什么是岩溶地质
Ⅰ 岩溶地质环境背景
6.1.1.1 地形地貌
保靖县位于湖南省西北部，湘西土家族苗族自治州中部，地处云贵高原向湘中丘陵过渡的斜坡地带、武陵山山脉中段。研究区位于保靖县城南东，以塘口湾水库灌区为主体，横跨梅花（包括迁陵镇）、复兴、水银和阳朝等4个乡镇，近185.25km2，属河间岩溶峰丛洼（谷）地的岩溶中、低山区，为典型的岩溶旱涝区。地理坐标为北纬28°37′～28°42′、东经109°37′～109°40′。总的地势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，一般为500～650m，岩溶洼地标高一般为390～450m。综合分析研究表明，研究区内的岩溶地貌形态组合类型，主要有峰丛洼地（谷地）、峰丛盆（洼）地、峰丛槽谷、溶丘槽谷（洼地）等。
（1）峰丛洼地（谷地）
是区内分布最广的岩溶地貌类型，如车家坪峰丛洼地、马岩山峰丛洼地、那丘峰丛洼地、老宅峰丛洼地、洞湾峰丛洼地和敖溪峰丛洼（谷）地。峰体多呈圆锥状，山坡坡度一般30°～40°。峰顶高程一般为540～650m，锥峰相对高度一般为40～80m。洼地为封闭式负地形，其分布高程为420～540m，洼地深一般为30～60m。洼地底部普遍有落水洞发育，起消水作用，为季节性地表水流的排泄口。
（2）峰丛槽谷
岩溶槽谷形态多样，局部地段仍保留有叠置型的残留洼地，谷底平坦，负地形发育率在20%左右，呈长条串珠状或线状分布，残坡积粘土层较发育，厚2～10m不等，为主要农业耕作区。槽谷的发育明显受NNE与NWW向两组断裂、裂隙构造控制，如白岩洞NNE向槽谷、沙河NE向槽谷、雷打岩-大湾NWW向槽谷、长坪-小河寨NNE向槽谷和长坡NWW向槽谷等。
（3）峰丛盆（洼）地
由基座相连的簇状山峰和盆地或大型洼地组成，集雨面积达5km2以上，盆（洼）地面积达2～5km2，盆（洼）地底部平坦，土层较发育，厚2～10m不等，为主要农业耕作区。如敖溪、梭多坪、孟科坪、官庄、车夫、迫逼洞等盆（洼）地，是主要的粮仓。
（4）溶丘槽谷（洼地）
由地表起伏约50m高的溶蚀丘峰和宽槽谷组成，负地形发育率在50%左右，呈宽缓的长条型分布，残坡积粘土层较发育，厚2～10m不等，为主要农业耕作区。主要分布在甘棠坪、格则湖、桐木棋、梅花和马虎冲等地，槽谷的发育主要受控于NNE与NWW向两组断裂、裂隙构造。
地表落水洞与地下通道
落水洞往往出现在岩溶洼地的底部或一侧，并通过竖井或斜井与地下洞穴或地下河沟通，构成复杂的地貌组合类型，如铁匠村洼地底部一侧的铁匠洞落水洞通过斜井与深部地下河相连接，构成白岩洞地下河系统的一个分支。
表6-1 白岩洞—金塘湾地区洞穴统计
续表
岩溶洞穴及洞穴系统
依据洞穴形态和沉（堆）积物的时空组成以及所处的水文地质单元，将区内30多个洞穴归属为既4个彼此独立又互相联系的洞穴系统（表6-1）。
6.1.1.2 地层
研究区主要出露寒武系和第四系，其主要岩性为：
（1）下寒武统
1）杷榔组（1p）：深灰—灰黄色页岩夹泥灰岩及灰岩、钙质页岩，厚196m。
2）清虚洞组（1q）：上段为灰白—灰黑色厚层白云岩及豹皮状白云质灰岩；中段是薄层状泥质灰岩与中厚层状纯灰岩互层；下段以薄层状泥质条带灰岩夹厚层状、巨厚层状纯灰岩为主。厚396～911m。
（2）中寒武统
1）敖溪组（2a）：下段为黑色、深灰—灰黄色钙质泥岩、页岩，局部夹泥灰岩，厚40～70m；上段为深～灰色薄层泥质灰岩、白云岩，夹少量中厚层泥质白云岩，厚253～283m。
2）花桥组（2h）：青灰色至暗灰色泥质微层灰岩、薄层灰岩、薄层泥质条带灰岩、夹厚层角砾状和竹叶状灰岩，厚318m。
（3）上寒武统
1）车夫组（3c）：薄层泥质条带灰岩夹厚层角砾状灰岩、竹叶状灰岩及白云岩，厚266m。
2）比条组（3b）：青灰色厚层至块状灰岩及结晶灰岩。下部灰岩呈瘌痢状或条带状夹假鲕状构造；上部灰岩夹数层中-粗晶白云岩，厚799m。
3）追屯组（3z）：白云岩、白云质灰岩夹少量灰岩，厚448m。
中上寒武统：
娄山关群（2-3ls）：灰白—深灰色厚层状细晶白云岩，粗晶白云岩，厚816m。
6.1.1.3 地质构造
研究区在构造上处于新华夏系武陵山二级隆起带的中段，主要构造线呈NNE-NE向展布，由一系列断裂和不完整的保靖背斜组成。
（1）保靖背斜
研究区位于保靖背斜中段的轴部。保靖背斜为一拱状背斜，走向NE40°，轴部由寒武系下统牛蹄塘组、杷榔组和清虚洞组地层组成。东南翼为中上寒武统的敖溪组、花桥组、车夫组、比条组和追屯组地层组成；西北翼为中上寒武统的类山关群，且地层倒转，倾向南东。由于背斜轴部受NNE向压扭性断裂组所破坏，地层倒转，构成一倒转的和不完整的单斜构造，岩层倾向东南，倾角10°～30°。
图6-1 湖南保靖县区域构造地质图
（2）断裂
研究区断裂发育，主要由保靖NNE向压扭性断裂带（组）和NWW向的扭压性断裂组成。其中保靖断裂带，由5条NNE向的压性及压扭性断裂组成，规模较大，长20～100km，宽一般10～15m，最宽达40m，破碎强烈（图6-1）。
1）北北东向压扭性断裂
研究区北北东向断裂为保靖断裂带的一部分，主要由平头司-长潭-敖溪-信坪、岩山脚-尖堡山、盐叉河-吉库-金塘湾、西北部的所拉西-敖溪-岔家坡、曾家-张家坪和新桥-梅花等6条断裂组成，其延伸与背斜轴向大体一致。
2）北西西向断裂
研究区的北北西向断裂主要有那丘、盐叉河、吉库、洞湾-铁匠洞、中寨-金塘湾、铁灯坡和梅花等断裂，横切或斜切地层走向，主要表现为先扭后压的特征。
6.1.1.4 水文地质
研究区属沅水流域酉水河水系。酉水河由西向东经保靖县城从研究区北侧通过，是当地岩溶地下水的排泄基准面。酉水河汇水面积18530km2，多年平均流量453.6m3/s。
研究区的地表径流属雨洪型，即有暴雨产生洪水而形成地表径流，地表径流的分配与大气降水基本一致，径流量的大小主要取决于降水量和降水强度以及下垫面的条件。因研究区为碳酸盐岩地区，岩溶发育，洼地、漏斗、消水洞等负地形遍及全区，所以地表径流小，而地下径流大，且以地下岩溶管道径流为特征。根据观测，区内的岩溶水主有3种类型：①裂隙-溶隙型岩溶水；②溶洞型岩溶水和③断裂-溶裂型岩溶水，其富集受岩性、构造和地貌因素等制约。
区内岩溶水的富集性与含水层岩性、厚度、岩溶发育程度和岩溶类型有关，而其岩溶地下河水主要受构造、岩性控制，背斜轴部主要为寒武系碳酸盐岩，向斜轴部为奥陶系，地下水主要集中在背、向斜核部。构造及地貌对地下水的运动和局部富集起到控制作用，地下河多沿断裂发育，主要呈NNE-SSW或SSW-NNE向展布，排泄于酉水河。
区内的岩溶含水岩组类型，按其岩溶层组类型及含水性，可分为连续式碳酸盐岩类含水岩组和间互式碳酸盐岩夹不纯碳酸盐岩类两个含水岩组。再据其含水性及富水程度又划分出强岩溶、中等岩溶、弱岩溶含水层（组）。
（1）连续式碳酸盐岩类含水岩组
1）连续式间互型溶洞-地下河强烈发育的清虚洞组碳酸盐岩类含水岩组
为区内主要含水层，属强岩溶化层组，岩性为上部厚层白云岩及豹皮状灰岩；下部厚至薄层灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩。该含水层（组）岩溶最发育，主要岩溶形态有大型洼地、岩溶槽谷、落水洞、洞穴及规模巨大的岩溶地下河。如白岩洞—金塘湾地下河系统和塘口湾那洞地下河系统，主要沿断裂构造线展布，其发育明显受NNE向背斜和断裂构造控制。此外，除发育岩溶地下河外，该含水层还普遍出露表生岩溶泉，据30个泉水（点）统计（表6-2），占总泉水数的25%～30%，其流量较小，一般为0.1～2L/s，主要以裂隙下降泉形式出露。
2）连续式全层型溶洞裂隙中等发育的娄山关群碳酸盐岩类含水岩组
含水岩组的岩性主要为灰-灰白色厚层白云岩夹少量白云质灰岩，分布于研究区的西部。该层岩溶发育，主要岩溶形态为溶沟、落水洞及洞穴，地下水主要以岩溶泉的形式排泄，属深层断裂岩溶泉。据泉水调查资料，其流量一般为0.5～2 L/s，最大梅花泉，为14.12L/s；其次是马虎冲泉，为7.83 L/s；这是本区岩溶水最富集的含水层，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、麻阳上升群泉等，泉水流量相对稳定，属深部断裂、裂隙岩溶水。
表6-2 保靖白岩洞—金塘湾岩溶区泉水点统计
3）连续式全层型与间互型中等发育的敖溪组上段、花桥组和车夫组碳酸盐岩类含水岩组
含水层岩性主要为灰色薄层灰岩、泥质条带灰岩夹厚层角砾状、竹叶状灰岩和白云岩，该层岩溶中等发育，主要岩溶形态为溶沟、落水洞、洼地、槽谷及规模较小的洞穴，地下水主要以岩溶泉的形式排泄，据泉水调查资料，其流量较小，一般为0.1～1L/s，主要以裂隙下降泉形式出露，如滴水洞泉、花桥泉和小河寨泉群等，泉水流量不稳定，属岩溶裂隙水。
（2）间互式碳酸盐岩夹不纯碳酸盐岩类含水岩组
1）间互式全层型溶洞裂隙强发育的追屯组和比条组碳酸盐岩类含水岩组
含水岩组的岩性主要为灰色、浅灰色厚层白云岩、白云质灰岩、厚层至块状灰岩，分布于研究区的东北部。该含水岩组岩溶较发育，主要岩溶形态有溶沟、落水洞、洼地、槽谷、洞穴及规模较大的地下河。如车夫洞、树儿洞—白溪关地下河，主要沿NE40°及NW275°～290°两组断裂方向发育。此外，岩溶泉主要以岩溶裂隙下降泉的形式出露，其流量较小，一般为0.1～1 L/s。
2）间互式夹层型岩溶裂隙弱发育的敖溪组下段和杷榔组含水岩组
含水岩组的岩性主要为深灰—灰色页岩夹中薄层泥灰岩及灰岩、钙质页岩、钙质泥岩。该层岩溶发育极弱，主要岩溶形态有溶裂和溶孔（穴），沿断裂裂隙破碎带有泉水出露，如吉库沿断裂带出露的泉群等。
Ⅱ 岩溶地质性因素
（一）岩溶渗漏
桂中地区上林、宾阳、贵港、合山、兴宾区、象州、武宣、忻城等8 个县（市）岩溶分布面积达14 069km2，占土地总面积的75.4%。由于地处南亚热带湿润气候区，岩溶发育强烈，岩溶系统表层的岩溶化极强，岩层裸露、溶蚀沟槽、溶蚀缝隙、溶潭溶洼、渗（塌）坑、落水洞、竖井、漏斗、溶洞、岩溶管道和地下河等构成地表物质与能量迅速渗漏转移的复杂介质结构系统。降水和地表水容易渗入地下，水文动态变化剧烈，因此造成所谓“地表滴水贵如油，地下河水白白流，一场暴雨十日涝，十日不雨禾焦头”的岩溶型旱涝现象。
（二）地表、地下双层水文网
岩溶地区由于同时存在着地表和地下两个水文网，水流运移循环与非岩溶区差别很大。地面河网密度明显小于非岩溶区，地下水径流网发育，如兴宾区河网密度平均仅0.15km/km2，为我国南方非岩溶区平均0.6～1.0km/km2的1/6～1/4。岩溶地区产流机制十分复杂，受地层岩性、构造、地貌和地表水系及排泄基准面的控制，雨水-地表水-地下水之间的关系密切，“三水”转化频繁，岩溶含水层是一种导水性强而贮水性偏弱的双重介质，如同筛子过水而不是海绵吸水，岩溶区水文动态变化剧烈，径流分布不均，水位动态变化大，自然状态下对可再生资源的动储量调节作用十分微弱。地表流域水量亏多盈少，按非岩溶区模式求得的产流量往往偏高30%～50%。岩溶区水库、山塘等蓄水设施的岩溶渗漏严重，在兴宾区近2/3的中、小型水库蓄水达不到设计标准。岩溶地区独特的水文网结构给水系治理带来许多复杂的技术问题，大大增加了水利建设的技术难度，因此需要探寻一种适合岩溶环境特点的建设模式。
（三）土被保水性差
据初步调查，本区土被基本上为红土化碳酸盐岩风化壳，与有6 000万年以上历史的古老峰林地貌系统（晚白垩世开始发育）伴生形成。成土母质由残积和坡洪积物经短途搬运的混合再沉积组成，并成为峰林平原岩溶景观的重要组成部分。
峰林平原型风化壳整体上保水性能极差，强透水、持水性差，如兴宾区，砂砾质土壤面积占46.5%（表3-7）。其主要原因：一是土层浅薄，在碳酸盐岩母岩层的溶蚀沟槽中呈囊状产出，多数情况下平均厚度不到1～2 m；局部虽可达10m或更多，但在不同深度经常出现突起的石芽个体或群体，为水流沿石芽边壁垂向下渗提供了方便条件。二是砾石多，增加了土层的漏水性。三是基岩面上往往有一层数十厘米厚的残积和交代成因的粘土层，保水能力较好，但遇旱脱水出现龟裂，加快了水分的流失，对水田危害尤为严重。在兴宾区持水能力较差的砂砾石土类占耕地总面积的46.5%，而此类土壤的稻田耗水量比粉质土和粘质土的大1～3倍（表3-8、图3-4），单位产量的耗水量达到12.5 m3/kg，可见农田高耗水进一步加剧了该地区的水资源供需矛盾。
表3-7 兴宾区砂砾质土壤特征与分布Tab.3-7 Characteristics and distribution of sandy-gravelly soil in Xingbin District
注：据谭宏志等统计，兴宾区第二次土壤普查资料。
（四）生态环境恶化
岩溶平原区农业生态经济系统的基本结构遭到严重破坏，运转陷入恶性循环。首先是短缺森林这个重要的调节系统。如兴宾区据1973年普查，全区森林覆盖率为5.4%，据1989年简易调查则降至3.1%，森林涵养水分的能力减弱，水土流失加快，更加重了区域干旱。
森林是生态系统的主体，在亚热带岩溶地区其地位尤为突出，这里生境十分严酷，成片立生的岩溶森林群落，凭藉生物不同寻常的生长能力繁衍生存，成功地改造着干旱的原始生态环境，为人类创造出较好的农业生产环境。森林的巨大水文学效应主要表现在它涵养水分的功能，据文献资料，原始森林的（枯枝落叶）垫积层可把40%～80%的降水转变成缓慢排泄的地下潜流，从而起到整存零取的作用。我国亚热带森林死地被物（主要是枯枝落叶）蓄水能力为50～200mm（水柱），即（5～20）×104m3/km2。若兴宾区森林覆盖率恢复到35%，其总蓄水能力相当于修建20座1 000×104m3的中型水库，全区枯季地下水径流量可增加一倍。
表3-8 小平阳乡不同类型稻田平均灌溉用水量及产量（1981～1990）Tab.3-8 Average amount of irrigation water and rice yields in different types of rice fields in Xiaopingyang Country
（据张之淦，2005年）
图3-4 小平阳岩溶平原不同土质的水稻灌溉水量与产量关系图
Fig.3-4 Correlation between amount of irrigation water and rice yields in different types of soils in Xiaopingyang karst plain
Ⅲ 特殊的岩溶地质条件
峰丛来洼地有选择性地发育在晚古源生代厚层的坚硬碳酸盐岩中。其岩性较纯，结构致密，质地坚硬，连续厚度大，如纯灰岩和硅质白云岩。一方面，纯灰岩具有较大的可溶性；另一方面，岩石本身的孔隙度低，溶蚀作用只能在岩石表面和裂隙带内进行，以表生岩溶作用为主，沿裂隙等软弱面发生差异溶蚀作用，引起崎岖岩溶表生形态的形成。同时，在陡峭形态形成之后，质地坚硬的厚层灰岩具有较大的抗蚀性，使之能够抵抗外力的冲击、侵蚀和自身重力等带来的破坏，从而使奇特的形态能够持续保存和发展。
新近纪（晚第三纪）以来，大部分峰丛洼地地区有过不同程度的间歇性抬升。其构造活动的结果，不但抬高了峰丛区的地势，而且使河网深切，地下水位降低，为峰丛洼地向深发展、洼地负地形的发育增加活力。此外，峰丛洼地之所以长期存在与发展，与其下伏的深厚包气带密切相关，而包气带的厚度很大程度上取决于地壳抬升的幅度。
Ⅳ 溶斗的岩溶地质学术语
doline, cloup, sotch
溶斗抄又称喀斯特漏袭斗。呈漏斗状或碟状的封闭洼地,较大者又称斗淋。漏斗直径几米到数百米,深几米到几百米。成因有两类：一类是地表水沿节理裂隙溶蚀而成的溶蚀漏斗,底部往往被溶蚀残余物质所充填,有的底部有落水洞。另一类是溶洞顶板塌陷而成的塌陷漏斗,横断面呈筒状。有岩溶漏斗、灰岩坑、盘坑、盆坑等别称。在中国重庆奉节等地,群众把塌陷漏斗称为天坑。在峰丛地区发育的巨型漏斗称为“弄”,明代徐霞客称为“环洼”。
Ⅳ 喀斯特 丹霞 岩溶 雅丹地貌分别有什么地质特征
喀斯特地貌主要为氧化钙类物质，是在水侵蚀下溶解成，如广西的桂林山水。
丹霞地貌是因为含有氧化铁类物质成红色，如广东的丹霞山。
雅丹地貌在干旱地区风化作用使得石灰岩呈现独特的形状，如甘肃的雅丹魔鬼城。
Ⅵ 岩溶地区的主要工程地质问题是什么
主要工程地质问题有三类：渗漏问题；地基稳定性问题；地下洞室稳定和突然涌水、涌泥问回题.
研究意义：岩答溶地区有许多可以利用的有利条件,如地下蕴藏丰富的喀斯特水资源；地下洞穴中富集石油、天然气、砂矿及矿泉资源；各种奇特的地貌现象常是很好的旅游资源；喀斯特洞穴曾是人类祖先的栖居地,蕴藏着宝贵的考古资源.但是,岩溶也带来许多问题,如喀斯特山区耕地少、地表水少,洼地易积水成灾；采矿、地下开挖工程会遇到喀斯特涌水；地面工程建设中会遇到工程地基的地面塌陷、水库漏水和喀斯特气爆水库地震、坝基溶蚀引起溃坝等,这对工农业建设是不利因素.总之,对岩溶地区工程地质研究有利于人们合理开发利用自然资源、尽量保证工程安全等.
Ⅶ 岩溶地质环境及水文地质特征
由于地质环境条件、地质作用的变化，必然地导致水土资源、生物生长的适宜性、人类的生产生活环境、生态地质环境问题或灾害类型及活动强度的明显改变。相应地在不同类型的岩溶地质环境条件下，岩溶水的资源特征及生态环境功能，岩溶水源地的类型、水文地质特征，开发技术条件与脆弱性，供水需求等都有所差异。因此，岩溶水资源的开发利用，只有与岩溶地质环境条件相适应，做到因地制宜，才能够实现可持续发展。
服务于岩溶水运动和赋存规律、岩溶水开发技术条件研究的需要，也为了在岩溶水的开发与环境效应评价实践中便于识别，本书以岩溶地貌形态组合及特征为主导标志，结合地形地貌、地质、土壤、气候、水资源、植被等地质环境要素与人居分布及人类活动等社会环境的差异，对泸西小江流域进行岩溶地质环境分类研究，为岩溶水的有效开发实验研究提供地质科学依据。
小江流域岩溶地质环境类型复杂多样，从岩溶水的补给区到排泄区，历经岩溶山地、岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰丛洼地、岩溶平坝、岩溶河谷等不同类型的岩溶地貌形态组合单元(图3-2)。
图3-2 泸西小江流或水文地质结构概化图
1—松散土覆盖层；2—表层岩溶带；3—岩溶空隙；4—导水溶洞管道；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—高程点
岩溶山地山高坡陡，气候冷凉，基岩裸露，土层浅薄，分布零散，土壤贫瘠，多属宜林区，耕地多为旱地，以旱作农业为主产业，主要种植玉米、荞、土豆等作物。交通不便，村镇规模小，居住分散。地表岩溶洼地、谷地发育，漏斗、落水洞密布，降水漏失严重，是岩溶水的主要补给区，建库条件极差，水资源严重匮乏。地下岩溶发育极不均匀，岩溶饱水带深埋，导储水空间以洞管为主，岩溶水主要为溶洞管道流，沿暗河有许多漏斗、落水洞与其沟通，岩溶水主要通过这些通道获得补给，岩溶水系统储存调节能力弱，水位流量季节变化剧烈。岩溶水很大一部分以大泉、暗河形式在盆谷底边缘排泄，饱水带岩溶水的开发十分困难，形成了地带性的资源性缺水。农村生活用水、抗旱保苗用水都十分紧缺。但岩溶石山区表层泉出露位置较高，水质良好，开发技术难度小，水量基本能满足岩溶山区分散居住的农村生活及抗旱保苗用水。因此，在饱水带深埋的岩溶石山区具有很大的供水意义和开发价值。
岩溶槽谷、岩溶丘陵、峰丛洼地主要分布于盆地外围山区与盆底平坝之间，气候温和，地势起伏较小，植被覆盖率低，洼地、谷地发育，地形破碎，土层较薄，土壤肥力差，水土流失强烈，石漠化严重，灌溉条件较差，以旱地为主，水田次之，主要种植玉米、荞、土豆、水稻，经济作物和林果种植也较普遍。交通方便，人口稠密，村镇密布。地表落水洞、溶井、脚洞、溶沟溶槽发育，水库渗漏强烈，地下岩溶发育不均匀，岩溶饱水带埋藏较深，导储水空间以洞管隙构成网络，岩溶水为溶洞管道流及溶隙扩散流并存，沟谷、洼地内泉点较多，但流量动态变幅较大。此类地区因地表水严重渗漏、岩溶水埋藏分布不均匀、成井率低形成了工程性缺水。导致农村生活用水、发展种养殖业和庭院经济、抗旱保苗、岩溶石山名特优果林规模经营、生态环境建设用水困难。适宜通过开发隐伏的饱水带和表层带富水块段岩溶水，以解决农村生活和生产用水困难。
盆底沉积平坝地势平坦，气候温和，土层深厚，土壤肥沃，土地连片、平整，水资源较丰富，灌溉条件好，交通方便，最为适宜工农业生产与城镇建设。所以，人口稠密，城镇规模大，分布密集，工厂较多，农业生产发达，是传统的农业主产区。由此也造成了地表水和浅层孔隙水的严重污染，大兴堡一带取样化验分析表明亚硝酸盐超标2925倍，氨氮超标3019倍，细菌超标75倍，大肠杆菌超标800倍以上，造成了严重的水质性缺水，导致农村生活用水困难，周边岩溶台地区旱地的干旱缺水也很严重。该区岩溶水主要是来自周围裸露型岩溶山区的侧向径流，其次有少量的大气降水通过松散覆盖层孔隙的垂向渗透补给。在侧向径流中，一部分来自盆地底面以上上层径流带的岩溶水，以盆地底面为排泄基准，沿盆地边缘形成大泉、暗河排泄；盆地底面以下下层径流带的岩溶水，继续向深部呈近水平二维溶隙扩散流向盆地下游径流，通过盆地南部存在的落水洞和岩溶洞管，向小江峡谷区汇集排泄。大兴堡一带是岩溶水由浅变深，由较均匀的水平二维溶隙扩散流向不均匀的三维溶洞管道流过渡的转换地带，岩溶水埋深逐渐增大，径流逐渐集中。该区岩溶水汇集，且覆盖型岩溶含水层组具有很大的储存资源可以发挥调节作用，允许开采量大，岩溶发育较均匀，是一般供水钻井开发的主要分布区，适宜将大泉或暗河与富水块段联合规划开发，有效调节开发利用岩溶水。
南部岩溶河谷纵坡降大，地形切割深，谷坡陡峻，沟谷发育，植被覆盖率较低，土层浅薄，土地零散，以坡地为主，上游多种小麦、玉米，下游种植柑橘、黄竹等，水土流失强烈，石漠化严重。交通极差，人口稀少，村落稀疏。谷坡之上地表径流很快，岩溶水深埋，空间分布极不均匀，以溶洞管道流为主，在谷底集中排泄，水资源短缺。宜以表层泉开发解决农村生活用水困难。由于小江河谷为全流域地表水和地下水的集中排泄带，水能资源富集，而土地及其他自然资源和环境条件差，因此，适宜建设中小型水电站开发水能资源。
小江流域岩溶水是由大气降水入渗而形成，其上层径流以泉、暗河的形式以泸西盆地底面为排泄基准排泄而转化成地表水，最终汇集于盆地南部通过工农隧洞及落水洞排向小江；下层径流则以小江水面为基准而通过深层径流排泄(图3-2)。流域岩溶水的年平均补给量，减去以泸西盆地为基准的上层径流排泄量及小江流域岩溶水开采利用后的损耗量，应等于小江流域岩溶水的下层径流量。
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补给量(104m3/a)，采用渗入法计算，补给面积取全流域裸露型岩溶面积，降水量取泸西县气象站2003年降水量；Q1—以泸西盆地底面为排泄基准的上层径流排泄量(104m3/a)，采用泉流、暗河流量汇总法，即累加2003年野外调查期间泸西岩溶盆地汇水范围内的所有岩溶水天然出露点的排泄量(实测流量)；Q2—小江流域岩溶水开采利用后的损耗量(104m3/a)，为全流域合计开采量减去退水量，计算公式：Q2=QK(1-tS)，式中：QK为2003年小江流域岩溶水的开采量，tS为退水系数，根据区域经验取0.85；QD—小江河谷岩溶水排泄量(104m3/a)，为未知量；Q3—泸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)。
岩溶水均衡方程左边为小江流域岩溶水总的大气降水渗入、灌入天然补给量，减去以泸西盆地底面为排泄基准的上层径流排泄量，以及小江流域岩溶水开采利用后的损耗量，显然剩余的仅有小江排泄带以上继续作深远程径流的下层径流量；右边为排入流域的最终排泄基准小江河谷的岩溶水总排泄量，包含下层径流量和泸西岩溶盆地南端落水洞、排水隧道吸收的地表水泄流量，显然，当其减去后一项之后，剩余的也仅有下层径流量。所以，方程是成立的，能准确完整地反映小江流域的“三水”转换关系。
选择2003年为均衡年，通过计算，小江流域岩溶水 2003年补给量为 14013.12 104m3/a，上层径流量为6917.89 104m3/a，下层径流量为6124.51 104m3/a(表3-1)，下层径流量占年平均补给量的44%。这一研究成果，首次定量说明了岩溶盆地流域岩溶水开发的资源前景及潜力。
表3-1 泸西小江流域岩溶水均衡计算结果表 单位：104m3/a
Ⅷ 岩溶与地质构造的关系
岩溶与构造的关系，直接表现为主要岩溶形态都是岩溶水沿导水构造空间溶蚀、侵蚀扩大的结果。其中有溶蚀扩大而成的各种负向形态，有因侵蚀切割和溶蚀而形成的各种正向形态。由于破裂构造连通性的不同和岩溶水质的差异，不是所有的构造缝、隙都随溶蚀扩大形成岩溶空间，只有那些连通性好的缝、隙，同时为具有侵蚀性能的岩溶水所流经，产生不断的溶蚀、侵蚀作用，才能造就千姿百态的岩溶形态。若在岩溶作用过程中，岩溶水趋于饱和而产生沉淀，或溶蚀速度小于沉淀速度，则导水空间渐被充填堵塞，岩溶水流动受阻，岩溶作用渐趋减弱直至停滞。此后，新的岩溶作用即有赖于再次构造运动的破坏，恢复构造缝隙的连通性，才能使岩溶作用再获生机。因此，地壳多期的活动，有助于岩溶作用持续或断续地进行。新构造形迹在找水中有重要的意义，其原因之一就是由于该时期发育的断裂、裂隙系统近期仍有活动，又未被充填愈合，而具有较好导水性能。
岩溶作用除受构造因素制约外，还受到地层岩性、水文地质，气候、生物等因素的制约，但这些因素又往往与不同地史时期的地质构造事件紧密相关，并受其形成的构造形迹的影响。如因构造作用而产生的岩性的变化；因构造条件的改变使地形改观而形成新的水文地质格局；因构造变动使自然环境转变而导致气候、生物产生水平和垂直分带现象，所有这些，对岩溶作用均有深刻的影响。
构造控制岩溶发育的这一关系，反映两者在空间分布和形成时间（时序关系）的规律性[1]，并通过构造特征、岩溶形态、岩溶沉积及堆积物加以体现。空间上的构造控制特征不但反映在岩溶个体形态方面，同时也反映在岩溶组合形态特征上，如峰丛洼（谷）地多与地壳上升导致潜水面的下降和包气带的增厚，岩溶水沿陡倾角的断裂、裂隙向下不均匀的渗透，造成不同程度的溶蚀分割有关；峰林平原则常因区域相对下降，形成构造汇水区，发育地表及地下水系，由流水岩溶作用而成。岩溶断陷盆地和岩溶断块山地成因的构造控制更是显而易见。此外，关于岩溶形态的空间排列特征，常受构造制约而具方向性、等距性、成层性等[11]。
时间上的控制规律反映在时期不同、地质构造性质不同和由此引发的其他因素更不同，其对岩溶作用的影响也不同。如不同时期的古岩溶环境，无论是在地壳结构、水圈、气圈的组成都有不同，因而各时期岩溶的成生发展都不会是千篇一律或作简单的重复。由此可见，“岩溶旋回”的提法似有不妥，而应用“岩溶阶段”似更为合适。
地史说明，自元古代至中、新生代曾有多期次的构造运动，其间有时间长短不一的沉积间断期，形成相应的大陆地形，在可溶岩地区即发育岩溶地貌。由于各期次构造运动性质不同，岩溶环境差异颇大，且岩溶作用时间长短也不一，从而造成各阶段岩溶化地块的组成、结构、相关关系等彼此差异相应较大。我国南方岩溶地区由于古生代的构造运动多属振荡造陆性质。碳酸盐岩中未能形成连通性良好的导水构造系统，或只孕育地带性、局部性的储水或导水带空间。因此，尽管一些地区的间断期较长，但终因构造及岩溶发育条件的欠缺，而难以形成如近代所见的地表及地下的各类完整岩溶系统。地表仅以发育溶蚀分割不大的丘丛洼地为主，地下洞穴系统发育不完善。中生代期间，普遍经历了印支期和燕山期的造陆、造山运动，碳酸盐岩受褶皱、断裂破坏，形成连通性良好的导水构造，在适宜的岩性、气候条件下，岩溶向纵深发展。特别是到晚白垩世，由于断块的升降，岩溶区内大小盆地相继形成，随着盆地边缘地块的上升和盆地内部的下陷，上升区峰、洼向纵深发展而由丘丛向峰丛演化，同时发育一定规模的洞穴系统。下陷区则成为溶蚀残余及侵蚀崩塌物的沉积、堆积场所。一些岩溶型矿床也以充填洞穴型或岩溶交代型等产出，反映当时岩溶作用具有多种形式。晚白垩世以后，早、中始新世间和渐新世与中新世期间，地壳运动又趋于激化。直到中新世至全新世，地壳趋于相对稳定，以差异升降运动为主，有利于各类岩溶系统的配套、完善。在前期峰丛地貌及洞穴系统的基础上，在构造汇水地带，由于流水岩溶发育，局部分化形成峰林地貌，除于残峰的中上部尚保存不同特色的洞穴系统外，局部尚发育较均一的、地下水切深较小的由洞、缝、隙组成的地下水文网。在继承性发育的峰丛区，则以形成完整的洞穴系统，并组成多级跌水的地下水文网为特征。
纵观岩溶体系的发育历史，认为我国南方岩溶地貌主要发育在强烈的地壳运动上升时期，岩溶作用以塑造峰体（群）及形成洞穴、洼（谷）地等改造作用为主；而在相对稳定（宁静）时期，岩溶作用以继承改造峰体（群），完善洞穴系统以及形成岩溶建造作用为主。因此，燕山晚期（以晚白垩世为主）和喜马拉雅晚期（新近纪末至第四纪初），是地史上的两个主要岩溶体系配套发育完善时期。
Ⅸ 岩溶地貌、地质环境
6.2.1.1 具有明显的区域地理优势
蒙自县位于云南省东南部（图6-4），东面与文山、屏边接壤，西南与个旧、元阳、金平为邻，北接开远、砚山。北距开远55km，距昆明309km（铁路）、289km（公路）；南抵国家级口岸河口210 km（铁路）、168km（公路），距越南海防港 442 km。境内有昆—河、蒙—宝、草—白三条铁路通过，是通往越南、东南亚的重要通道。公路四通八达，昆—河公路、蒙—文公路在境内交汇。航空具有重要的战略地位，现有两个机场，可开辟民用客、货运。
图6-4 蒙自交通位置图
蒙自县辖5镇9乡（图6-5）、86个村公所（办事处）、690个自然村、976个生产合作社。2000年末农村总人口253523人，人口密度135人/km2。全县有汉、彝、苗、壮、回等 19 个民族。其中汉族人口 126633人，占总人口的42.76%；少数民族人口169546人，占总人口的 57.24%，其中彝族占30.26%。是红河自治州少数民族人口最多的县。
1992年11月16日，云南省政府批准设立省级蒙自经济开发区。1992年12月18日，国务院批准蒙自为对外开放县。1997年11月15日，省政府批准蒙自为农业现代化综合试验示范区。
6.2.1.2 自然资源丰富
蒙自地处低纬高原，跨北热带至南温带气候，大多数地区属于南亚热带，光照充足，热量丰富，冬无严寒，夏无酷暑。海拔1300m左右的蒙自坝区，年均气温18.6℃，年均降雨量815mm，≥10℃的积温达6255℃，≥10℃的天数长达 318d，年日照时数2234h，全年无霜期337d，属省内光热高值区，适宜多种作物生长。
境内已探明有银、锡、铝、锌、锰、磷、煤、大理石等矿种，其中老寨乡白牛厂多金属矿，银金属储量达5000t以上，规模为世界级银矿。雨过铺煤田含煤面积120 km2，蕴藏量达20多亿吨，芷村褐煤储量达400余万吨，水田大理石储量达1.2亿m3。
全县土地总面积 321.03万亩，其中可耕地面积109.93万亩，人均3.6亩，现有耕地40.48万亩，人均1.34亩；园地3.13万亩，林地 120.24万亩，牧草地 6633.9亩，城镇村庄工矿用地7.15万亩，交通用地3.36万亩，水域5.63万亩，未利用地70.92万亩。
县境内有风景如画的南湖、缘狮洞建筑群、“西南联大”旧址、龙宝坡天然溶洞、古猿人遗址“马鹿洞”，以及春秋战国时期的青铜器、明清古建筑、碑刻、古廊、海关旧址等。形成以五里冲水库、南湖、长桥海水库、万亩石榴园、北回归线标志、缘狮洞等为主的旅游景点，开发旅游业前景广阔。
图6-5 蒙自县所辖行政区图
有高等植物200多科，500多属，2500多种。常见的树种、竹类、野生药用植物分别有70余种、15种和90种，此外，常见的野生花卉、野生菌种和草本植物也分别有9种、14种和16种之多。
6.2.1.3 独特的断陷盆地地质背景
蒙自盆地为一近似矩形的断陷盆地，面积253km2。盆地内地势较平坦，海拔1284～1323m。北边以溶丘与草坝盆地相隔，东、南、西三面为中山环绕，与盆地相对高差440～1400m。
断陷盆地位于康滇菱形断块的东南边缘，为发育于斜滑活动带上的地堑断陷盆地，主要受控于两条南北向断裂，即东部的蒙自-草坝东山断裂和西部的开远-个旧断裂。新构造运动期间，早期形成的断裂带重新活动，原来以压性为主的断裂转化为张性断裂，从而在拉张斜滑作用下形成断陷盆地。
盆地内部被第四系、新第三系覆盖，第四系松散岩类堆积物厚3～100m，新第三系为泥灰岩沉积，夹煤层、砾岩和砂岩，最大沉积厚度达700m（长桥海-雨过铺一带）。
区内出露的地层分为两大类，一类是以碳酸盐岩建造为主的前新生代地层；另一类是松散岩类沉积的新生代地层。其中寒武系分布于蒙自东部至鸣鹫一带，厚764.8m，以页岩、砂岩、白云岩为主；泥盆系分布于黑龙潭以东地区，厚860.3m，以砂岩、灰岩、白云岩为主；石炭系分布于芷村、鸣鹫一带，厚度534.5～1035.1m，以灰岩为主；二叠系分布于大庄以东地区，厚779.4～1519.7m，以灰岩为主，上统为玄武岩和硅质岩，夹煤层和页岩；三叠系分布面积广，厚3200～6638m，下统飞仙关组为砂质页岩和粉砂岩互层，下统永宁镇组以泥灰岩为主，中统个旧组以白云岩和灰岩为主，岩溶发育强烈，为区内主要含水层位；中统法郎组分布于鸡街及驻马哨等地，岩性为页岩和砂岩。
新生代地层主要分布于盆地及盆地边缘地区，其中老第三系分布于新安所以东、城红寨等地，分布零星，厚300m。岩性为灰色砾岩、钙质泥岩；新第三系随盆地的沉降而沉积，在盆地中广泛分布，厚达500～7000m，主要由泥灰岩组成，夹砂岩、煤和泥岩；第四系广布于各盆地中，在山区零星分布，累计厚282.66m，平均83.63m，盆地中第四系堆积物主要为湖泊、湖沼及河流相沉积，盆地边缘则以洪冲积和坡洪积为主，山区主要以冲积和残坡积为主。
Ⅹ 岩溶地区的主要工程地质问题是什么及其研究意义.
主要工程地质问题有三类：渗漏问题；地基稳定性问题；地下洞室版稳定和突然涌水、涌泥问题权。
研究意义：岩溶地区有许多可以利用的有利条件，如地下蕴藏丰富的喀斯特水资源；地下洞穴中富集石油、天然气、砂矿及矿泉资源；各种奇特的地貌现象常是很好的旅游资源；喀斯特洞穴曾是人类祖先的栖居地，蕴藏着宝贵的考古资源。但是，岩溶也带来许多问题，如喀斯特山区耕地少、地表水少，洼地易积水成灾；采矿、地下开挖工程会遇到喀斯特涌水；地面工程建设中会遇到工程地基的地面塌陷、水库漏水和喀斯特气爆水库地震、坝基溶蚀引起溃坝等，这对工农业建设是不利因素。总之，对岩溶地区工程地质研究有利于人们合理开发利用自然资源、尽量保证工程安全等。