工程地质与土力学基础第三章课件

第三章第三章 物理地质作用物理地质作用第三章物理地质作用13.1 3.1 风风 化化 作作 用用地表或接近地表的岩石在地表或接近地表的岩石在地表或接近地表的岩石在地表或接近地表的岩石在阳光、空气、水阳光、空气、水阳光、空气、水阳光、空气、水和和和和生生生生物物物物的作用下遭受的作用下遭受的作用下遭受的作用下遭受物理物理物理物理的和的和的和的和化学化学化学化学的的的的变化变化变化变化,称为风化。引称为风化。引称为风化。引称为风化。引起这种变化的作用称风化作用。风化作用在地表最明起这种变化的作用称风化作用。风化作用在地表最明起这种变化的作用称风化作用。风化作用在地表最明起这种变化的作用称风化作用。风化作用在地表最明显。由于各地环境不一，岩石的性质不同，风化深度显。由于各地环境不一，岩石的性质不同，风化深度显。由于各地环境不一，岩石的性质不同，风化深度显。由于各地环境不一，岩石的性质不同，风化深度也不一致，有的很浅，仅几十厘米，有的可深达百米。也不一致，有的很浅，仅几十厘米，有的可深达百米。也不一致，有的很浅，仅几十厘米，有的可深达百米。也不一致，有的很浅，仅几十厘米，有的可深达百米。风化作用能使风化作用能使风化作用能使风化作用能使岩石成分岩石成分岩石成分岩石成分发生发生发生发生变化变化变化变化，能把，能把，能把，能把坚硬坚硬坚硬坚硬的岩石变的岩石变的岩石变的岩石变成松散的成松散的成松散的成松散的碎屑碎屑碎屑碎屑，降低了岩石的力学强度。风化作用又，降低了岩石的力学强度。风化作用又，降低了岩石的力学强度。风化作用又，降低了岩石的力学强度。风化作用又能使岩石产生能使岩石产生能使岩石产生能使岩石产生裂隙裂隙裂隙裂隙，破坏了岩石的完整性，影响斜坡，破坏了岩石的完整性，影响斜坡，破坏了岩石的完整性，影响斜坡，破坏了岩石的完整性，影响斜坡和地基的稳定。和地基的稳定。和地基的稳定。和地基的稳定。3.1风化作用地表或接近地表的岩23.1.1 风化作用的类型风化作用按成因分为风化作用按成因分为物理风化作用、化物理风化作用、化学风化作用学风化作用和和生物风化作用生物风化作用三种类型。三种类型。3.1.1风化作用的类型风化作用按3物理风化作用物理风化作用的方式主要有：热力物理风化作用的方式主要有：热力（温差（温差）风化、融冻（冰冻）风化、融冻（冰冻）风化、）风化、层裂等。层裂等。热力风化热力风化：日夜和季节温度变化可：日夜和季节温度变化可使岩石表里产生不均的膨胀与收缩而使岩石表里产生不均的膨胀与收缩而最终破碎最终破碎物理风化作用物理风化作用的方式主要有：热力（4 温度作用引起的岩石崩解过程示意温度作用引起的岩石崩解过程示意温度作用引起的岩石崩解过程示意5热力风化作用热力风化作用热力风化作用6 山体表面岩石的崩解碎裂山体表面岩石的崩解碎裂山体表面岩石的崩解碎裂山体表面岩石的崩解碎裂山体表面岩石的崩解碎裂7热力风化热力风化8洛基山洛基山9新疆新疆10阿尔金山阿尔金山11球状风化球状风化12物理风化作用融冻风化：岩石裂隙和孔隙中的水分因冰融冻风化：岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻而最终使岩石破碎，又称冰劈作用；冻而最终使岩石破碎，又称冰劈作用；层裂：地下深处的岩石，因承受上覆岩石层裂：地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨大静压力，呈坚实致密状。岩石一旦上的巨大静压力，呈坚实致密状。岩石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，静压力释升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，静压力释放，体积膨胀而破碎。放，体积膨胀而破碎。物理风化作用13n n 冰晶体对岩石的劈裂破坏示意冰晶体对岩石的劈裂破坏示意冰晶体对岩石的劈裂破坏示意冰晶体对岩石的劈裂破坏示意冰晶体对岩石的劈裂破坏示意14融冻风化融冻风化15化学风化作用化学风化作用指岩石在水和各种水溶液的作用下所引化学风化作用指岩石在水和各种水溶液的作用下所引化学风化作用指岩石在水和各种水溶液的作用下所引化学风化作用指岩石在水和各种水溶液的作用下所引起的破坏作用。这种作用不仅使岩石破碎，更重要的起的破坏作用。这种作用不仅使岩石破碎，更重要的起的破坏作用。这种作用不仅使岩石破碎，更重要的起的破坏作用。这种作用不仅使岩石破碎，更重要的是使岩石成分发生变化，是使岩石成分发生变化，是使岩石成分发生变化，是使岩石成分发生变化，形成新矿物形成新矿物形成新矿物形成新矿物。溶解作用溶解作用溶解作用溶解作用：水溶解矿物的现象；：水溶解矿物的现象；：水溶解矿物的现象；：水溶解矿物的现象；矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易顺序如下：顺序如下：顺序如下：顺序如下：氯化物硫酸盐碳酸盐硅酸盐氯化物硫酸盐碳酸盐硅酸盐氯化物硫酸盐碳酸盐硅酸盐氯化物硫酸盐碳酸盐硅酸盐。常见的造岩矿物，其溶解度大小顺序如下：常见的造岩矿物，其溶解度大小顺序如下：常见的造岩矿物，其溶解度大小顺序如下：常见的造岩矿物，其溶解度大小顺序如下：方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜长方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜长方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜长方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜长石钾长石黑云母白云母石英。石钾长石黑云母白云母石英。石钾长石黑云母白云母石英。石钾长石黑云母白云母石英。化学风化作用化学风化作用指岩石在水和各种水溶液的作用下所引16氧化作用氧化作用氧化作用氧化作用：矿物在氧的作用下，使其中低价元素：矿物在氧的作用下，使其中低价元素：矿物在氧的作用下，使其中低价元素：矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物的现象；变为高价元素，低价化合物变为高价化合物的现象；变为高价元素，低价化合物变为高价化合物的现象；变为高价元素，低价化合物变为高价化合物的现象；如如如如:黄铁矿氧化为褐铁矿黄铁矿氧化为褐铁矿黄铁矿氧化为褐铁矿黄铁矿氧化为褐铁矿 FeS2 Fe2O3 3H2O FeS2 Fe2O3 3H2O水化作用水化作用水化作用水化作用：又称水合作用，即矿物与水相结合的又称水合作用，即矿物与水相结合的又称水合作用，即矿物与水相结合的又称水合作用，即矿物与水相结合的现象；如现象；如现象；如现象；如:硬石膏水化成石膏（体积增大硬石膏水化成石膏（体积增大硬石膏水化成石膏（体积增大硬石膏水化成石膏（体积增大3030）CaSO4 CaSO4 2H2O CaSO4 CaSO4 2H2O水解作用水解作用水解作用水解作用：水使矿物分解并形成新矿物的：水使矿物分解并形成新矿物的：水使矿物分解并形成新矿物的：水使矿物分解并形成新矿物的现象。如现象。如现象。如现象。如:正长石水解为高岭石正长石水解为高岭石正长石水解为高岭石正长石水解为高岭石 SiO2 SiO2 胶体胶体胶体胶体4KAlSi3O8+6H2O4KAlSi3O8+6H2O 4KOH+Al4Si4O10OH8 4KOH+Al4Si4O10OH8+8SiO28SiO2在湿热气候条件下，高岭石可继续分解，析在湿热气候条件下，高岭石可继续分解，析在湿热气候条件下，高岭石可继续分解，析在湿热气候条件下，高岭石可继续分解，析出其中的出其中的出其中的出其中的SiO2SiO2，形成铝土矿，形成铝土矿，形成铝土矿，形成铝土矿（Al2O3 nH2OAl2O3 nH2O）而残留于原地。而残留于原地。而残留于原地。而残留于原地。氧化作用：矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低17生物风化作用生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也是在生物风化作用的方式可分为两种：是在生物风化作用的方式可分为两种：是在生物风化作用的方式可分为两种：是在生物风化作用的方式可分为两种：生物的物理（机械）风化作用（如植物根系在生物的物理（机械）风化作用（如植物根系在生物的物理（机械）风化作用（如植物根系在生物的物理（机械）风化作用（如植物根系在岩石裂隙中生长）；岩石裂隙中生长）；岩石裂隙中生长）；岩石裂隙中生长）；生物的化学风化作用（如生物的新陈代谢中析生物的化学风化作用（如生物的新陈代谢中析生物的化学风化作用（如生物的新陈代谢中析生物的化学风化作用（如生物的新陈代谢中析出的有机酸对岩石产生的腐蚀、溶解）。出的有机酸对岩石产生的腐蚀、溶解）。出的有机酸对岩石产生的腐蚀、溶解）。出的有机酸对岩石产生的腐蚀、溶解）。在自然界中，上述几种风化风化作用是彼此并在自然界中，上述几种风化风化作用是彼此并在自然界中，上述几种风化风化作用是彼此并在自然界中，上述几种风化风化作用是彼此并存，相互影响的。在不同地区，它们作用的强弱有存，相互影响的。在不同地区，它们作用的强弱有存，相互影响的。在不同地区，它们作用的强弱有存，相互影响的。在不同地区，它们作用的强弱有主次之分。在主次之分。在主次之分。在主次之分。在干寒和高山地区干寒和高山地区干寒和高山地区干寒和高山地区以以以以物理风化物理风化物理风化物理风化为主，在为主，在为主，在为主，在湿热多雨地区湿热多雨地区湿热多雨地区湿热多雨地区则以则以则以则以化学风化化学风化化学风化化学风化为主。为主。为主。为主。生物风化作用生物在其成长、新陈代谢和死亡过程18 树木根系对岩石的劈裂破坏示意树木根系对岩石的劈裂破坏示意树木根系对岩石的劈裂破坏示意19黄山松黄山松黄山黄山黄山松生物风化黄山20生物风化生物风化1 1华山华山生物风化1生物风化华山21生物风化生物风化2 2柬埔寨柬埔寨生物风化2生物风化柬埔寨22为了说明岩体的风化程度及其变化规律，正确为了说明岩体的风化程度及其变化规律，正确为了说明岩体的风化程度及其变化规律，正确为了说明岩体的风化程度及其变化规律，正确评价风化岩石对水利工程建设的影响，就必须对评价风化岩石对水利工程建设的影响，就必须对评价风化岩石对水利工程建设的影响，就必须对评价风化岩石对水利工程建设的影响，就必须对岩体按风化程度进行分级。岩体按风化程度进行分级。岩体按风化程度进行分级。岩体按风化程度进行分级。分级的依据主要是：新鲜岩石和风化岩石的相分级的依据主要是：新鲜岩石和风化岩石的相分级的依据主要是：新鲜岩石和风化岩石的相分级的依据主要是：新鲜岩石和风化岩石的相对比例、褪色度、分解和崩解的程度，矿物蚀变对比例、褪色度、分解和崩解的程度，矿物蚀变对比例、褪色度、分解和崩解的程度，矿物蚀变对比例、褪色度、分解和崩解的程度，矿物蚀变及其次生矿物，间接指标如锤击反应、波速变化及其次生矿物，间接指标如锤击反应、波速变化及其次生矿物，间接指标如锤击反应、波速变化及其次生矿物，间接指标如锤击反应、波速变化等情况。等情况。等情况。等情况。水利水电工程地质勘察规范（水利水电工程地质勘察规范（水利水电工程地质勘察规范（水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99GB50287-99）将岩石按风化程度分为将岩石按风化程度分为将岩石按风化程度分为将岩石按风化程度分为全风化、强风化、弱风化、全风化、强风化、弱风化、全风化、强风化、弱风化、全风化、强风化、弱风化、微风化微风化微风化微风化和和和和新鲜岩石新鲜岩石新鲜岩石新鲜岩石五个等级。五个等级。五个等级。五个等级。3.1.2岩石风化程度的分级岩石风化程度的分级为了说明岩体的风化程度及其变化规律，正确231 1、挖除法挖除法挖除法挖除法 适用于风化层较薄的情况，当厚度较大时通常只适用于风化层较薄的情况，当厚度较大时通常只适用于风化层较薄的情况，当厚度较大时通常只适用于风化层较薄的情况，当厚度较大时通常只将严重影响建筑物稳定的部分剥除。将严重影响建筑物稳定的部分剥除。将严重影响建筑物稳定的部分剥除。将严重影响建筑物稳定的部分剥除。2 2、抹面法抹面法抹面法抹面法 用水和空气不能透过的材料如沥青、水泥、粘土层用水和空气不能透过的材料如沥青、水泥、粘土层用水和空气不能透过的材料如沥青、水泥、粘土层用水和空气不能透过的材料如沥青、水泥、粘土层等覆盖岩层。等覆盖岩层。等覆盖岩层。等覆盖岩层。3 3、胶结灌浆法胶结灌浆法胶结灌浆法胶结灌浆法 用水泥、粘土等浆液灌入岩层或裂隙中，以加强岩用水泥、粘土等浆液灌入岩层或裂隙中，以加强岩用水泥、粘土等浆液灌入岩层或裂隙中，以加强岩用水泥、粘土等浆液灌入岩层或裂隙中，以加强岩层的强度，降低其透水性。层的强度，降低其透水性。层的强度，降低其透水性。层的强度，降低其透水性。4 4、排水法排水法排水法排水法 为了减少具有侵蚀性的地表水和地下水对岩石中可为了减少具有侵蚀性的地表水和地下水对岩石中可为了减少具有侵蚀性的地表水和地下水对岩石中可为了减少具有侵蚀性的地表水和地下水对岩石中可溶性矿物的溶解，适当做一些排水工程。溶性矿物的溶解，适当做一些排水工程。溶性矿物的溶解，适当做一些排水工程。溶性矿物的溶解，适当做一些排水工程。3.1.3防止岩石风化的主要方法防止岩石风化的主要方法1、挖除法3.1.3防止岩石风化的主要方法243.3 3.3 岩岩 溶溶喀斯特简介喀斯特简介地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造作用称为作用称为作用称为作用称为喀斯特作用喀斯特作用喀斯特作用喀斯特作用，即水对可溶性岩石的溶，即水对可溶性岩石的溶，即水对可溶性岩石的溶，即水对可溶性岩石的溶蚀、冲蚀、堆积，以及重力崩塌的总称。以化蚀、冲蚀、堆积，以及重力崩塌的总称。以化蚀、冲蚀、堆积，以及重力崩塌的总称。以化蚀、冲蚀、堆积，以及重力崩塌的总称。以化学溶蚀作用为主，机械侵蚀作用为辅。学溶蚀作用为主，机械侵蚀作用为辅。学溶蚀作用为主，机械侵蚀作用为辅。学溶蚀作用为主，机械侵蚀作用为辅。喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称为为为为喀斯特地貌喀斯特地貌喀斯特地貌喀斯特地貌。喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称为象统称为象统称为象统称为喀斯特喀斯特喀斯特喀斯特（Karst Karst Karst Karst）。）。）。）。3.3岩溶喀斯特简介地表水和地下水对可溶性25喀斯特研究的起源徐霞客徐霞客徐霞客徐霞客（15861641158616411586164115861641，明徐霞客游记的，明徐霞客游记的，明徐霞客游记的，明徐霞客游记的作者）是我国和世界上最早的岩溶研究学者。作者）是我国和世界上最早的岩溶研究学者。作者）是我国和世界上最早的岩溶研究学者。作者）是我国和世界上最早的岩溶研究学者。19191919世纪末，南斯拉夫的司威治（世纪末，南斯拉夫的司威治（世纪末，南斯拉夫的司威治（世纪末，南斯拉夫的司威治（J.CvijicJ.CvijicJ.CvijicJ.Cvijic）研究了南斯拉夫西北的喀斯特（研究了南斯拉夫西北的喀斯特（研究了南斯拉夫西北的喀斯特（研究了南斯拉夫西北的喀斯特（KarstKarstKarstKarst）石灰）石灰）石灰）石灰岩高原，并于岩高原，并于岩高原，并于岩高原，并于1893189318931893年正式用年正式用年正式用年正式用“Karst”“Karst”“Karst”“Karst”来概括来概括来概括来概括喀斯特高原的地貌景观。喀斯特高原的地貌景观。喀斯特高原的地貌景观。喀斯特高原的地貌景观。中国地质学会第一届喀斯特学术会议（中国地质学会第一届喀斯特学术会议（中国地质学会第一届喀斯特学术会议（中国地质学会第一届喀斯特学术会议（1966196619661966年年年年2 2 2 2月，桂林），建议在我国使用月，桂林），建议在我国使用月，桂林），建议在我国使用月，桂林），建议在我国使用“岩溶岩溶岩溶岩溶”一一一一词，并把它作为词，并把它作为词，并把它作为词，并把它作为KarstKarstKarstKarst的汉语同义语。的汉语同义语。的汉语同义语。的汉语同义语。喀斯特研究的起源徐霞客（15861641，明徐霞客游26岩溶地貌岩溶地貌岩溶地貌27思考题思考题n n可溶性岩石有哪些?n n喀斯特地貌是什么?由何得名?n n地表岩溶形态有哪些?地下岩溶地貌有哪些?n n岩溶堆积物有哪些类型?n n岩溶的形成的必要条件是什么?n n岩溶的发育程度与哪些因素有关?n n岩溶的分布特点有哪些?思考题可溶性岩石有哪些?283.3.1 岩溶的形成条件 1 1、岩石的可溶性岩石的可溶性岩石的可溶性岩石的可溶性岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分与岩石结构。与岩石结构。与岩石结构。与岩石结构。三大类可溶岩：三大类可溶岩：三大类可溶岩：三大类可溶岩：卤盐类如钾盐、石盐；卤盐类如钾盐、石盐；卤盐类如钾盐、石盐；卤盐类如钾盐、石盐；硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等；硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等；硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等；硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等；碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。溶解度：卤盐硫酸盐碳酸盐；溶解度：卤盐硫酸盐碳酸盐；溶解度：卤盐硫酸盐碳酸盐；溶解度：卤盐硫酸盐碳酸盐；在碳酸盐岩类中，在碳酸盐岩类中，在碳酸盐岩类中，在碳酸盐岩类中，CaCOCaCO3 3的含量越高，其的含量越高，其的含量越高，其的含量越高，其他杂质含量越低，其溶解度就越大。他杂质含量越低，其溶解度就越大。他杂质含量越低，其溶解度就越大。他杂质含量越低，其溶解度就越大。石灰岩白云岩硅质灰岩泥灰岩；石灰岩白云岩硅质灰岩泥灰岩；石灰岩白云岩硅质灰岩泥灰岩；石灰岩白云岩硅质灰岩泥灰岩；岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结晶的岩石，晶粒越小，溶解度也越大。晶的岩石，晶粒越小，溶解度也越大。晶的岩石，晶粒越小，溶解度也越大。晶的岩石，晶粒越小，溶解度也越大。3.3.1岩溶的形成条件1、岩石的可溶性292、岩石的透水性、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岩石的透水性对岩石的溶蚀速度和地下岩溶岩石的透水性对岩石的溶蚀速度和地下岩溶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。的发育有着重大影响。的发育有着重大影响。的发育有着重大影响。透水性不良透水性不良透水性不良透水性不良的岩石，溶的岩石，溶的岩石，溶的岩石，溶蚀作用只限于蚀作用只限于蚀作用只限于蚀作用只限于岩石表面岩石表面岩石表面岩石表面，很难深入岩石内部；，很难深入岩石内部；，很难深入岩石内部；，很难深入岩石内部；透水性好的透水性好的透水性好的透水性好的岩石，岩石，岩石，岩石，地表和地下溶蚀都很强地表和地下溶蚀都很强地表和地下溶蚀都很强地表和地下溶蚀都很强，地，地，地，地貌发育也好。貌发育也好。貌发育也好。貌发育也好。透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和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多少。一般石灰岩的原生孔隙度都很小多少。一般石灰岩的原生孔隙度都很小多少。一般石灰岩的原生孔隙度都很小3 3，透水性较弱；岩石的透水性主要受由构造运动透水性较弱；岩石的透水性主要受由构造运动透水性较弱；岩石的透水性主要受由构造运动透水性较弱；岩石的透水性主要受由构造运动形成的各种裂隙所控制。形成的各种裂隙所控制。形成的各种裂隙所控制。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、岩总之，岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩总之，岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩总之，岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩层越厚，则透水性就越好；层越厚，则透水性就越好；层越厚，则透水性就越好；层越厚，则透水性就越好；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303、水的溶蚀力、水的溶蚀力水的溶蚀力取决于水的水的溶蚀力取决于水的水的溶蚀力取决于水的水的溶蚀力取决于水的化学成分、温度、气压化学成分、温度、气压化学成分、温度、气压化学成分、温度、气压等等等等方面因素。方面因素。方面因素。方面因素。COCO2 2HH2 2OHOH2 2COCO33；（形成碳酸）（形成碳酸）（形成碳酸）（形成碳酸）HH2 2COCO33HHHCOHCO3 3；（碳酸离解）；（碳酸离解）；（碳酸离解）；（碳酸离解）HHCaCOCaCO3 3HCOHCO3 3CaCa22（溶解碳酸钙）（溶解碳酸钙）（溶解碳酸钙）（溶解碳酸钙）总的化学反应方程式：总的化学反应方程式：总的化学反应方程式：总的化学反应方程式：COCO2 2HH2 2OOCaCOCaCO3 32 2CaCa2 2（HCOHCO3 3）；其化学反应是可逆的，正反应速度取决于其化学反应是可逆的，正反应速度取决于其化学反应是可逆的，正反应速度取决于其化学反应是可逆的，正反应速度取决于COCO2 2的浓的浓的浓的浓度，逆反应速度取决于度，逆反应速度取决于度，逆反应速度取决于度，逆反应速度取决于CaCa2 2的浓度。即溶解于水中的浓度。即溶解于水中的浓度。即溶解于水中的浓度。即溶解于水中的的的的COCO2 2越多，水的溶蚀力就越强；水中的越多，水的溶蚀力就越强；水中的越多，水的溶蚀力就越强；水中的越多，水的溶蚀力就越强；水中的CaCa2 2的含的含的含的含量越高，水的溶蚀力就越弱。量越高，水的溶蚀力就越弱。量越高，水的溶蚀力就越弱。量越高，水的溶蚀力就越弱。3、水的溶蚀力水的溶蚀力取决于水的化学成分、温度、气压等31水的溶蚀力水的溶蚀力水中酸的含量越高，溶蚀力也越强；酸的水中酸的含量越高，溶蚀力也越强；酸的水中酸的含量越高，溶蚀力也越强；酸的水中酸的含量越高，溶蚀力也越强；酸的来源主要由大气中的来源主要由大气中的来源主要由大气中的来源主要由大气中的COCO2 2溶入水中而成。溶入水中而成。溶入水中而成。溶入水中而成。温度越高，溶蚀力越强；虽然水中温度越高，溶蚀力越强；虽然水中温度越高，溶蚀力越强；虽然水中温度越高，溶蚀力越强；虽然水中COCO2 2的的的的含量与温度成反比，但水的化学反应速度与含量与温度成反比，但水的化学反应速度与含量与温度成反比，但水的化学反应速度与含量与温度成反比，但水的化学反应速度与温度成正比。温度成正比。温度成正比。温度成正比。气压越高，溶蚀力越强；水中气压越高，溶蚀力越强；水中气压越高，溶蚀力越强；水中气压越高，溶蚀力越强；水中COCO2 2的含量的含量的含量的含量与气压成正比。与气压成正比。与气压成正比。与气压成正比。气候越湿热，水的溶蚀力就越强，喀斯特气候越湿热，水的溶蚀力就越强，喀斯特气候越湿热，水的溶蚀力就越强，喀斯特气候越湿热，水的溶蚀力就越强，喀斯特发育就越快。发育就越快。发育就越快。发育就越快。水的溶蚀力水中酸的含量越高，溶蚀力也越强；酸的324、水的流动性、水的流动性经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。流水经常与空气保持接触，能不断地补充因流水经常与空气保持接触，能不断地补充因流水经常与空气保持接触，能不断地补充因流水经常与空气保持接触，能不断地补充因溶蚀岩石所消耗的溶蚀岩石所消耗的溶蚀岩石所消耗的溶蚀岩石所消耗的COCO2 2，使水体不易达到饱和。，使水体不易达到饱和。，使水体不易达到饱和。，使水体不易达到饱和。处于流动状态的水，有时虽然达到饱和，但处于流动状态的水，有时虽然达到饱和，但处于流动状态的水，有时虽然达到饱和，但处于流动状态的水，有时虽然达到饱和，但当几种不同浓度的饱和溶液混合后，可变为不当几种不同浓度的饱和溶液混合后，可变为不当几种不同浓度的饱和溶液混合后，可变为不当几种不同浓度的饱和溶液混合后，可变为不饱和而重新获得溶蚀能力。饱和而重新获得溶蚀能力。饱和而重新获得溶蚀能力。饱和而重新获得溶蚀能力。热带地区高温多雨，水流量大、水循环快，热带地区高温多雨，水流量大、水循环快，热带地区高温多雨，水流量大、水循环快，热带地区高温多雨，水流量大、水循环快，加上气温高及生物作用强，岩溶发育最快。如加上气温高及生物作用强，岩溶发育最快。如加上气温高及生物作用强，岩溶发育最快。如加上气温高及生物作用强，岩溶发育最快。如亚热带广西碳酸盐岩溶蚀量为亚热带广西碳酸盐岩溶蚀量为亚热带广西碳酸盐岩溶蚀量为亚热带广西碳酸盐岩溶蚀量为0.120.120.3mm/a0.3mm/a，是暖温带的河北（是暖温带的河北（是暖温带的河北（是暖温带的河北（溶蚀量为溶蚀量为溶蚀量为溶蚀量为0.020.020.03mm/a0.03mm/a）的的的的5 59 9倍。倍。倍。倍。(动画演示动画演示动画演示动画演示-钟乳石的形成钟乳石的形成钟乳石的形成钟乳石的形成)4、水的流动性经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。331、地表岩溶形态 1 1、石芽与溶沟：、石芽与溶沟：、石芽与溶沟：、石芽与溶沟：地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态，称地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态，称地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态，称地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态，称为为为为溶沟溶沟溶沟溶沟，沟间突起称为，沟间突起称为，沟间突起称为，沟间突起称为石芽石芽石芽石芽；高大的石芽称为；高大的石芽称为；高大的石芽称为；高大的石芽称为石林石林石林石林。2 2、漏斗（溶斗）与溶蚀洼地：漏斗（溶斗）与溶蚀洼地：漏斗（溶斗）与溶蚀洼地：漏斗（溶斗）与溶蚀洼地：漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地；深几米至十几米，漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地；深几米至十几米，漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地；深几米至十几米，漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地；深几米至十几米，直径几米至直径几米至直径几米至直径几米至100m100m，主要分布在喀斯特高原面上。主要分布在喀斯特高原面上。主要分布在喀斯特高原面上。主要分布在喀斯特高原面上。溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成，直径溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成，直径溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成，直径溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成，直径100m100m。3 3、落水洞：、落水洞：、落水洞：、落水洞：落水洞为地表水进入地下河的主要通道；深几十米落水洞为地表水进入地下河的主要通道；深几十米落水洞为地表水进入地下河的主要通道；深几十米落水洞为地表水进入地下河的主要通道；深几十米至几百米，宽度一般至几百米，宽度一般至几百米，宽度一般至几百米，宽度一般 10m10m。主要分布在溶蚀洼主要分布在溶蚀洼主要分布在溶蚀洼主要分布在溶蚀洼地底部以及喀斯特斜坡上。地底部以及喀斯特斜坡上。地底部以及喀斯特斜坡上。地底部以及喀斯特斜坡上。演示演示演示演示:桂林岩溶地貌的形成桂林岩溶地貌的形成桂林岩溶地貌的形成桂林岩溶地貌的形成1、地表岩溶形态1、石芽与溶沟：344 4、坡立谷与喀斯特平原、坡立谷与喀斯特平原 坡立谷坡立谷坡立谷坡立谷（PoljePolje），即溶蚀谷地，俗称），即溶蚀谷地，俗称），即溶蚀谷地，俗称），即溶蚀谷地，俗称“坝坝坝坝”、“坝子坝子坝子坝子”，宽几百米至几公里，长几公里至几十公里，在一定宽几百米至几公里，长几公里至几十公里，在一定宽几百米至几公里，长几公里至几十公里，在一定宽几百米至几公里，长几公里至几十公里，在一定构造条件下经长期溶蚀、侵蚀而成；构造条件下经长期溶蚀、侵蚀而成；构造条件下经长期溶蚀、侵蚀而成；构造条件下经长期溶蚀、侵蚀而成；喀斯特平原喀斯特平原喀斯特平原喀斯特平原，达数百平方公里，由坡立谷发展而来。达数百平方公里，由坡立谷发展而来。达数百平方公里，由坡立谷发展而来。达数百平方公里，由坡立谷发展而来。5 5、峰丛、峰林、孤峰与残丘：、峰丛、峰林、孤峰与残丘：、峰丛、峰林、孤峰与残丘：、峰丛、峰林、孤峰与残丘：峰丛峰丛峰丛峰丛，一种连座峰林，其基部相连、顶部分散为一，一种连座峰林，其基部相连、顶部分散为一，一种连座峰林，其基部相连、顶部分散为一，一种连座峰林，其基部相连、顶部分散为一个个山峰（个个山峰（个个山峰（个个山峰（1 12 2相连）；相连）；相连）；相连）；峰林峰林峰林峰林，石灰岩石峰分散，石灰岩石峰分散，石灰岩石峰分散，石灰岩石峰分散或成群分布在平地上，远望如林（或成群分布在平地上，远望如林（或成群分布在平地上，远望如林（或成群分布在平地上，远望如林（1 12 2相连）。相连）。相连）。相连）。其相对高度为其相对高度为其相对高度为其相对高度为100 200m100 200m，坡度，坡度，坡度，坡度4545；孤峰孤峰孤峰孤峰，竖立在喀斯特平原上的孤立石灰岩山峰，相，竖立在喀斯特平原上的孤立石灰岩山峰，相，竖立在喀斯特平原上的孤立石灰岩山峰，相，竖立在喀斯特平原上的孤立石灰岩山峰，相对高度几十至百余米；对高度几十至百余米；对高度几十至百余米；对高度几十至百余米；残丘残丘残丘残丘，孤峰进一步发育而成，孤峰进一步发育而成，孤峰进一步发育而成，孤峰进一步发育而成，相对高度十几至几十米。相对高度十几至几十米。相对高度十几至几十米。相对高度十几至几十米。4、坡立谷与喀斯特平原坡立谷（Polje），即溶蚀谷地，俗356、岩溶丘陵岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特的典型形态。岩溶丘陵相对高度的典型形态。岩溶丘陵相对高度的典型形态。岩溶丘陵相对高度的典型形态。岩溶丘陵相对高度100100150m150m，坡度较和缓，不具峰林形态。坡度较和缓，不具峰林形态。坡度较和缓，不具峰林形态。坡度较和缓，不具峰林形态。7、喀斯特地貌组合、喀斯特地貌组合热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异，可分热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异，可分热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异，可分热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异，可分为：为：为：为：峰丛峰丛峰丛峰丛洼地（或漏斗）；洼地（或漏斗）；洼地（或漏斗）；洼地（或漏斗）；峰林峰林峰林峰林洼地；洼地；洼地；洼地；峰林峰林峰林峰林谷地；谷地；谷地；谷地；孤峰、残丘孤峰、残丘孤峰、残丘孤峰、残丘平原；平原；平原；平原；从云贵高原边缘到广西盆地中心，依次出从云贵高原边缘到广西盆地中心，依次出从云贵高原边缘到广西盆地中心，依次出从云贵高原边缘到广西盆地中心，依次出现上述喀斯特地貌组合。现上述喀斯特地貌组合。现上述喀斯特地貌组合。现上述喀斯特地貌组合。6、岩溶丘陵岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特368、岩溶旋回幼年期：地表面水系完整，地表岩溶开始发育，幼年期：地表面水系完整，地表岩溶开始发育，幼年期：地表面水系完整，地表岩溶开始发育，幼年期：地表面水系完整，地表岩溶开始发育，形成溶沟、石芽和少量的漏斗；形成溶沟、石芽和少量的漏斗；形成溶沟、石芽和少量的漏斗；形成溶沟、石芽和少量的漏斗；青年期：地下水系发育，地表仅存河流主干，青年期：地下水系发育，地表仅存河流主干，青年期：地下水系发育，地表仅存河流主干，青年期：地下水系发育，地表仅存河流主干，地下、地表岩溶发育，形成溶洞、漏斗、落水地下、地表岩溶发育，形成溶洞、漏斗、落水地下、地表岩溶发育，形成溶洞、漏斗、落水地下、地表岩溶发育，形成溶洞、漏斗、落水洞、干谷、峰丛、溶蚀洼地等形态；洞、干谷、峰丛、溶蚀洼地等形态；洞、干谷、峰丛、溶蚀洼地等形态；洞、干谷、峰丛、溶蚀洼地等形态；中年期：岩溶发育由地下转向地表，洞顶多塌中年期：岩溶发育由地下转向地表，洞顶多塌中年期：岩溶发育由地下转向地表，洞顶多塌中年期：岩溶发育由地下转向地表，洞顶多塌陷，水系重回地表，峰林、溶蚀洼地、溶蚀谷陷，水系重回地表，峰林、溶蚀洼地、溶蚀谷陷，水系重回地表，峰林、溶蚀洼地、溶蚀谷陷，水系重回地表，峰林、溶蚀洼地、溶蚀谷地大量形成；地大量形成；地大量形成；地大量形成；老年期：下伏不可溶岩层广泛出露或地面高度老年期：下伏不可溶岩层广泛出露或地面高度老年期：下伏不可溶岩层广泛出露或地面高度老年期：下伏不可溶岩层广泛出露或地面高度接近侵蚀基准面，地表水系占绝对统治地位，接近侵蚀基准面，地表水系占绝对统治地位，接近侵蚀基准面，地表水系占绝对统治地位，接近侵蚀基准面，地表水系占绝对统治地位，形成溶蚀谷地、溶蚀平原、孤峰、残丘等。形成溶蚀谷地、溶蚀平原、孤峰、残丘等。形成溶蚀谷地、溶蚀平原、孤峰、残丘等。形成溶蚀谷地、溶蚀平原、孤峰、残丘等。8、岩溶旋回幼年期：地表面水系完整，地表岩溶开始发育，37石芽与溶沟石芽与溶沟1云南罗平云南罗平石芽与溶沟1石芽与溶沟云南罗平38石芽与溶沟石芽与溶沟3云南罗平云南罗平石芽与溶沟3石芽与溶沟云南罗平39石芽与溶沟石芽与溶沟4木格错，青藏高原木格错，青藏高原石芽与溶沟4石芽与溶沟木格错，青藏高原40路路南南石石林林路南石林41阿诗玛的传说阿诗玛的传说阿诗玛的传说42路南石林世界地质公园路南石林世界地质公园路南石林世界地质公园43石林鸟瞰石林鸟瞰石林鸟瞰石林鸟瞰44大理石石林大理石石林广西贺州，我国唯一的一个大理石石林广西贺州，我国唯一的一个大理石石林广西贺州，我国唯一的一个大理石石林广西贺州，我国唯一的一个大理石石林大理石石林大理石石林广西贺州，我国唯一的一个大理石石林45漏斗漏斗漏斗漏斗1 1贵州兴义贵州兴义贵州兴义贵州兴义漏斗1漏斗贵州兴义46漏斗漏斗漏斗漏斗2 2贵州兴义贵州兴义贵州兴义贵州兴义漏斗2漏斗贵州兴义47漏斗漏斗3贵州兴义贵州兴义漏斗3漏斗贵州兴义48漏斗群1云南罗平云南罗平云南罗平云南罗平漏斗群1云南罗平漏斗群49广西乐业“天坑”最深最深613m广西乐业“天坑”广西乐业“天坑群”最深613m50乐业“天坑”仰视乐业“天坑”仰视51重庆小寨重庆小寨“天坑天坑”2”2重庆小寨“天坑”2重庆小寨“天坑”52重庆小寨“天坑”3重庆小寨“天坑”3重庆小寨“天坑”53重庆小寨重庆小寨“天坑天坑”4”4重庆小寨“天坑”4小寨“天坑”仰视54落水洞落水洞55天窗（落水洞）天窗（落水洞）56峰丛与峰林峰丛与峰林57峰林峰林58桂林山水甲天下桂林山水甲天下桂林山水甲天下59九马画山九马画山九马画山60孤峰孤峰孤峰孤峰2 2孤峰2孤峰61坡立谷坡立谷坡立谷62喀斯特平原喀斯特平原喀斯特平原63岩溶丘陵云南罗平云南罗平岩溶丘陵云南罗平喀斯特丘陵64云南罗平云南罗平云南罗平云南罗平喀斯特丘陵云南罗平65广东连山广东连山广东连山66阳朔的月亮山阳朔阳朔阳朔的月亮山月亮山阳朔67桂林骆驼山桂林骆驼山68桂林象鼻山桂林象鼻山69草海贵州威宁的草海，贵州威宁的草海，46.6km2草海岩贵州威宁的草海，46.6km270广东肇庆的七星岩广东肇庆广东肇庆广东肇庆的七星岩七星岩广东肇庆71肇庆市肇庆市七72云南白水台云南白水台地表地表“石灰华石灰华”华钙泉华华钙泉华云南白水台地表“石灰华”华钙泉华73黄龙五彩池 1黄龙五彩池1黄龙五彩池74黄龙五彩池 2黄龙五彩池2黄龙五彩池75九寨沟华钙九寨沟华钙76九寨沟华钙树九寨沟华钙树77西藏泉华西藏泉华78土耳其棉花堡土耳其棉花堡 1 1土耳其棉花堡1土耳其棉花堡79土耳其棉花堡土耳其棉花堡 2 2土耳其棉花堡2土耳其棉花堡80土耳其棉花堡土耳其棉花堡 3 3土耳其棉花堡3土耳其棉花堡81黄石公园泉华黄石公园泉华黄石公园泉华82江西石钟山江西石钟山江西石钟山83海中喀斯特越南下龙湾越南下龙湾“海上桂林海上桂林”海中喀斯特越南下龙湾“海上桂林”84下龙湾下龙湾下龙湾85泰国普吉岛泰国普吉岛1泰国普吉岛1泰国普吉岛86泰国普吉岛泰国普吉岛2泰国普吉岛2泰国普吉岛87喀斯特泉喀斯特泉喀斯特泉88停多喷少停多喷少停多喷少89济南的泉济南百脉泉济南百脉泉济南百脉泉济南百脉泉济南的泉雨量充沛时济南百脉泉90喀斯特泉（黄石公园）黄石公园黄石公园喀斯特泉（黄石公园）喀斯特泉黄石公园91喀斯特热泉（黄石公园）黄石公园黄石公园喀斯特热泉（黄石公园）喀斯特热泉黄石公园92黄石公园喀斯特泉眼黄石公园喀斯特泉眼黄石公园喀斯特泉眼93四、地下喀斯特地貌四、地下喀斯特地貌94溶洞与地下河1、溶洞、溶洞垂直溶洞垂直溶洞与倾斜溶洞；与倾斜溶洞；水平溶洞；水平溶洞；冷洞冷洞冷洞冷洞暖洞暖洞暖洞暖洞穿洞穿洞穿洞穿洞脚洞脚洞脚洞脚洞侧洞侧洞侧洞侧洞地下水地下水溶洞与地下河1、溶洞冷洞暖洞穿洞脚洞侧洞地下水952、洞穴堆积地貌石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。2、洞穴堆积地貌石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。96侧洞侧洞侧洞97地下河1地下河1地下河98地下河2地下河2地下河99地下河3地下河3地下河100七星岩地下河七星岩双源洞七星岩双源洞七星岩地下河七星岩双源洞地下河101地下河英西1广东英德广东英德地下河英西1地下河广东英德102地下河英西2广东英德广东英德地下河英西2地下河广东英德103地下河连州广东连州广东连州地下河连州地下河广东连州104银狐洞地下河银狐洞地下河北京郊区北京郊区北京郊区北京郊区银狐洞地下河银狐洞地下河北京郊区105地下河出口1地下河出口1地下河出口106地下河出口2地下河出口2地下河出口107地下河出口3广东英德广东英德广东英德广东英德地下河出口3地下河出口广东英德108地下瀑布地下瀑布地下瀑布地下瀑布109地下河出口4地下河出口4地下河出口110地下河出海口意大利著名的蓝洞意大利著名的蓝洞地下河出海口地下河出海口意大利著名的蓝洞111垂直溶洞发育于充气带发育于充气带以落水洞居多以落水洞居多美国美国垂直溶洞发育于充气带美国112200m深的溶洞克罗地亚克罗地亚克罗地亚克罗地亚200m深的溶洞克罗地亚113水平溶洞水平溶洞贵阳龙宫水平溶洞贵阳龙宫114天生桥天生桥溶洞坍塌而成溶洞坍塌而成天生桥溶洞坍塌而成天生桥115天生桥天生桥天生桥天生桥1 1 1 1贵州遵义贵州遵义贵州遵义贵州遵义天生桥1天生桥贵州遵义116天生桥天生桥天生桥天生桥2 2 2 2天生桥2天生桥117石钟乳1英德通天岩英德通天岩英德通天岩英德通天岩石钟乳1英德通天岩石118石钟乳2石钟乳2石119石笋1石笋1石120石笋2石笋2石121石笋3美国加州魔鬼湖美国加州魔鬼湖石笋3喀斯特泉华“石笋”美国加州魔鬼湖122石笋石笋与石与石钟乳钟乳1 1石笋与石钟乳1石123石笋与石钟乳石笋与石钟乳2 2石笋与石钟乳2石124石柱1石柱1石125石柱2石柱2石126石柱3石柱3石127石幔1石幔1石幔128石幔2石幔2石幔129鹅管鹅管130石珊瑚石珊瑚131卷曲石卷曲石132石水果石水果133纯净的钙质纯净的钙质134边石堤边石堤135黄龙的边石堤黄龙的边石堤黄龙的边石堤黄龙的边石堤136石缸石缸1373.3.2岩溶的分布规律岩溶的分布规律n n质纯、层厚的石灰岩中，岩溶最为发育，形态齐质纯、层厚的石灰岩中，岩溶最为发育，形态齐全，规模较大。含泥质和其它杂质的岩层岩溶发全，规模较大。含泥质和其它杂质的岩层岩溶发育较弱。育较弱。n n地形陡峻的斜坡地带，地表径流大，发育溶沟、地形陡峻的斜坡地带，地表径流大，发育溶沟、溶槽、石芽等地表岩溶。在地形平缘地带，地下溶槽、石芽等地表岩溶。在地形平缘地带，地下水易下渗，地表地下岩溶形态都较发育。水易下渗，地表地下岩溶形态都较发育。n n由于水的交替作用随深度增加而减弱，岩溶发育由于水的交替作用随深度增加而减弱，岩溶发育随深度增加而减弱。一般在地表附近岩溶较发育。随深度增加而减弱。一般在地表附近岩溶较发育。在裂隙发育带，断层破碎带，岩层接触面带岩溶在裂隙发育带，断层破碎带，岩层接触面带岩溶较发育。较发育。n n岩溶的发育还具有带状性和成层性。岩溶的发育还具有带状性和成层性。3.3.2岩溶的分布规律质纯、层厚的石灰岩中，岩溶最为发1381、岩溶发育的垂直分带性、岩溶发育的垂直分带性在岩溶地区地下水流动具有垂直分带现象，在岩溶地区地下水流动具有垂直分带现象，因而所形成的岩溶也带有垂直分带的特征因而所形成的岩溶也带有垂直分带的特征（图（图8）。）。垂直循环带，或称包气带垂直循环带，或称包气带季节循环带或称过渡带季节循环带或称过渡带水平循环带或称饱水带水平循环带或称饱水带深部循环带深部循环带1、岩溶发育的垂直分带性139岩溶的垂直分带示意图垂直渗透带垂直渗透带垂直渗透带垂直渗透带（充气带）；（充气带）；（充气带）；（充气带）；季节变动带季节变动带季节变动带季节变动带（过渡带）；（过渡带）；（过渡带）；（过渡带）；水平流动带水平流动带水平流动带水平流动带（饱水带）；（饱水带）；（饱水带）；（饱水带）；深部缓流带。深部缓流带。深部缓流带。深部缓流带。岩溶的垂直分带示意图 垂直渗透带140图8岩溶水的垂直分岩溶水的垂直分带垂直循垂直循环带；季季节循循环带；水平循水平循环带；深部循深部循环带图8岩溶水的垂直分带1412、岩溶分布的成层性在地壳运动相对稳定时期，岩溶地区在垂直剖面在地壳运动相对稳定时期，岩溶地区在垂直剖面在地壳运动相对稳定时期，岩溶地区在垂直剖面在地壳运动相对稳定时期，岩溶地区在垂直剖面上形成了上述岩溶发育的上形成了上述岩溶发育的上形成了上述岩溶发育的上形成了上述岩溶发育的4 4个带，之后若地壳上升，个带，之后若地壳上升，个带，之后若地壳上升，个带，之后若地壳上升，地表河流下切，地下水位随之下降，原来处于季地表河流下切，地下水位随之下降，原来处于季地表河流下切，地下水位随之下降，原来处于季地表河流下切，地下水位随之下降，原来处于季节循环带的部位就变为了垂直循环带，原来的水节循环带的部位就变为了垂直循环带，原来的水节循环带的部位就变为了垂直循环带，原来的水节循环带的部位就变为了垂直循环带，原来的水平循环带相应变为季节循环带，并依此类推。平循环带相应变为季节循环带，并依此类推。平循环带相应变为季节循环带，并依此类推。平循环带相应变为季节循环带，并依此类推。当地壳再处于稳定时期时，原来的季节循环带当地壳再处于稳定时期时，原来的季节循环带当地壳再处于稳定时期时，原来的季节循环带当地壳再处于稳定时期时，原来的季节循环带所形成的岩溶洞层位置已抬高。在其下部，新的所形成的岩溶洞层位置已抬高。在其下部，新的所形成的岩溶洞层位置已抬高。在其下部，新的所形成的岩溶洞层位置已抬高。在其下部，新的季节循环带将会形成新的岩溶洞层，因而使岩溶季节循环带将会形成新的岩溶洞层，因而使岩溶季节循环带将会形成新的岩溶洞层，因而使岩溶季节循环带将会形成新的岩溶洞层，因而使岩溶的发育出现成层性。的发育出现成层性。的发育出现成层性。的发育出现成层性。2、岩溶分布的成层性142(1)(1)岩溶发育受岩性控制，一般情况下，质纯、岩溶发育受岩性控制，一般情况下，质纯、岩溶发育受岩性控制，一般情况下，质纯、岩溶发育受岩性控制，一般情况下，质纯、层厚的石灰岩中，岩溶最为发育，形态齐全，规层厚的石灰岩中，岩溶最为发育，形态齐全，规层厚的石灰岩中，岩溶最为发育，形态齐全，规层厚的石灰岩中，岩溶最为发育，形态齐全，规模较大，含泥质或其他杂质的岩层，岩溶发育较模较大，含泥质或其他杂质的岩层，岩溶发育较模较大，含泥质或其他杂质的岩层，岩溶发育较模较大，含泥质或其他杂质的岩层，岩溶发育较弱弱弱弱(2)(2)岩溶发育受地质构造条件控制。岩溶发育受地质构造条件控制。岩溶发育受地质构造条件控制。岩溶发育受地质构造条件控制。岩溶常沿着区域构造线方向（如裂隙、断层走向岩溶常沿着区域构造线方向（如裂隙、断层走向岩溶常沿着区域构造线方向（如裂隙、断层走向岩溶常沿着区域构造线方向（如裂隙、断层走向及褶皱轴部）呈带状分布，多形成溶蚀洼地、落及褶皱轴部）呈带状分布，多形成溶蚀洼地、落及褶皱轴部）呈带状分布，多形成溶蚀洼地、落及褶皱轴部）呈带状分布，多形成溶蚀洼地、落水洞、较大的溶洞及地下河等。水洞、较大的溶洞及地下河等。水洞、较大的溶洞及地下河等。水洞、较大的溶洞及地下河等。3、岩溶分布的不均匀性3、岩溶分布的不均匀性1433.3.3岩溶区的主要工程地质问题岩溶区的主要工程地质问题 碳酸盐类岩石在我国分布广泛，仅地表出露的面碳酸盐类岩石在我国分布广泛，仅地表出露的面碳酸盐类岩石在我国分布广泛，仅地表出露的面碳酸盐类岩石在我国分布广泛，仅地表出露的面积就有积就有积就有积就有120120万万万万km2km2，约占全国面积的，约占全国面积的，约占全国面积的，约占全国面积的12.512.5，尤其，尤其，尤其，尤其广西、贵州、滇东、湘西、鄂西、川东等地较为广西、贵州、滇东、湘西、鄂西、川东等地较为广西、贵州、滇东、湘西、鄂西、川东等地较为广西、贵州、滇东、湘西、鄂西、川东等地较为集中集中集中集中.由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地质条件大为恶化，因此在岩溶地区修建各类建筑质条件大为恶化，因此在岩溶地区修建各类建筑质条件大为恶化，因此在岩溶地区修建各类建筑质条件大为恶化，因此在岩溶地区修建各类建筑物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的各种工程地质问题。决因岩溶而引起的各种工程地质问题。决因岩溶而引起的各种工程地质问题。决因岩溶而引起的各种工程地质问题。归纳起来，岩溶区的工程地质问题主要有以下两归纳起来，岩溶区的工程地质问题主要有以下两归纳起来，岩溶区的工程地质问题主要有以下两归纳起来，岩溶区的工程地质问题主要有以下两类。类。类。类。3.3.3岩溶区的主要工程地质问题1441.渗漏和突水问题由于岩溶地区的岩体中有许多溶隙、溶洞、由于岩溶地区的岩体中有许多溶隙、溶洞、漏斗，若库、坝址选择不当或未能采取可漏斗，若库、坝址选择不当或未能采取可靠的防渗措施，轻则降低水库效益，成为靠的防渗措施，轻则降低水库效益，成为病险库，遗留后患；病险库，遗留后患；重则水库不能蓄水，或工程处理费用过高，重则水库不能蓄水，或工程处理费用过高，在经济上造成不合理。在基坑开挖和隧洞在经济上造成不合理。在基坑开挖和隧洞施工中，岩溶水可能突然大量涌出，给施施工中，岩溶水可能突然大量涌出，给施工带来困难。工带来困难。1.渗漏和突水问题1452 2、地基稳定性及塌陷问题地基稳定性及塌陷问题坝基或其它建筑物地基中若有岩溶洞穴，坝基或其它建筑物地基中若有岩溶洞穴，将大大降低地基岩体的承载力，容易引起洞穴将大大降低地基岩体的承载力，容易引起洞穴顶塌陷，使建筑物遭受破坏。顶塌陷，使建筑物遭受破坏。同时，岩溶地区的土层特点是厚度变化同时，岩溶地区的土层特点是厚度变化大，孔隙比高，因此，地基很容易产生不均匀大，孔隙比高，因此，地基很容易产生不均匀沉降，从而导致建筑物倾斜甚至破坏。沉降，从而导致建筑物倾斜甚至破坏。在岩溶地区工程设计前，必须充分细致在岩溶地区工程设计前，必须充分细致地进行工程地质勘察工作，搞清建筑地区岩溶地进行工程地质勘察工作，搞清建筑地区岩溶的分布和发育规律，正确评价它对工程的影响的分布和发育规律，正确评价它对工程的影响和危害和危害2、地基稳定性及塌陷问题146