碳酸盐岩与岩溶

本文着重阐述了不同类型碳酸盐岩其成分与岩石的岩溶化之关系.指出方解石是促进碳酸盐岩岩溶化的最重要的因素,而白云石通常是阻碍岩石溶解。但是,当白云石在岩石中的含量少于8—13%时,促进岩石溶解。在多矿物碳酸盐岩中,粘土对岩石的岩溶化起何种作用,取决于粘土的分布情况。粘土在岩石中呈集中状态,它对溶蚀起积极作用。在硫酸盐-碳酸盐混合岩中,石膏对岩溶化过程起重要作用.     

影响岩溶速率的若干问题的讨论

岩溶是可溶性岩石(主要为碳酸盐岩)在天然水溶解浸蚀作用下所形成的一种地貌类型和地下管道及洞穴景观。尽管影响岩溶作用的因素错综复杂,但贯穿岩溶发生、发展和形成的始终的主要矛盾是可溶岩石的溶解与沉淀的矛盾。而可溶岩石自身的性质则是决定岩溶发育与否的内在因素。因此,研究组成碳酸盐岩的碳酸盐矿物的溶解度和不同碳酸盐岩在天然水中的溶蚀作用,对阐明岩溶的发生、发展和形成的机制及其在空间的分布规律具有重要意     

碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

某碳酸盐岩型赤泥库地下水环境预测研究

广西、贵州和四川等地区广泛发育碳酸盐岩岩石,碳酸盐岩岩石暴露地表时,形成"喀斯特",时空上形成三个阶段,每个阶段地下水运动规律不同.根据每个阶段地下水运动特点,预测碳酸盐岩赤泥库防渗泄漏和岩溶塌陷地下水被污染行为,指出岩溶塌陷条件下,赤泥库泄漏到地下水中,对地下水水质的影响较大.     

塔里木盆地西克尔地区古岩溶储层露头表征

始新世末,喜马拉雅运动引起柯坪—巴楚地区广泛的水平挤压和构造抬升,导致奥陶系碳酸盐岩古岩溶出露地表,为古岩溶储层研究提供了很好的露头表征条件。本次研究选取塔里木盆地西克尔剖面为重点研究对象,探讨了古岩溶储层发育特征和演化模式。指出不同碳酸盐岩岩石结构对岩溶响应表现出明显差异:一间房组礁滩体岩溶储层小型溶孔、溶洞分布广泛;以泥晶灰岩和砂屑灰岩为主的鹰山组,岩溶作用形成裂缝为主控因素的大洞大缝型,非均质性很强的孔隙体系。研究区内同样发现了热液作用形成的深成溶洞,但数量和规模均较小。因此,古岩溶作用及伴生的溶洞系统是储层预测的关键。     

岩溶动力系统中的生物作用机理初探

岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分。生物是地球表层系统中最活跃的地质营力之一 ,它在岩溶动力系统中扮演着重要的角色。地质历史时期 ,生物圈大气圈界面上 ,生物通过植物的光合同化、动植物分泌 ,使大气圈中的CO2 不断转移到碳酸盐岩中 ,形成岩溶发育的物质基础 ,并成为全球最大的碳库 ;生物圈水圈界面上 ,生物形成的生物 (微 )环境改变了水循环的强度和方向 ,并影响岩溶发育 ;生物圈岩石圈界面上 ,生物通过生物物理、生物化学过程 ,殖居碳酸盐岩之上 ,并以之为生存依托 ,生物的新陈代谢过程使碳酸盐岩岩石圈活化 ,使其积极参与全球碳循环。     

岩溶地区桥梁的工程地质勘察与研究

<正> 本文系据湘省近二十年来在碳酸盐岩岩溶区兴建公路桥梁,进行勘察、设计、施工所获实际资料,经综合分析研究,归纳了岩溶桥基工程地质类型及其特征,借以指导桥位选择和评价,及岩溶的处理和营运安全。湘省碳酸盐类岩石分布较广,约占全省面积的28％。碳酸盐岩经受水的溶蚀和侵蚀作用,产生各种溶蚀裂隙、溶沟溶槽、溶洞等岩溶现象。由于受岩性、地质构造、水动力条件和气候等因素影响,在建桥的不同河谷地段,岩溶发育特征各异,空间分布规律复杂。      

香溪河流域岩溶洞穴发育与分布特征

结合1∶5万水文地质调查,对香溪河岩溶流域溶洞特征进行了探究,统计其溶洞的规模、形态、发育地层、发育方向及分布高程,结果表明:该区洞穴规模中等,受岩性的控制,溶洞的发育表现出对碳酸盐岩岩组类型的选择性,其中寒武-奥陶系地层溶洞发育程度最高;溶洞的发育方向多为北北东和北北西向,与区域构造线一致,同时受本区构造运动间歇性抬升的影响,溶洞集中发育于4个高程区;从溶洞发育的构造部位来看,溶洞主要分布在宽缓向斜的东南翼及向斜核部,平面分布表现出分带性;该区溶洞多发育至早期就停止进一步发育,其规模、类型、分布特征等与鄂西南地区溶洞均存在差异。      

武汉地区天兴洲碳酸盐岩条带岩溶发育的异常性及其成因探讨

为了研究武汉地区中北部紧邻襄樊—广济断裂的天兴洲碳酸盐岩条带岩溶发育的异常特性,将该条带的岩石化学成份、矿物成份、岩性以及岩溶发育程度、溶洞规模、溶洞顶板在基岩面下的埋深、岩溶垂向分带和溶洞充填物等与其南侧的大桥和白沙洲碳酸盐岩条带进行对比分析,发现它们之间存在很大的差异。天兴洲碳酸盐岩条带岩溶发育的异常性与襄樊—广济断裂活动有关:晚三叠世—侏罗纪,襄樊-广济断裂发生挤压逆冲推覆活动使上、下碳酸盐岩组出露地表,发生第一期岩溶作用;白垩—古近纪,以襄樊—广济断裂为主体的断裂发生伸展活动,张性断裂和裂隙为基性岩浆喷溢和构造热液活动提供了通道,构造热液白云岩化和硅化作用对天兴洲碳酸盐岩条带的原岩进行改造,形成以白云岩为主、含硅质岩的具弱溶蚀性的岩石组合,同时,由于红层的广泛覆盖,这一时期岩溶作用间断;新近纪—早更新世,武汉地区整体隆升,各碳酸盐岩条带再次出露地表,发生第二期岩溶作用,而天兴洲条带由于岩性发生改变,可溶性减弱,与其它条带相比岩溶作用较弱。      

岩溶灾害对民用建筑和工业建筑影响的评价

欧洲部分覆盖着发育良好的硫酸盐和碳酸盐岩溶,主要赋存于沉积覆盖较薄的河谷之中。这种条件有利于岩溶崩塌的发育。岩溶崩塌是民用建筑和工业建筑的主要威胁。岩溶岩石的演化包含了若干个岩溶发育时代,它们造成岩溶岩石中溶洞的生成,其结果形成地表     

滇东南南洞地下河系统源区洞穴特征及其成因演化机制

滇东南岩溶地貌发育,岩溶洞穴是该区典型空洞体系。文章以滇东南南洞地下河系统源区典型岩溶洞穴为研究对象,基于地学理论和地球化学分析,对该区地貌特征、成因及演化机制开展科学研究。研究表明,NW向的张性断裂、区内可溶部分最高个旧组碳酸盐岩以及杨柳河向西流动的水动力作用是南洞地下河系统源区洞穴发育的主要成因;全新世中期6 kaBP以来,该地区洞穴演化过程经历了三个阶段,其中,主体形成时间为6~4 kaBP;此外,建立石洞洞穴与地下河发育模式。本次研究对南洞地区地下水资源评价具有实际意义。      

广西东兰-凤山地区石炭纪-二叠纪碳酸盐岩洞穴发育特点及其控制因素

碳酸盐岩次生溶蚀孔洞是优质的储集空间,为油气的运聚提供条件。为研究溶洞发育的控制因素,选取广西东兰-凤山地区石炭纪-二叠纪碳酸盐岩溶蚀特征进行分析。镜下显示,研究区岩石类型为亮晶生屑灰岩、颗粒灰泥灰岩、含颗粒灰泥灰岩、晶粒灰岩和灰泥颗粒灰岩等,孔隙类型主要为粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔、晶间孔和微裂缝。研究发现,影响洞穴发育的主要因素有构造、岩组类型、流体性质、气候及岩溶古地貌。构造控制洞穴发育规模,在构造破碎带及其附近容易发育大规模洞穴;目的层大套灰岩是溶蚀的物质基础,力学强度较大的亮晶生屑灰岩易于形成大型洞穴,当岩石含较多灰泥或发生重结晶时,溶蚀难度增加;酸性流体、温暖潮湿气候和岩溶斜坡地貌,为洞穴发育的有利条件。其中,构造对洞穴发育的控制作用最大。     

基于扫描电镜和CT成像技术的碳酸盐岩溶蚀作用微观结构和变化规律研究

为研究溶蚀作用下碳酸盐岩孔隙的演变规律及控制作用,文章选取三峡地区4种类型碳酸盐岩开展溶蚀实验。同时结合扫描电镜、CT成像对实验前后岩石的溶蚀特征及孔隙结构进行测试。结果表明:溶蚀总发生在低晶格能的矿物处且沿矿物晶体的菱形解理面以及薄弱部位发育,表现为对矿物和孔隙等结构的选择性溶解;碳酸盐岩的孔隙度对溶蚀过程影响较小,岩石的孔径大小是影响碳酸盐岩溶蚀速率的重要因素;小孔径岩石的溶蚀多在样品表面发育小型溶孔,大孔径岩石的溶蚀主要发生在孔隙隙壁且有向岩石内部溶蚀的痕迹;经溶蚀改造,孔喉半径和连通性均呈现出增长趋势。本研究对碳酸盐岩差异性岩溶作用机理及岩溶发育规律的认识有一定指导意义。      

三峡水库碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏

三峡水库峡谷区矗立着大量岩溶不稳定库岸,危及长江黄金水道安全。采用野外勘查和力学分析,对三峡库区碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏关系进行深入研究。野外勘查发现,三峡库区碳酸盐岩库岸存在许多与溶洞、溶隙、溶蚀带、溶槽、溶沟等表层岩溶作用有关的斜坡不稳定现象。巫峡段库岸内共发育岩溶地质灾害及隐患点186处,其中滑坡隐患点37处,大型以上危岩体6个。岩体力学分析表明:强降雨、蓄水和岩体劣化会因为有效应力减少、强度下降而造成破裂的节理/裂隙逐渐扩大。同时,水位变动带岩体劣化的裂缝扩展速率比三峡的平均溶蚀率高出约1 300倍,极大地加快了已经进入屈服状态的不稳定岩体的演化进程。溶蚀作用是岩溶岸坡中最基本的作用,库水长期波动加快了岩溶岸坡演化。本次研究将为三峡库区峡谷段不稳定库岸识别和防灾减灾提供技术支撑。      

早成岩期喀斯特化研究新进展及意义

基于四川盆地多个层位的、不同岩相的碳酸盐岩具有差异岩溶特征的发现与思考,结合当今国外有关碳酸盐岩早成岩期喀斯特化研究进展的调研,进行了简单的梳理与归纳。(1)喀斯特物质基础可分为孔渗性较好的早成岩期岩石与致密的晚成岩期岩石2类。它们分别以基质粒间孔和裂缝作为岩溶水的输导介质,形成所谓的非受限管道与受限管道,从而控制了不同成岩期岩石的喀斯特形态特征,并强调不同成岩期碳酸盐岩孔渗性控制喀斯特缝洞发育模式。(2)重视不同地理环境对喀斯特化的影响,按地理环境可以分为岛屿、海岸型喀斯特和大陆型喀斯特2类:前者主要以与大气淡水透镜体相关的化学溶蚀为主,发育极具识别意义的侧翼边缘溶洞,但其影响是局部性的;后者以地表、地下河流的机械侵蚀为主,地下暗河沉积发育,其影响是区域性的。(3)重点关注目前国内涉及较少的早成岩期喀斯特的宏观与微观特征、判识标志以及溶蚀机理等研究成果。最后,结合四川盆地古生界多个层位类似早成岩期喀斯特的发现与识别,分析总结早成岩期喀斯特型储集层发育及分布特征,以期今后对类似喀斯特现象的发现、识别以及相关储集层的勘探提供参考与借鉴。     

埋藏岩溶洞穴垮塌深度定量图版及其在碳酸盐岩缝洞型储层地质评价预测中的意义

通过对岩溶洞穴垮塌的岩石力学原理及塔里木盆地奥陶系实钻资料的分析,基本明确了洞穴埋藏垮塌的控制因素是岩石抗弯强度、洞穴尺度、洞穴距风化暴露面的距离等,并得到了洞穴垮塌深度的定量图版。该图版对于钻前预测现今埋藏于地下的碳酸盐岩洞穴是否已经垮塌、洞穴埋藏演化史精确恢复以及对裂缝—洞穴型储层的评价预测具有较强的实践意义。     

黔中—渝南岩溶型铝土矿含矿岩系特征、控制条件及生成发展模式

早石炭世九架炉组与晚石炭世大竹园组,皆属黔中—渝南岩溶型铝土矿含矿岩系。按岩溶形态组合特征,主要可分为溶蚀洼地型和岩溶湖泊型,两种类型的含矿岩系下段,皆以铁质黏土岩、绿泥石黏土岩为主,间夹赤铁矿层,时夹白云岩、石灰岩透镜体,二者均为永久性、低能、浅水、海源湖泊沉积产物。溶蚀洼地型含矿岩系上段的铝土矿、铝土岩和黏土岩等,皆产于陆地上各种形态的溶蚀洼地中。岩溶湖泊型含矿岩系上段的各种铝土矿、铝土岩和黏土岩等,皆为间歇性、洪控、高能、浅水、陆源湖泊中沉积而成的。因距海较近,在海泛和强风暴潮的影响下,含矿岩系上段的陆相沉积物中时显海相、过渡相沉积特征。在赤道附近有利的地质、气候、水文、植物等条件下,母岩经红土化形成的风化壳物质,被流水短距离搬运到溶蚀洼地和岩溶湖泊中,沉积形成的岩溶型铝土矿含矿岩系,是在同一时间段内连续发生、发展和演化的过程, 其间没有明显的间断时期。     

黔中—渝南岩溶型铝土矿含矿岩系特征、控制条件及生成发展模式

早石炭世九架炉组与晚石炭世大竹园组,皆属黔中—渝南岩溶型铝土矿含矿岩系。按岩溶形态组合特征,主要可分为溶蚀洼地型和岩溶湖泊型,两种类型的含矿岩系下段,皆以铁质黏土岩、绿泥石黏土岩为主,间夹赤铁矿层,时夹白云岩、石灰岩透镜体,二者均为永久性、低能、浅水、海源湖泊沉积产物。溶蚀洼地型含矿岩系上段的铝土矿、铝土岩和黏土岩等,皆产于陆地上各种形态的溶蚀洼地中。岩溶湖泊型含矿岩系上段的各种铝土矿、铝土岩和黏土岩等,皆为间歇性、洪控、高能、浅水、陆源湖泊中沉积而成的。因距海较近,在海泛和强风暴潮的影响下,含矿岩系上段的陆相沉积物中时显海相、过渡相沉积特征。在赤道附近有利的地质、气候、水文、植物等条件下,母岩经红土化形成的风化壳物质,被流水短距离搬运到溶蚀洼地和岩溶湖泊中,沉积形成的岩溶型铝土矿含矿岩系,是在同一时间段内连续发生、发展和演化的过程, 其间没有明显的间断时期。     

Some Investigations on Early Organization of Karst System

Karstsystemsaredynamicsystemsinspontaneoussuc-cessiveevolutionarisenfromtheinteractionbetweenwaterflowandsolub1emedium-Thecircu1ationofwaterprogres-sivelyandcontinuouslymodifiesthestructureofmediumfield,consequentlymodifyingthehydraulicbehaviorofthesystemitself'Someauthors(e.g.,FordandWilliams,l989)believedthatmostcarbonaterockswillbecomeconduitaquifersifsurficialerosionisnegligibleorsufficienttimeisgiven.Karstsystemsfailtodevelopconnectedconduiteitherduetoincompleteextension(becauseinsuffici…     

酸雨溶蚀碳酸盐岩的源汇效应分析——以广西典型岩溶区为例

选取广西的桂林、柳州、河池、百色、玉林、南宁、钦州7个酸雨监测点进行了为期一年（2014年5月至2015年5月）的监测,结合各站点溶蚀试片和降雨降雨量、降雨时间、pH值和电导率等,分析了试片溶蚀量的主要影响因素及酸雨的源汇效应。结果表明,试片溶蚀量与累计降雨时间,即溶蚀作用发生的时间关系密切。单场酸雨对碳酸盐岩的溶蚀过程可分为两个阶段,即:前期强酸溶蚀碳酸盐岩,释放CO2,为碳源;后期碳酸溶蚀碳酸盐岩,吸收大气CO2,为碳汇。而就整年而言,碳汇过程占绝对优势,酸雨减汇量仅占总溶蚀量的0.27%～3.52%,平均为1.96%,但酸雨减汇比例随酸雨pH值的降低而呈指数增加。酸雨对岩溶碳汇有着显著影响,在岩溶碳汇的研究中不应忽视。