岩溶发育的不均匀性与垂直分带性

如题所述

(一)岩溶发育的不均匀性

岩溶发育程度在水平方向上的变化,主要取决于岩性和地质构造。在褶皱紧密地区,质纯的灰岩与不纯的灰岩或非碳酸盐岩相间作带状分布时,则岩溶化程度也作平行相间的带状分布。如重庆附近观音峡的狭长背斜轴部,下三叠统嘉陵江灰岩岩溶发育,其两侧形成与褶皱轴平行的地下河,它们之间因岩性差异,并无水力联系(图6-20)。一般在岩层破碎、裂隙发育、导水断层部位及可溶性岩石与非可溶性岩石的接触面处,岩溶较为发育。

图6-20 背斜中的平行暗河

(重庆观音峡,据成都地质学院

地壳运动形成的构造形迹,如节理、裂隙、断层破碎带等,为水流运动提供了空间,而褶皱及构造隆起或沉降带,往往成为控制水流运动的边界。有生成联系的各种构造形迹组合的构造系统,尤其次一级构造,常控制了岩溶的分布、发育特征和岩溶类型。例如,同属新华夏构造带的太行山脉及其东邻的华北平原,前者为隆起带,是两组断裂相交所构成的断块山地,沿断裂带岩溶发育,并有大型泉群出露。华北平原为沉降带,碳酸盐岩层则隐伏于地下数百米甚至数千米深处。

一般在构造线转折或交接部位、张性裂隙发育的背斜轴部或有利于水流汇聚的向斜轴底部等,这些部位均可促使岩溶发育。

(二)岩溶发育的垂直分带性

在厚层的水平或缓倾斜碳酸盐岩石地区,岩溶较发育。除了受岩性构造因素影响外,还明显地受水动力条件,即地下水垂直分带的影响。在受大河深切的厚层碳酸盐岩石地区,岩溶地下水按其运动状况,从垂直剖面上可分为垂直渗流带(包气带)、季节变动带(过渡带)、水平流动带(饱水带)和深部循环带(深部滞流带)4个带(图6-21)。

图6-21 岩溶地下水的垂直分带

1—垂直渗流带;2—季节变动带;3—水平流动带;4—深部滞流带

1.垂直渗流带(包气带)

位于潜水面之上,平时无水。只有在降雨或融雪时,水才能从地表沿垂直裂隙或垂直管道向下渗流。水流以垂直运动为主,如遇到局部隔水层或水平通道,也会作水平运动,形成上层滞水,有时在谷坡上以悬挂泉的方式流出(图6-22)。垂直渗流带,主要形成如漏斗、竖井、落水洞等垂直岩溶形态。

图6-22 岩溶悬挂泉

2.季节变动带(过渡带)

因潜水面随季节而升降,因此,在包气带与水平流动带之间,有一个变动带。雨季,潜水面上升,它与水平流动带合并;旱季,潜水面下降,即与包气带合为一体。由此,岩溶水在此带呈水平与垂直流动带的周期性交替,所形成的岩溶形态既有水平的,也有垂直的岩溶通道。

3.水平流动带(饱水带)

位于最低岩溶潜水面以下,经常处于饱水状态,岩溶水常年存在。水的运动是呈水平方向流动,排泄于河谷。因此,此带形成水平溶洞或地下暗河,有的规模很大。

在谷底两侧,地下水流动似虹吸管式,具局部承压性。至谷底减压区水流自下向上涌出,故常形成一些放射状的岩溶孔道。

4.深部循环带(深部滞流带)

与河流无水力联系,水的运动不受当地河流影响,而是受地质构造的控制,滞缓地流向远处更低的排水基准面。愈向深部,其水交替十分滞缓。故此带岩溶仅发育一些蜂窝状的细小溶孔,它自上而下呈有规律的分布。但是,在地下深处,当有较大构造裂隙、古岩溶孔洞或位于硫化矿床的氧化带时,极深处地下水在局部段仍有较大的流速和溶蚀能力。

可见,在岩溶水的垂直分带中,由于地下水运动的方式和强度不同,就决定了岩溶地貌的形态特征、分布位置和规模。

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