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 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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