11.第十一章 地下水地质作用.ppt

1、埋藏在地表以下，存在于岩石和地表松散堆积物的孔隙、裂隙及溶洞中的水，统称为地下水。全球地下水分布面积达1.3108 km2，总水量8 300 000 km3，占全球总水量的0.59%，它是重要的淡水来源，占淡水量的22%。,地下水地质作用,1.地下水的来源 地下水主要来源于大气降水，其次为地表水。 地下水还可能在沉积岩形成的时候就将水保留下来，一直埋藏在沉积岩内；这一部分水又称为原生水； 岩浆活动也可以释放一部分水分，并保留在岩层中，这是一种矿质化泉水，称为初生水； 在沿海地区，海水通过岩石向陆地渗透，这也是地下水的一种来源。,一、地下水的储运特点及类型,2.地下水的存在形式 地下水也有三态，

2、其中以液态为主。在岩层或土壤中，液态地下水又以吸着（湿）水、薄膜水、毛细水和重力水等形式存在。,赋存条件：岩石中的空隙（孔隙、裂隙和溶穴）是地下水储运的场所。空隙率和连通性决定了岩石储运地下水的能力。 透水层：地下水易通过的岩层，如砂岩、砾岩等 含水层：能透过相当数量水并含有相当数量水的岩层，如砾岩、砂岩、灰岩层等。 隔水层：基本上不能透过水的岩层，如泥岩等。,3. 地下水的赋存条件,4.地下水的分带,地下水分带： 包气带（以气态水和结合水为主，以垂直运动为主） 饱水带（以重力水为主， 以近水平运动为主）,5. 地下（重力）水的类型,重力水的特征： 1. 上层滞水:包气带局部隔水层之上积聚的具

3、有自由水面的重力水。 2. 潜水:饱水带中第一个隔水层之上的具有自由表面的重力水,以水平运动为主。 3. 潜水面:第一个隔水层之上的重力水所具有的自由水面,随地形、季节变化。 承压水：充满在两个隔水层中的重力水。 泉水：地下水的天然露头，常为上层滞水和潜水，少数为承压水。,上层滞水,泉,天然喷泉,6.地下水的补给和排泄,含水层或含水系统从外界获得水量的过程称为补给，失去水量的过程称为排泄，水分由补给处向排泄处的运移过程称为径流。 地下水的补给来源最重要的是大气降水，其次为地表水。 地下水通过补给河湖而排泄，也可通过植物蒸发、人工抽取等方式排泄，还有自流井和泉也是其排泄方式。,1.地下水的潜蚀作

4、用 定义：地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用。分为机械潜蚀（仅在地下河中明显）和化学潜蚀作用（又称岩溶作用）。可溶性岩石分布区在地下水的作用下，形成的独特地形称岩溶地形或称喀斯特地形。,二、地下水的地质作用,1）岩石的可溶性：应为可溶性岩类（石灰岩、大理岩、白云岩等）。 2）岩石的透水性：岩石的空隙率、连通性等。 3）地下水的溶蚀能力：二氧化碳的含量、水的饱和状态、压力、温度等。 4）地下水的流动特征：是否流动、流速快慢等。,2. 岩溶作用的发育条件,3.岩溶作用的分带性及主要岩溶地形,地表及包气带:垂直运动为主 石芽石林峰丛峰林孤峰-平原 溶沟溶蚀洼地落水洞溶蚀漏斗 饱水带:水平运动为主

5、 溶洞暗河地下湖。,岩溶作用的发展阶段,1. 从地表到地下: 溶沟-石芽石林峰丛溶蚀漏斗落水洞溶蚀洼地 2. 从地下到地表: 溶洞暗河（坍塌）峰林孤峰-平原。 3. 总体上的演化过程可以概括为： 石芽石林峰丛峰林孤峰-平原(无地下水),秭归界垭岩溶地貌-石牙,岩溶地貌石林,峰丛,峰林,桂林山水（峰丛）,落水洞实例广西乐业天坑群,地下喀斯特地貌,岩溶地形示意图,溶洞,落水洞,落水洞,漏斗,溶沟,4.岩溶作用发育阶段,早期：多在地表形成石芽、溶沟、溶蚀漏斗、落水洞等；地下则形成独立的溶洞。 中期：地下溶洞的发展和逐渐归并形成洞穴系统，潜水面附近的溶洞可形成暗河；地表可形成大型溶蚀洼地和峰林。 晚期

6、：岩溶盆地不断扩大，乃至形成溶蚀平原，溶蚀平原上残留有残丘和孤峰。,地下水搬运作用的特点：地下水的运动特征是流量小、流速缓慢，故地下水的搬运方式以溶运为主；当地下河中有较大水量时，机械搬运能力较大，特点与河流相似。 化学搬运作用的特点：成分取决于流域的岩石成分、风化程度和气候特征。主要以各种离子和胶体物质最为常见。,5. 地下水的搬运作用,6. 地下水的沉积作用,化学沉积作用： 地下水所溶物质，常因压力、水分蒸发、二氧化碳逸出等原因，过饱和而沉积。 常见的化学沉积物： 1.溶洞滴石（石钟乳、石笋、石柱和石幔）； 2.泉华； 3.空隙和裂隙沉积物（方解石脉、硅化木等）。,溶洞滴石的形成过程,北京

7、房山石花洞溶洞滴石 石钟乳、石笋、石柱和石幔,张家界黄龙洞 石钟乳和石笋,湖南绥宁龙宫洞 石钟乳、石笋和石柱,湖北长阳和尚洞石笋,泉华,定义：泉口附近，泉水中的矿物发生沉淀形成的沉积物称为泉华。 类型：按照成分可以分为钙华，硅华，硫华 形态：常见锥状、台阶状地形,泉华实例四川九寨沟神仙池,裂隙和孔隙沉积物,定义：饱含矿物质的地下水在裂隙和孔隙中渗流，当环境改变时发生沉淀，形成的沉积物。 类型：方解石脉，石英脉等等，还可以见到铁锰质在紧密裂隙中沉淀形成的薄膜。（常被认为是化石）,石英脉,锰膜假化石,交代沉积物,定义：地下水中的含矿物质与埋藏在沉积物中的生物遗体进行物质交换，使得矿物在生物遗体中沉淀形成的一种特殊的化石 举例：硅化木,硅化木,6. 地下水的沉积作用,机械沉积作用：经短距离搬运后，地下水中的溶蚀残余堆积物在洞穴低洼处的沉积（多为富铁、铝的粘土）及溶洞坍塌与地下河带来的碎屑物构成的溶洞角砾沉积。,7.古岩溶与地壳运动,岩溶发育阶段的周期性循环，随着地壳运动的发生而变迁：一次地壳的阶段性抬升，可以在一个地区