11.第十一章 地下水地质作用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,埋藏在地表以下，存在于岩石和地表松散堆积物的孔隙、裂隙及溶洞中的水，统称为地下水。全球地下水分布面积达,1.3,108 km2,，总水量,8 300 000 km3,，占全球总水量的,0.59%,，它是重要的淡水来源，占淡水量的,22%,。,地下水地质作用,1.,地下水的来源,地下水主要来源于,大气降水,，其次为,地表水,。,地下水还可能在沉积岩形成的时候就将水保留下来，一直埋藏在沉积岩内；这一部分水又称为,原生水,；,岩浆活动也可以释放一部分水分，并保留在岩层中，这是一种矿质化泉水，称为,初生水,；,在沿海地区，,海水,通过岩石向陆地渗透，这也是地下水的一种来源。,一、地下水的储运特点及类型,2.,地下水的存在形式,地下水也有三态，其中以液态为主。在岩层或土壤中，液态地下水又以,吸着（湿）水,、,薄膜水,、,毛细水,和,重力水,等形式存在。,赋存条件：,岩石中的空隙（,孔隙、裂隙和溶穴,）是地下水储运的场所。,空隙率,和,连通性,决定了岩石储运地下水的能力,。,透水层,：地下水易通过的岩层，如砂岩、砾岩等,含水层,：能透过相当数量水并含有相当数量水的岩层，如砾岩、砂岩、灰岩层等。,隔水层,：基本上不能透过水的岩层，如泥岩等。,3.,地下水的赋存条件,4.,地下水的分带,地下水分带：,包气带,（以气态水和结合水为主，以垂直运动为主）,饱水带,（以重力水为主，以近水平运动为主）,5.,地下（重力）水的类型,重力水,的特征：,1.,上层滞水,:,包气带局部隔水层之上积聚的具有自由水面的重力水。,2.,潜水,:,饱水带中第一个隔水层之上的具有自由表面的重力水,以水平运动为主。,3.,潜水面,:,第一个隔水层之上的重力水所具有的自由水面,随地形、季节变化。,承压水,：充满在两个隔水层中的重力水。,泉水,：地下水的天然露头，常为上层滞水和潜水，少数为承压水。,上层滞水,泉,天然喷泉,6.,地下水的补给和排泄,含水层或含水系统从外界获得水量的过程称为,补给,，失去水量的过程称为,排泄,，水分由补给处向排泄处的运移过程称为,径流,。,地下水的补给来源最重要的是,大气降水,，其次为,地表水,。,地下水通过补给河湖而排泄，也可通过植物蒸发、人工抽取等方式排泄，还有自流井和泉也是其排泄方式。,1.,地下水的潜蚀作用,定义：地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用。分为,机械潜蚀,（仅在地下河中明显）和,化学潜蚀,作用（又称,岩溶作用,）。可溶性岩石分布区在地下水的作用下，形成的独特地形称,岩溶地形,或称,喀斯特地形,。,二、地下水的地质作用,1,）岩石的,可溶性,：应为可溶性岩类（石灰岩、大理岩、白云岩等）。,2,）岩石的,透水性,：岩石的空隙率、连通性等。,3,）地下水的,溶蚀能力,：二氧化碳的含量、水的饱和状态、压力、温度等。,4,）地下水的,流动特征,：是否流动、流速快慢等。,2.,岩溶作用的发育条件,3.,岩溶作用的分带性及主要岩溶地形,地表及包气带,:,垂直,运动为主,石芽,石林,峰丛,峰林,孤峰,-,平原,溶沟,溶蚀洼地,落水洞,溶蚀漏斗,饱水带,:,水平,运动为主,溶洞,暗河,地下湖。,岩溶作用的发展阶段,1.,从地表到地下,:,溶沟,-,石芽,石林,峰丛,溶蚀漏斗,落水洞,溶蚀洼地,2.,从地下到地表,:,溶洞,暗河,（坍塌）,峰林,孤峰,-,平原。,3.,总体上的演化过程可以概括为：,石芽,石林,峰丛,峰林,孤峰,-,平原,(,无地下水,),秭归界垭岩溶地貌,-,石牙,岩溶地貌石林,峰丛,峰林,桂林山水（峰丛）,落水洞实例,广西乐业天坑群,地下,喀斯特地貌,岩溶地形示意图,溶洞,落水洞,落水洞,漏斗,溶沟,4.,岩溶作用发育阶段,早期,：多在地表形成石芽、溶沟、溶蚀漏斗、落水洞等；地下则形成独立的溶洞。,中期,：地下溶洞的发展和逐渐归并形成洞穴系统，潜水面附近的溶洞可形成暗河；地表可形成大型溶蚀洼地和峰林。,晚期,：岩溶盆地不断扩大，乃至形成溶蚀平原，溶蚀平原上残留有残丘和孤峰。,地下水搬运作用的特点：地下水的运动特征是流量小、流速缓慢，故地下水的搬运方式以溶运为主；当地下河中有较大水量时，机械搬运能力较大，特点与河流相似。,化学搬运作用,的特点：成分取决于流域的岩石成分、风化程度和气候特征。主要以各种离子和胶体物质最为常见。,5.,地下水的搬运作用,6.,地下水的沉积作用,化学沉积作用,：,地下水所溶物质，常因压力、水分蒸发、二氧化碳逸出等原因，过饱和而沉积。,常见的化学沉积物：,1.,溶洞滴石（石钟乳、石笋、石柱和石幔）；,2.,泉华；,3.,空隙和裂隙沉积物（方解石脉、硅化木等）。,溶洞滴石的形成过程,北京房山石花洞溶洞滴石,石钟乳、石笋、石柱和石幔,张家界黄龙洞,石钟乳和石笋,湖南绥宁龙宫洞,石钟乳、石笋和石柱,湖北长阳和尚洞石笋,泉华,定义,：泉口附近，泉水中的矿物发生沉淀形成的沉积物称为泉华。,类型,：按照成分可以分为钙华，硅华，硫华,形态,：常见锥状、台阶状地形,泉华实例,四川九寨沟神仙池,裂隙和孔隙沉积物,定义：,饱含矿物质的地下水在裂隙和孔隙中渗流，当环境改变时发生沉淀，形成的沉积物。,类型：,方解石脉，石英脉等等，还可以见到铁锰质在紧密裂隙中沉淀形成的薄膜。（常被认为是化石）,石英脉,锰膜,假化石,交代沉积物,定义,：地下水中的含矿物质与埋藏在沉积物中的生物遗体进行物质交换，使得矿物在生物遗体中沉淀形成的一种特殊的化石,举例：硅化木,硅化木,6.,地下水的沉积作用,机械沉积作用,：经短距离搬运后，地下水中的溶蚀残余堆积物在洞穴低洼处的沉积（多为富铁、铝的粘土）及溶洞坍塌与地下河带来的碎屑物构成的溶洞角砾沉积。,7.,古岩溶与地壳运动,岩溶发育阶段的周期性循环，随着地壳运动的发生而变迁：一次地壳的阶段性抬升，可以在一个地区发育一套相应的岩溶产物。而不同高程上出现的一套岩溶产物，标志着该地区曾经发生过相应的地壳运动。,本章重点内容,地下水的类型（上层滞水、潜水、承压水）,地下水的分带（包气带和饱水带）及岩溶地形,岩溶作用发育的条件,常见的溶洞滴石类型及特点,