7喀斯特地貌.ppt
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1、,地下水的概念及其特征,一概念:以各种形式存在于地表之下岩石和松散堆积物空隙中的水。 二 、地下水的来源 (一)渗透水大气降水、冰雪融水、地面流水(江、河、湖、海)等从地面渗入地下积聚成。 (二)凝结水水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。 (三)岩浆水(原生水)地下岩浆活动形成的水(结晶水、水气)。 (四)埋藏水(古水)地史中沉积物空隙中的水,被封闭保存下来。 三 、地下水的赋存状态 (一)吸着水靠分子引力及静电引力吸附在土和岩石颗粒表面上的水。不受重力影响,不被植物吸收。,(二)薄膜水包围在吸着水的外层,可以从原处向薄处“移动”少部分可被植物吸收。 (三)毛细管水受表面张力影响,保留在毛细管中,易被
2、植物吸收。 (四)重力水受重力影响可自由流动。 四、岩石的空隙类型 (一)孔隙疏松未胶结好的岩石中形成的空隙颗粒之间的空隙。 (二)裂隙岩石中断层、节理、缝隙等。 (三)溶洞可溶性岩石被溶蚀形成的洞穴。 五、岩石的透水性-岩石允许水透过的能力不仅与孔隙度有关,跟孔隙绝对大小有关,空隙大、多、连通情况好,透水能力强。 (一)透水层:孔隙大、孔隙及大的砂层和砾砂层,胶结不好,砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩石。当透水层含水时称含水层。 (二)不透水层:常见由泥岩,粘土层等组成,六、 地下水与地表水的差异 地下水大多被限制在透水层中流动与自由流动的地表水有一定的差异。 1。流速小、机械动能小 地下水除受
3、重力影响由高向低流,受压力影响由高压向低压流动外,在流动过程中受到透水层中岩石的阻碍,能量消耗在磨擦上,因此流速小,机械动能小。 2. 矿化度高、化学动力大 矿化度的大小与水中所含的离子成分有一定关系 (1)矿化度高的水 Na+ CL- (2)矿化物中等 SO42- Na+ 或a2+ (3)矿化度低 HCO3-、Mg2+ 地下水之所以有较大的矿化度是因为:压力较大,易溶入一些气体;水温较高;与岩石接触面积大,有机会溶解元素 3。地下水随含矿物质的不同,气味等物理性质不同。 acl咸味 MgSO4苦味 Fe兰绿色 CO2清凉可口,成为可供饮用的矿泉水。 4。矿化度高,作为溶剂浓度大,成分复杂,有
4、较强的溶解能力,化学动力强。,地下水的类型,一、按地下水的赋存空间分:孔隙水、裂隙水、岩溶水。 二、按地下水的埋藏条件分:上层滞水、潜水、承压水。 (一)上层滞水及包气带 1。包气带(不饱和带) 地表向下至较稳定的地下水面(潜水面)之间的土层或岩层。 2。饱水带潜水面之下称饱水带 包气带和饱水带的区别在于:包气带中空隙主要是气体;饱水带中空隙带中空隙主要是充填了地下水。 包气带中的水主要有:气态水,结合水(吸着薄膜水)、过路重力水及毛细管水。 有时在包气带局部地区分布有面积不大,发育不稳定的融水层在其上集聚了一些重力水称上层滞水。 3。上层滞水包气中局部隔水层上的重力水。 特点:分布范围小,水
5、量有限,受气候及季节变化的影响大。,(二)潜水 地表之下,第一个稳定的隔水层之上的地下水。一般民用水井都是取自潜水。潜水的自由表面为潜水面也就是通常指的地下水面。 补给大气降水经包气带向下渗透一些地表水如河、湖等如果切割了潜水面且水位高于潜水位。 (三)承压水-两个稳定的隔水层之间的地下水。 特点:承受静水压力(由于被限制在两个隔水层之间,低处的水受到高处水的静水压力) 承压水的水质、水量比较稳定。 三、 泉-指地下水的天然露头。地下水天然流出地表的地方。 (一)按泉水的运动特征分: 1。上升泉泉水为承压力,具压力向上运动(由于静水压力作用)很多喷泉都是上升泉。 济南被誉为我国的泉城,主要由于
6、承压水被火成岩体阻隔后沿裂隙涌出地表,趵突泉即为上升泉。 2。下降泉泉水仅在重力作用下由高向低流流出地表,泉水来源主要是潜水。 下降泉主要出现在遭受剥蚀的山区流水(河、洪、片)剥蚀作用使潜水面露出地表,可形成泉。山坡上下降泉多。,(二)温泉 水温高于当年平均气温的泉。不些甚至水沸腾。腾冲地区域2000多个(我国)105110。温泉对人体的某些疾病有特殊的疗效,许多温泉如北京的西山温泉,南京的汤山温泉,安徽的泮汤温泉,都是很好的疗养圣地。 温泉是地热异常的一种显示。它与岩浆活动和深处的地的热有关,常常温泉出现在近代火山运动和深大断裂的附近(五大莲池附近有一些温泉,与1719年火活动有关)。 目前
7、国际上及我国对地热的开发利用都是比较重视的,天然的能源,我国西藏羊八井地热田,地下水温高,喷出的汽柱达数百米,现已用于发电及工农业生产。 (三)矿泉 泉水中含有较多的矿物质. 1。碱泉a3 2。硫磺泉2 3。盐泉al 4。石灰泉a3及a4,地下水的地质作用,1 . 机械冲刷作用 通常地下水动能小对岩石的冲刷破坏是比较弱的,主要在一些较大的裂隙或洞穴,如暗河、水流集中,能够冲刷带走一些砂砾、粘土。机械冲刷在黄土地区应该引起重视,黄土末胶结成岩,较疏松,易于被冲蚀掉,下部被掏空后引起地面貌一新埸陷,称“假岩浴”。 化学溶蚀作用地下水以化学反应的方式对可溶性岩石的溶解破坏。 由于地下水矿物度较高,常
8、含有多种不同的酸根离子,这种酸性水对某些岩石的溶蚀是很强烈的,一些在纯水中难溶的物质,遇到酸性水后,分解的比较快, 2a a() 我们知道地下水中都含有一定量的,因此,在地下水丰富的石灰岩地区,由于这样的溶蚀作用,常形成一种特殊的地质现象,称喀斯特Karst(岩溶)。 以地下水为主,对可溶性岩石进行的以化学溶解为主,机械冲刷为辅的地质作用及由这些地质作用所产生的特殊的地貌现象。,什么是喀斯特地貌(Karst landform),喀斯特地貌是地表水和地下水对可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏、岩盐)进行以化学溶蚀作用为主而形成的地貌。 喀斯特是南斯拉夫西北部伊斯的利亚半岛的石灰岩高原的地名,19世纪末,
9、南斯拉夫学者司威杰(J.Cvijic)首先对该地区进行研究,并借用喀斯特一词作为石灰岩地区一系列作用过程的现象的总称。 中国是世界上对喀斯特地貌现象记述和研究最早的国家,早在晋代即有记载,尤以明徐宏祖(15861641)所著的徐霞客游记)记述最为详尽。到1966年我国第二次喀特学术会建议将“喀斯特”一词改为“岩溶”。所以,喀斯特地貌亦称岩溶地貌。,第三节 喀斯特地貌,洞穴堆积地貌,石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。,可溶性岩石的分布,碳酸盐类岩约占全球沉积岩的15,面积4100万km2,硫酸盐岩面积为1100万km2, 合计5200万km2,占全球面积的10.2; 中国碳酸盐类岩的分布可分为裸露、
10、覆盖 和埋藏等三种类型,面积共344.3万km2, 其中裸露型面积为 90.7万km2。主要分布 在桂、贵、滇,其它还有鄂西、湘西、川 东、鲁、晋等地。,喀斯特发育的基本条件,一、喀斯特发育的基本条件: 1 、岩石的可溶性: 2 、岩石的透水性: 岩石的透水性对岩石的溶蚀速度和地下岩溶的发育有着重大影响。透水性不良的岩石,溶蚀作用只限于岩石表面,很难深入岩石内部;透水性好的岩石,地表和地下溶蚀都很强,地貌发育也好。 透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和多少。一般石灰岩的原生孔隙度都很小3,透水性较弱;岩石的透水性主要受由构造运动形成的各种裂隙所控制。 总之,岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩层
11、越厚,则透水性就越好; 3 、水的溶蚀力: 4 、水的流动性: 二、影响喀斯特发育的因素: 1 、气候: 2 、地质构造: 3 、地层的组合厚度及产状的影响:,喀斯特地貌,一、地表喀斯特地貌: 1 、溶沟与石芽:地表水沿着可溶岩层面裂隙或节理流动,溶蚀和冲蚀形成许多凹槽称为溶沟,沟间突起的石脊称为石芽。 2 、漏斗:规模较小的封闭洼地,形状多呈漏斗状、裂隙状、碟状或井状,深度多小于直径。 3 、落水洞:喀斯特地区地表水从谷地流入地下河或地下溶洞的通道,由喀斯特垂直流水在裂隙互相交叉汇合处不断溶蚀、侵蚀并伴有重力塌陷而成。深度大于宽度。 4 、溶蚀洼地:是喀斯特作用形成的椭圆形封闭洼地,常由漏斗
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