬畝，交通用地3.36萬畝，水域5.63萬畝，未利用地70.92萬畝。
縣境內有風景如畫的南湖、緣獅洞建築群、「西南聯大」舊址、龍寶坡天然溶洞、古猿人遺址「馬鹿洞」，以及春秋戰國時期的青銅器、明清古建築、碑刻、古廊、海關舊址等。形成以五里沖水庫、南湖、長橋海水庫、萬畝石榴園、北回歸線標志、緣獅洞等為主的旅遊景點，開發旅遊業前景廣闊。
圖6-5 蒙自縣所轄行政區圖
有高等植物200多科，500多屬，2500多種。常見的樹種、竹類、野生葯用植物分別有70餘種、15種和90種，此外，常見的野生花卉、野生菌種和草本植物也分別有9種、14種和16種之多。
6.2.1.3 獨特的斷陷盆地地質背景
蒙自盆地為一近似矩形的斷陷盆地，面積253km2。盆地內地勢較平坦，海拔1284～1323m。北邊以溶丘與草壩盆地相隔，東、南、西三面為中山環繞，與盆地相對高差440～1400m。
斷陷盆地位於康滇菱形斷塊的東南邊緣，為發育於斜滑活動帶上的地塹斷陷盆地，主要受控於兩條南北向斷裂，即東部的蒙自-草壩東山斷裂和西部的開遠-個舊斷裂。新構造運動期間，早期形成的斷裂帶重新活動，原來以壓性為主的斷裂轉化為張性斷裂，從而在拉張斜滑作用下形成斷陷盆地。
盆地內部被第四系、新第三系覆蓋，第四系鬆散岩類堆積物厚3～100m，新第三系為泥灰岩沉積，夾煤層、礫岩和砂岩，最大沉積厚度達700m（長橋海-雨過鋪一帶）。
區內出露的地層分為兩大類，一類是以碳酸鹽岩建造為主的前新生代地層；另一類是鬆散岩類沉積的新生代地層。其中寒武系分布於蒙自東部至鳴鷲一帶，厚764.8m，以頁岩、砂岩、白雲岩為主；泥盆系分布於黑龍潭以東地區，厚860.3m，以砂岩、灰岩、白雲岩為主；石炭系分布於芷村、鳴鷲一帶，厚度534.5～1035.1m，以灰岩為主；二疊系分布於大庄以東地區，厚779.4～1519.7m，以灰岩為主，上統為玄武岩和硅質岩，夾煤層和頁岩；三疊系分布面積廣，厚3200～6638m，下統飛仙關組為砂質頁岩和粉砂岩互層，下統永寧鎮組以泥灰岩為主，中統個舊組以白雲岩和灰岩為主，岩溶發育強烈，為區內主要含水層位；中統法郎組分布於雞街及駐馬哨等地，岩性為頁岩和砂岩。
新生代地層主要分布於盆地及盆地邊緣地區，其中老第三系分布於新安所以東、城紅寨等地，分布零星，厚300m。岩性為灰色礫岩、鈣質泥岩；新第三系隨盆地的沉降而沉積，在盆地中廣泛分布，厚達500～7000m，主要由泥灰岩組成，夾砂岩、煤和泥岩；第四系廣布於各盆地中，在山區零星分布，累計厚282.66m，平均83.63m，盆地中第四系堆積物主要為湖泊、湖沼及河流相沉積，盆地邊緣則以洪沖積和坡洪積為主，山區主要以沖積和殘坡積為主。
Ⅹ 岩溶地區的主要工程地質問題是什麼及其研究意義.
主要工程地質問題有三類：滲漏問題；地基穩定性問題；地下洞室版穩定和突然涌水、涌泥問題權。
研究意義：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。