第十一章地下水的地质作用

1、地下水地下水 指存在于地表以下松散堆积物或基岩空隙中的水 地下水的化学特征地下水的化学特征 n包气带水包气带水 贴近地表的气态水、土壤颗粒水吸附毛细水分子。这些水虽可连结起来成为液体，但因是充填在细微的孔隙中而不能自由运动 。 n饱水带：饱水带：入渗的大气降水在到达地下一定深度后，可汇聚起来，特别是遇到区域不透水层的阻碍，便可形成地下水的饱和带，即饱水带。在第一个区域不透水层之上，饱水带中的地下水称潜水潜水。此水层的水面称为潜水面潜水面。潜水面与地表面的形态具有相似性。 n承压水承压水(层间水层间水) 是指埋藏在两个隔水层之间的透水层中的地下水。它的运动受到上下隔水层的约束和水压的作用 。打井

2、穿过上面的隔水层时，承压水就可向上涌出来 。 自流井 n饱水带：饱水带：入渗的大气降水在到达地下一定深度后，可汇聚起来，特别是遇到区域不透水层的阻碍，便可形成地下水的饱和带，即饱水带。在第一个区域不透水层之上，饱水带中的地下水称潜水潜水。此水层的水面称为潜水面潜水面。潜水面与地表面的形态具有相似性。 .包气带中的重力水从地表向下作垂向运动，毛包气带中的重力水从地表向下作垂向运动，毛细水逆重力向上运动，气态水很难运动。细水逆重力向上运动，气态水很难运动。.潜水作近水平方向运动。从高处向低处流，从潜水作近水平方向运动。从高处向低处流，从分水岭向谷底流，最后流入河流、湖泊、海洋，分水岭向谷底流，最后

3、流入河流、湖泊、海洋，或以喷泉的形式出露地表。或以喷泉的形式出露地表。.承压水从压力高处向压力低处运动。承压水从压力高处向压力低处运动。 地下水在岩石孔隙、裂缝中流动十分地下水在岩石孔隙、裂缝中流动十分缓慢，动能较小，故而机械作用十分微弱。缓慢，动能较小，故而机械作用十分微弱。但内于地下水与岩石、矿物的接触时间长，但内于地下水与岩石、矿物的接触时间长，加之溶有一定量的酸类物质加之溶有一定量的酸类物质(如如h2co3、h2so4及有机酸及有机酸)，对地下岩石、矿物具有，对地下岩石、矿物具有强烈的溶解作用。就整个地下水的地质强烈的溶解作用。就整个地下水的地质作作用而言，以化学作用为主。用而言，以化

4、学作用为主。地下水的机械地质作用地下水的机械地质作用 地下水机械地质作用在松散堆积层孔隙中作用明显，把细粒物质，如粘土颗粒，粉砂冲刷掉的作用叫机械潜蚀作用。长期的机械潜蚀作用可使堆积层变得更疏松，孔隙扩大，甚至形成大的孔洞。 大的洞穴或裂隙的地区，地下水流动常形成暗河，暗河中的水流具有流量大，流速快的特点，其对洞穴或裂隙的侵蚀作用 地下水的机械地质作用地下水的机械地质作用 机械搬运和沉积作用微弱，仅在地下河中可见较明显的机械搬机械搬运和沉积作用微弱，仅在地下河中可见较明显的机械搬运和沉积作用。运和沉积作用。地下水的化学地质作用地下水的化学地质作用喀斯特作用喀斯特作用喀斯特：喀斯特： 指水流（主

5、要指地下水）与可溶性岩石相互作用的过程及其所产生的各地质、地貌现象的总称。基本条件：基本条件： 喀斯特发育首先应具备具有溶蚀性水具有溶蚀性水和具有可溶性岩石。可溶性岩石。可溶性岩石：可溶性岩石：包括卤化物类岩石(食盐、钾盐、镁盐等)，硫酸盐类岩石(石膏、芒硝 等)及碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、大理岩等)。 喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）在包气带，地下水在可溶性岩石的裂缝中向下渗流，使裂缝不断加深加宽，形成石芽，石芽，石芽不断升高。在岩石成分较纯、岩层巨厚、岩层倾角平缓的可溶性岩石地区，石芽可高达几十米，远望宛如树林，称为石林。石林。石芽石芽喀斯特作用（溶蚀作

6、用、潜蚀作用）喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）在包气带，地下水在可溶性岩石的裂缝中向下渗流，使裂缝不断加深加宽，形成石芽，石芽，石芽不断升高。在岩石成分较纯、岩层巨厚、岩层倾角平缓的可溶性岩石地区，石芽可高达几十米，远望宛如树林，称为石林。石林。石林石林云南石林云南石林喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）在包气带，地下水在可溶性岩石的裂缝中向下渗流，使裂缝不断加深加宽，石芽不断升高。在岩石成分较纯、岩层巨厚、岩层倾角平缓的可溶性岩石地区，石芽可高达几十米，远望宛如树林，称为石林。石林。规模较大者称为峰林。峰林。峰林峰林峰林的形成峰林的形成喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作

7、用）喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用） 在潜水面附近，地下水在重力作用下沿层面、节理面和断裂带从高水位向低水位作近于水平方向的流动，常形成近于水平的洞穴称溶洞溶洞 。喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用） 在潜水面附近，地下水在重力作用下沿层面、节理面和断裂带从高水位向低水位作近于水平方向的流动，常形成近于水平的洞穴称溶洞。溶洞。 喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）喀斯特作用（溶蚀作用、潜蚀作用）影响潜蚀的因素：影响潜蚀的因素：气候：气候： 岩石：岩石：碳酸盐、硫酸盐、氯化物溶解度大，这些岩石最易潜蚀 孔隙多、大，连通性好，松散，可粒状均有利潜蚀地质构造：地质构造：断裂、

8、破碎、褶皱发育、岩石产状平缓有利于潜蚀，岩层倾斜不利于潜蚀构造运动：构造运动：潜水面相对下降，落水洞、溶沟、石芽发育，但溶洞不发育;溶洞发育，峰林、岩溶盆地地等出现，甚至出现岩溶化、准平原化;形成多层溶洞（与河谷阶地意义相同）地下水的化学搬运作用地下水的化学搬运作用地下水主要为化学搬运；搬运地下水搬运的溶解地下水主要为化学搬运；搬运地下水搬运的溶解物为重碳酸盐，如物为重碳酸盐，如ca（hco3）2 搬运物是真溶液搬运物是真溶液或胶体溶液或胶体溶液 地下水的机械沉积作用较少，主要为化学沉积作用。压力下降，温度下降，h2o蒸发都可引起过饱和而发生沉积。ca（hco3）2 = caco3co2h2o

9、 根据沉积作用因素及发生部位不同，有以下几种情况：a. 裂隙沉积：裂隙沉积：地下水在裂隙中运移时，由于p下降，或t下降，形成过饱和沉积，沉积物呈脉状，常见有分解石脉，石英脉等。b.洞穴沉积：洞穴沉积：含有的ca（hco3）2的水溶液由岩石中的裂隙或断层流入洞穴中时，由于压力降低或温度升高（压力降低，温度升高都会使co2降低、减少、逸出），使caco3沉淀，形成石钟乳，石笋、石柱等。 c.泉口沉积：泉口沉积：在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到泉口，由于压力减小，导致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀 。 在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的扩大裂扩大裂隙、溶洞隙

10、、溶洞、泉口泉口， 由于压力减小，导致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀 。石钟乳石钟乳 在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的扩大裂扩大裂隙、溶洞隙、溶洞、泉口泉口， 由于压力减小，导致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀 。石钟乳石钟乳 在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的扩大裂扩大裂隙、溶洞隙、溶洞、泉口泉口， 由于压力减小，导致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀 。石钟乳石钟乳 在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的扩大裂扩大裂隙、溶洞隙、溶洞、泉口泉口， 由于压力减小，导致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀 。石钟乳石钟乳 在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的扩大裂扩大裂隙、溶洞隙、溶洞、泉口泉口， 由于压力减小，导致地下水