第六章地下水的地质作用

普通地质学及地貌主讲人：陶晓风李亚林成都理工大学地质教研室第六章地下水的地质作用地下水的一般特征地下水的类型地下水的地质作用地下水指存在于地表以下松散堆积物或基岩空隙中的水第一节地下水的一般特征地下水长期在地下运动，可从岩石中获得大量可溶性的物质成分，使之成为成分复杂的溶液。地下水中含大量的离子、分子和化合物，其矿化度高。地下水中常见的气体成分：O2、N2、CO2及H2S.地下水中还含有大量的胶体物质：Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质地下水的化学特征第一节地下水的一般特征地下水运动的条件地下水的运动空隙度指一定体积岩石中空隙体积所占的比例。地下水的分布、储量及运动均受岩石空隙的多少（空隙度）支配。以n表示空隙度，VP表示空隙体积，V表示岩石体积，则n=VP/V。第一节地下水的一般特征地下水运动的条件地下水的运动透水性岩石被水透过的性能。空隙较大，且相互连通的岩石，地下水可以在岩石中流动。有些岩石虽有很高空隙度，但空隙不连通的岩石和空隙过小，且连通性不好的粘土和泥岩，地下水也很难在其中流动。能透水的岩层称透水层。洞隙大，且相互连通的石灰岩和白云岩以及孔隙大的砾石层和沙层是良好的透水层。岩石阻挡水通过的性质称隔水性。具隔水性的岩层称隔水层。粘土岩、粉砂质泥岩及节理不发育的岩浆岩和块状变质岩可视为隔水层。第一节地下水的一般特征地下水的运动方式地下水的运动毛细水（结合水）在毛细作用下运动的水。岩石颗粒表面和空隙壁面在静电吸引作用下，会吸附水分子。这类水束缚于颗粒表面及空隙壁面，不能在自身重力作用下运动。而且还可逆重力而运动（毛细运动）。重力水在自身重力作用下产生运动的水。在岩石和松散物质的空隙中，重力水在重力作用下产生运动称渗流(渗透)。第二节地下水的类型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。第二节地下水的类型潜水位于第一个稳定隔水层以上的含在透水层中的能在重力作用下流动的地下水。此水层的水面称为潜水面。潜水面与地表面的形态具有相似性。第二节地下水的类型承压水(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。打井穿过上面的隔水层时，承压水就可向上涌出来。自流井第三节地下水的地质作用地下水在岩石孔隙、裂缝中流动十分缓慢，动能较小，故而机械作用十分微弱。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(如H2CO3、H2SO4及有机酸)，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作用而言，以化学作用为主。第三节地下水的地质作用喀斯特作用（溶蚀作用）喀斯特：指水流（主要指地下水）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：喀斯特发育首先应具备具有溶蚀性水和具有可溶性岩石。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)。第三节地下水的地质作用喀斯特作用（溶蚀作用）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。石芽第三节地下水的地质作用喀斯特作用（溶蚀作用）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。石林第三节地下水的地质作用喀斯特作用（溶蚀作用）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。规模较大者称为峰林。峰林第三节地下水的地质作用喀斯特作用（溶蚀作用）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。第三节地下水的地质作用喀斯特作用（溶蚀作用）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。第三节地下水的地质作用地下水的化学沉积作用在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的溶洞、泉口以及扩大了的节理时，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。石钟乳小结喀斯特地貌石芽石林峰林小结喀斯特地貌溶蚀漏斗溶蚀洼地溶蚀盆地小结喀斯特地貌溶蚀平原小结喀斯特地貌暗河（伏流）盲谷