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04第三章巖溶工程地質(zhì)研究-文庫吧資料

2025-01-22 05:02本頁面
  

【正文】 大大加快,有利于巖溶作用。 55 : ( 1)溫度升高, 水中的 CO2的溶解度減小,不利于巖溶作用。 二、氣候的影響 : ( 1)水直接參與巖溶作用,充足的降水是保證巖溶作用強烈進(jìn)行的必要條件。 礦物結(jié)晶越小, KV越大。 研究表明: ★ 方解石含量越高 CaO/MgO比值越大, KV及 KCV越大;反之白云石含量越小。 不同巖石,其溶解性是不同的,可用兩個指標(biāo)表示: VCVKK試 樣 溶 蝕 量比 溶 蝕 度 = ( 試 驗 前 后 的 質(zhì) 量 差 )標(biāo) 準(zhǔn) 試 樣 溶 蝕 量試 驗 溶 解 速 度比 溶 解 度 = ( 單 位 時 間 的 溶 蝕 量 )標(biāo) 準(zhǔn) 試 樣 溶 解 速 度準(zhǔn)試樣:方解石,要求試樣尺寸相同,粉碎的粒度大小一樣,溶蝕在高濃度 CO2的蒸餾水中。主要化學(xué)成分是 CaCO MgCO3 、SiO2等。 具有可溶性巖石 具有溶蝕能力的水 具有良好的水循環(huán)交替條件 巖溶發(fā)育的條件 50 一、碳酸鹽巖巖性的影響 碳酸鹽巖能否被溶解或溶解程度如何,主要取決于巖石的性質(zhì),如物質(zhì)成分、化學(xué)成分、礦物成分及結(jié)構(gòu)。 水中增加與 CaCO3不相一致的強電解離子時,它們會以較強的吸引力吸引 Ca2+ 及 CO32 離子,從而降低 Ca2+ 與 CO32的引力,從而增大水對 CaCO3的溶解性。如右反應(yīng)式: 23322C aCO H C a H C O? ? ?? ? ? 地質(zhì)上含硫酸的巖層滲出的地下水有較大溶蝕性。 47 三、其他離子的作用 天然地下水中成分較復(fù)雜,大致有兩類離子:一類是與碳酸鹽巖溶解產(chǎn)生的相同離子,如 Ca2+ 、 Mg2+ 、 CO32 等;另一類是不同的離子,如 Na1 、 Cl1 、 SO42 等。 在地質(zhì)條件特殊的部位,因上述原因,常使巖溶作用較之其他地方強烈。這是因為溫度由高降低時水對 CO2吸收系數(shù)增大,以及用于飽和 CaCO3所需的平衡 CO2減少,多余的 CO2轉(zhuǎn)化為游離 CO2 。實際上,自然界中溶液大都比較接近,相混合一般能再溶解 1%2%的 CaCO3 。 水的溶蝕能力取決于水中侵蝕CO2的的存在情況,右圖中曲線表示平衡 CO2與溶解 CaCO3的關(guān)系。 不平衡 ,CaCO3溶解或 CO2逸出 平衡,或析出CaCO3 (沉淀) 不平衡 , CaCO3溶解 往復(fù)進(jìn)行 充 CO2 二、混合溶蝕效應(yīng) 不同成分或不同溫度的水混合后,其溶蝕能力有所增強的效應(yīng) 。如大氣、土壤的生物作用等。任何能在水中產(chǎn)生 H+ 的物質(zhì)均可能使 CaCO3溶解。 主要九個離子平衡體系: CO2, H2CO3, HCO3- , CO32- , Ca2+, CaHCO3+, CaCO3, H+, OH- 溶蝕過程如下(以 CaCO3 的溶解和沉積為例) 2 233C a C O C a C O???2 2 2 3 3C O H O H C O H H C O??? ? ? ?23 2 2 3C a C O C O H O C a 2 H C O??? ? ?2 2 23 3 3C a C O H H C O C a 2 H C O? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?233C O H H C O? ? ???① ② 由①及② 上述反應(yīng)也可表示為離子平衡式: 化簡為: 43 上述表明: CaCO3 在水中溶解的實質(zhì)是CO32 與 H+ 結(jié)合生成 HCO3 ,因此 H+ 的濃度是溶解的關(guān)鍵。溶蝕反應(yīng)由表及里,地下溶蝕優(yōu)先的復(fù)雜體之中。如: 地表水 —侵蝕、剝蝕、堆積; 地下水 —溶蝕、機械潛蝕、堆積、沉陷; 重力、氣壓 —坍塌、沖爆、吸蝕。主要營力是水 ,水的侵蝕、溶蝕作用是經(jīng)常性、緩慢的長期作用過程。 ( c)堵塞后的景觀,落水洞地區(qū)現(xiàn)在成了一個城市公園 。 38 39 佛羅里達(dá)州溫特帕克的落水洞 ( a)開始沉下去不久,注意昂貴的賽車掉入坑內(nèi)。 這一罕見的巖溶地面塌陷群發(fā)生在位于臨桂縣會仙鎮(zhèn)馬面村以南約 2公里處正在施工的路基。 該村 196戶、 990余名村民無一人傷亡。 陷坑帶呈近東西向分布,散分在東西 300米、南北 250米的范圍內(nèi)。 2023年 4月 6日下午 4時- 8時,洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)烽火村地面塌陷。 : 滲漏、潰壩、誘發(fā)地震 路基、站場、橋梁地基穩(wěn)定性、地基塌陷 我國東部巖溶區(qū),鐵路 4010公里,巖溶塌陷 376處,近十年間中斷車 1860小時,顛覆列車 3次。主要有:巖溶滲漏,引發(fā)地區(qū)塌陷,造成坑道涌水、突水、滑落。 另一方面 ,生態(tài)環(huán)境脆弱,水旱及地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。 30 云臺山地處位于河南省修武縣 我國北方地區(qū)氣溫低,溶蝕速度要慢很多 ,水不是參與作用的主要原因,而是以斷裂、崩塌等物理因素為主的破壞。 我國地跨熱帶、亞熱帶和溫帶不同氣候區(qū),形成不同氣候區(qū)獨特的巖溶類型及特征。我國碳酸鹽分布面積 334萬 km2 ,約占國土面積的 36%。我國有關(guān)專家認(rèn)為稱其為 “ 天坑 ” 最確切,故取名為 “ 巖溶天坑 ” (Karst tiankeng),簡稱 “ 天坑 ” 。 天坑在國內(nèi)外均有發(fā)現(xiàn)。這個 “ 桶 ” ,口徑從近百米至數(shù)百米不等,容積從 10萬立方米至 1億立方米以上。洞內(nèi)空間開闊,地形起伏迭宕,巖溶堆積物達(dá) 40多種,囊括了世界溶洞所有的形態(tài)類別。位于縣城東北 23公里處織金洞是一個多格局、多層次、多類型的高位旱洞,洞內(nèi)巖溶生長獨特,景物規(guī)模宏大,雄偉壯觀,千姿百態(tài),精妙絕倫。 形成獨特
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