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2018年1月19日 星期五

丁酉(鸡)年十二月初三

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  地下水对岩层破坏和建造作用的总称。地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用,并把破坏的产物从一地搬运到另一地,在适宜的条件下再沉积下来。因此,地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用
  剥蚀作用 地下水的剥蚀作用是在地下进行的,所以又称为潜蚀作用。按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。工程地质学中的潜蚀概念不包括可溶性岩石的化学溶蚀作用。
  ① 机械潜蚀作用。地下水在流动过程中,对土、石的冲刷破坏作用。地下水在土、石中渗透,水体分散,流速缓慢,动能很小,机械冲刷力量微弱,只能将松散堆积物中颗粒细小的粉沙、泥土物质冲走,使其结构变松,孔隙扩大。但经过长时间的冲刷作用,也可以形成地下空洞,甚至引起地面陷落,出现落水洞和洼地。这种现象常见于黄土发育地区。疏松的钙质粉砂岩也易受到冲刷破坏。地下水充满松散沉积物的孔隙时,水可润滑、削弱、以至破坏颗粒间的结合力,产生流沙现象;或浸润粘土物质,使之具有可塑性,引起粘土体积膨胀,导致土层蠕动和变形。
  ② 化学溶蚀作用。地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用,又称喀斯特作用。地下水中普遍含有一定数量的二氧化碳,这种水是一种较强的溶剂,它能溶解碳酸盐岩(如石灰岩,化学成分为碳酸钙),使碳酸盐变为溶于水的重碳酸盐,随水流失。碳酸盐岩中常发育裂隙,更易遭受溶蚀,岩石中的裂隙逐渐扩大成溶隙或洞穴。在碳酸盐岩地区,喀斯特作用可产生一系列如溶沟、石芽、溶洼、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形(见喀斯特)。
  搬运作用 地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运。由于流速缓慢,地下水的机械搬运力较小,一般只能携带粉沙、细沙前进。只有流动在较大洞穴中的地下河,才具有较大的机械动力,能搬运数量较多、粒径较大的砂和砾石,并在搬运过程中稍具分选作用和磨圆作用,这些特征类似于地表河流。
  地下水主要进行化学搬运。化学搬运的溶质成分取决于地下水流经地区的岩石性质和风化状况,通常以重碳酸盐为主,氯化物、硫酸盐、氢氧化物较少。搬运物呈真溶液或胶体溶液状态。化学搬运的能力与温度和压力有关,随地下水温度增高和承受压力加大而增大。地下水化学搬运物除少数沉积在包气带的中、下部外,大部分搬运至饱和带,最后输入河流、湖泊和海洋。全世界河流每年运入海洋的23.4亿吨溶解物质中大部分来源于地下水。
  沉积作用 包括机械沉积作用和化学沉积作用,以化学沉积作用为主。
  地下河流到平缓、开阔的洞穴中,水动力减小,在这些洞穴中形成砾石、砂和粉沙等堆积。由于水动力较小,地下河机械沉积物具有粒细、量少、分选性与磨圆性差的特征,沉积物中可能混杂有溶蚀崩落作用产生的呈角砾状的崩积物。
  含有溶解物质的地下水在运移中,由于温度、压力变化,可发生化学沉积。例如,由于温度升高或压力降低,二氧化碳逸出,重碳酸钙分解而发生沉淀;或由于水温骤降或水分蒸发,水中溶解物质达到过饱和而发生沉淀。
  地下水中溶质在粒间孔隙内沉淀,可把松散堆积物胶结成致密的坚硬岩石。常见的起胶结作用的物质有铁质(氧化铁或氢氧化铁)、钙质(碳酸钙)和硅质(二氧化硅)等。
  地下水中溶质在岩石裂隙内沉淀或结晶,构成脉体。如由碳酸钙组成的方解石脉,由二氧化硅组成的石英脉。含铁、锰的沉淀物在裂隙面上呈柏叶状,称假化石。
  饱含重碳酸钙的地下水,沿岩石的裂隙或断层流入溶洞,压力降低,二氧化碳逸出,水分蒸发,碳酸钙沉淀。沉淀物呈锥状、柱状,横切面具圈层构造,称为溶洞滴石,包括石钟乳、石笋和石柱。
  含有溶质的地下水流出地表,在泉口处沉淀形成的化学堆积物,称为泉华。泉华疏松多孔。成分为碳酸钙的称钙华或石灰华,成分为二氧化硅的称硅华。(见彩图)

地下水的地质作用

  参考书目
 李叔达主编:《动力地质学原理》,地质出版社,北京,1983。
 张倬元、王士天、王兰生编著:《工程地质分析原理》,地质出版社,北京,1981。

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更新时间 : 2009-06-30

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