2014年贵州岩溶地貌考察总结报告

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业2014年贵州岩溶地质考察报告编写人：张根法等单位：勘探开发研究院时间：2014.3.15～2014.3.22目录0前言室内学习领导带队先补知识为提高我院勘探研究人员对碳酸盐岩岩溶缝洞体的形成机理和地下地表发育特征有一个感性认识，在分公司领导的大力支持下，院领导亲自带队，组织了贵州现代岩溶地貌考察活动。2014年3月15日-3月22日，由各勘探研究所27人组成的第二批考察团员对贵州碳酸盐岩出露岩溶进行了为期7天的野外地质认识实习。本次考察对象为贵州现代岩溶特征，带队老师为贵州中科院地化所三位研究现代岩溶特征的博士。室内学习领导带队先补知识探寻找地下水库排队进洞先看岩溶的物质基础-碳酸盐岩地层探寻找地下水库排队进洞先看岩溶的物质基础-碳酸盐岩地层贵阳所与老师合影洞内观察洞内观察、听老师讲解与与老师探讨地表水到哪里了1考察安排2014.3.15乌鲁木齐-贵阳2014.3.16参加中科院地化所有关岩溶及岩溶地貌的研究进展和相关成果展示及贵州地矿局专家关于贵州基本地质条件和石油地质相关的勘探历程及成果认识。2014.3.17天龙屯堡地表岩溶-水上石林特征考察。2014.3.18黄果树岩溶阶地和地表水流特征考察。2014.3.19普定现代岩溶地下水文（三个地下洞穴）考察。2014.3.20现代岩溶残丘（万峰林）发育特征和地下地表水系及岩溶地貌发育特征考察。2014.3.21总结讨论。2014.3.22贵阳-乌鲁木齐。2考察主要成果2.1岩溶相关学术名词的野外露头及地质学意义喀斯特：喀斯特（KARST）即岩溶，是水对可溶性岩石（碳酸盐岩、石膏、岩盐等）进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由这些作用所产生的现象的总称，由喀斯特作用所造成地貌，称喀斯特地貌（岩溶地貌）。落水洞：落水洞是地表水流入地下的进口，表面形态与漏斗相似，是地表及地下岩溶地貌的过渡类型。它形成于地下水垂直循环极为流畅的地区，即在潜水面以上。由于落水洞常沿构造线、裂隙和顺岩层展布方向呈线状或带状分布，因此是判明暗河方向的一种标志。漏斗：岩溶漏斗又称斗淋，即doline的音译，石灰岩地区呈碗碟状或漏斗状的凹地。平面形态呈圆或椭圆状，直径数米至数十米。深度数米至十余米。漏斗壁因塌陷呈陡坎状，在堆积有碎屑石块及残余红土的漏斗底部，常发育有垂直裂隙或溶蚀的孔道，孔道与暗河相通，当孔道堵塞时，漏斗内就积水成湖。岩溶漏斗是地表水流沿垂直裂隙向下渗漏时使裂隙不断扩大，先在地面较浅处形成隐伏的孔洞，随孔洞的扩大上部土体逐步崩落，开始在地面出现环形的裂开面，最后陷落成漏斗。岩溶漏斗常成串分布，其下往往与暗河有一定的联系，因此是判明暗河走向的重要标志。图2-1-1喀斯特地貌形态示意图溶蚀洼地：分布在峰丛或峰林之间，呈封闭或半封闭状。平面形态为圆形或椭圆形，长轴常沿构造线发育，面积约数平方公里至数十平方公里。洼地底部呈线凹形，有时因漏斗及落水洞的分布而略有不平，表层堆积有厚度不等的残余红土及水流冲刷来的红土堆积。天生桥：天生桥（naturalbridge）地下河与溶洞的顶板崩塌后，横跨河谷的残留顶。图2-1-2天生桥峰林：峰林，国外称锥状和塔状喀斯特。高耸林立的碳酸盐岩石峰。分散立和丛聚两类。当峰丛石山之间的溶蚀洼地再度垂向发展而至饱水带时，把基座蚀去，成为没有基座的密集山峰群。丛聚的连座峰林又称峰丛。孤峰：竖立在平原上的孤立的石灰岩山峰。它是岩溶平原和溶蚀谷地中常见的地貌形态之一，相对高度100米左右。石钟乳：是一种呈倒锥状的，大的可达数米，小的只有几厘米，主要是岩溶水沿着溶洞顶部细小的裂隙渗出并在滴水处不断沉淀产生的。它紧紧与洞顶相连，不断向洞底延伸。石笋：是由洞底向上伸展的岩溶堆积物，主要是岩溶水滴滴落到洞底并不断沉积的产物，它与石钟乳相对生长，一般呈笋状、塔状和锥状。石柱：石钟乳和石笋相对生长，并逐渐结合成一体，随着岩溶水的不断沉积，慢慢形成粗壮的石柱。石柱石钟乳即将生成石柱石笋石柱石钟乳即将生成石柱石笋图2-1-3黄果树景区天星洞石钟乳、石笋、石柱2.2了岩溶地貌空间形态垂直渗流带：位于地表以下至地下水的高水位之间；垂直入渗带的岩溶地貌发育规模小，且以垂直形态为主。季节变动带:地下水面随季节变化而升降,地下岩溶水的流动方向随季节；变化而具有周期性变化；岩溶作用很活跃，岩溶地貌的垂直形态和水平形态均很发育，如溶洞与暗河系统等。水平流动带：位于枯水期地下水面以下，处于常年有水的饱和状态；岩溶地下水流动交换快，岩溶水溶蚀力强、岩溶作用剧烈，常可形成规模很大的水平溶洞或暗河。深部循环带：位于水平流动带之下，其下限很深。岩溶地下水的运动已不受当地水文网的影响，主要受地质构造情况控制，具有承压性；岩溶作用非常微小。图2-2-1岩溶地貌形成机理略图2.3直观地看到了众多地质现象图2-3-1洞穴顶部裂缝（未渗流）图2-3-2洞穴顶部裂缝（正渗流）图2-3-3洞穴尽头垮塌（岩性变化）图2-3-4洞穴生物图2-3-5普定县现代水利系统2.4取得的主要认识2.4.1喀斯特地貌形成条件和发育的主要因素1）可溶性岩石：碳酸盐类岩石(石灰岩、质灰岩、泥质灰岩)，硫酸盐类岩石(石膏、芒硝)，卤盐类岩石(石盐和钾盐)。溶解度依次为：卤盐>硫酸盐>碳酸盐。卤素盐类及硫酸盐类岩石在地表分布有限，碳酸盐类岩石分布很广，且岩体规模大。一般来说，碳酸盐类岩石溶解度，从大一小依次为：石灰岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩。在各种碳酸盐类岩石互层情况下，岩溶发育取决于优势易溶岩石的含量。实验表明，碳酸盐类岩石的相对溶解度，与岩石中CaO/MgO比值密切相关。溶蚀作用karstification取决于溶解度与溶解速度。包括碳酸盐岩在内的化学沉积岩石2）岩石的透水性：水渗入可溶性岩石内部是加速岩石溶解和地质作用的重要因素。3）地下水的运动：地下水排水条件好，交替作用强，喀斯特发展速度快；地下水运动缓慢，则情况相反，溶解的碳酸钙不能及时带走，停滞的地下水很快成为饱和溶液而失去再溶蚀能力。4）水的溶解能力：净水溶解能力是比较低的，当水中含有碳酸时，溶解能力加强。自然界碳酸的来源很多，主要来自空气中大量的二氧化碳(CO2)和雨水的化合，以及土壤层中各种生物化学作用产生的二氧化碳与水的化合。此外，气候和岩石成分、结构、产状、厚度等，对喀斯特的发育也有很大的影响。2.3.2构造、断裂与岩溶关系密切岩层的产状和破碎情况影响喀斯特作用的方向强度。在褶皱、背斜的轴部，纵向张节理发育，有利于水的垂直流动，溶蚀较快；在两组节理交叉部位也有利于溶蚀作用；在断层发育的地方，特别是张性断层破碎带部位结构松散、透水性强，有利于溶蚀的发展，常沿这些断裂形成大溶洞。贵州岩溶洞穴的分布与之密切相关（图2-4-1）。塔河油田的勘探实践也表明岩溶与断裂、裂缝密不可分。图2-4-1洞穴与岩性和构造的关系—贵州荔波(张美良等，2000)我们去过的天星洞-燕子洞-母猪洞-团山洞-龙宫等，洞穴的发育特征主要是沿着断裂带分布，并且断裂在溶洞内部星罗棋布、交错发育，但在观察过程中基本未见到断距大于5m的断裂，对物探分辨率而言是很难区分的，而断距较大的断裂可能都发育成沟谷和河流了。2.4.3现代明、暗河与古河道的关系贵州岩溶考察观察到了地表明河和构造抬升后出露于地表的暗河，且暗河系统往往十分发育，构成了纷繁复杂的暗河系统。塔河油田奥陶系刻画出大量的河道，结合本次考察，认为现代暗河有可能经历漫长的地质演变而保存下来，而明河往往因沉积了上覆地层而被充填，因而暗河的勘探价值应更好。同时，由于地震资料分辨率的限制，通常刻画出来的明河可能也是暗河，只是暗河的上覆灰岩盖层偏薄。2.4.4现代喀斯特洞穴与我油田岩溶缝洞体比较类似喀斯特洞穴（溶洞、洞穴）一般认为是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，是指一个地底的通道或空间，可进入其中，形成方式可能是水的侵蚀作用，或是风与微生物等其他外力的风化作用，许多自然界的洞穴是形成於石灰岩地带，为溶洞（钟乳洞），另有一种相似的地形，称为石棚。洞穴是可溶岩区域常见的现象，从终年积雪的高山，一直到海面以下均有分布。目前，世界各国已探明长度超过10km的洞穴有160多个，深度超过700m的达55个。如美国肯塔基州马默斯洞穴长373km，法国和西班牙之间比利牛斯山的皮埃尔·圣·马丹洞深1332m，苏联帕米尔阿莱山基耶夫斯卡亚洞深1080m。马来西亚杰尼赫洞长189km，贵州双河洞已探明138km，很可能超过200km。通过对贵州地区这些岩溶洞穴的实地观察，洞穴的变化较大，时宽时窄，高低变化较大，分支较多，部分与上部具有很好的隔水层，形成较好的储集空间。这次考察虽然没有把所观察洞穴的地上地下水系进行详细绘制，但这些洞穴的展布和水系的发育特征与已有的贵州荔波茂兰林区董歌洞洞穴系统（图2-4-2）比较类似，也和现在我油田主体区缝洞单元具有可比性，为我们刻画岩溶缝洞体打下了基础。图2-4-2贵州荔波茂兰林区董歌洞洞穴系统2.4.5收