我国红层岩溶与红层岩溶塌陷刍议

中国岩溶地区面积广阔,岩溶地貌和现象类型多样。其中我国南方地区红层中出现的岩溶现象较为特殊:可溶岩类型复杂,成岩作用差,溶蚀机理多样,还易风化崩解。近年来红层岩溶塌陷多有发生,成为一个不可回避的问题。文章对我国红层岩溶与红层岩溶塌陷研究现状进行了系统梳理。红层岩溶主要存在于以可溶物质胶结的或含碳酸盐岩砾石的红色沉积岩为主的地区。红层岩溶的特点可以概括为:(1)可溶岩类型复杂,溶蚀机理多样;(2)成岩作用差,力学强度低,易风化崩解;(3)与地质构造密切相关。红层岩溶地区不但会出现覆盖型岩溶区的土层塌陷,而且由于其特殊的岩溶作用还可能出现基岩塌陷。根据红层岩溶地区地质结构,其塌陷模式可概化为红层上覆松散层塌陷、红层溶洞顶板垮塌以及红层整体垮塌三类。今后有必要从红层溶蚀特点和红层岩溶塌陷模式出发,开展红层溶蚀对岩溶塌陷作用机理的专项研究,为红层地区岩溶塌陷地质灾害的风险评估和防治处理提供科学依据和技术支撑。     

桂南红层岩溶及其发育控制因素探讨

桂南红层岩溶形态主要表现为岩溶缓丘、地下溶洞、岩溶泉以及地下河、天窗等。在地下50m深度范围,溶洞高0.5～3m,多为无充填溶洞,发育数量随深度增加而减少。岩溶泉类型有上升泉和下降泉,泉水流量变化较大。目前尚未发现仅由红层作为含水层的地下河。桂南红层岩溶的发育程度及形态特征与岩性、构造及水文地质条件有关。红层岩溶主要发育于红层盆地边缘的钙质砾岩中。红层的层组结构可分为单一型和互层型,单一型岩溶发育相对强烈,互层型以岩溶顺层发育为特征。通常,在可溶岩与非可溶岩接触带附近红层溶洞发育;在断裂破碎带以及河谷地带红层岩溶发育强烈,溶洞规模较大。     

广东红层岩溶地貌与丹霞地貌

通过对构成广东丹霞地貌之红层的研究,对红层岩溶这一概念进行了较深入的探讨,对其是否属于假岩溶提出质疑,并分析了丹霞地貌和红层岩溶地貌的关系。      

密县盆地裂隙岩溶水资源评价

本文运用水均衡方法,对密县盆地地下岩溶水资源及允许开采量等进行了分析。并利用地下水长观资料及水文地质资料,对其水文地质参数进行了计算。在此基础上,建立了裂隙岩溶水数学模型,同时用有限单元法对地下水资源进行了进一步评价,得出了较为满意的结果。      

红层采动裂隙及其导水性

兖州煤田红层在采动作用下，向上迅速产生的采动裂隙往往超地经验公式计算值，且具有较好的联通性，成为第四系下组水导入矿井的通道。红层采动裂隙的发育程度主要与采厚及回采推进速度有关。     

重庆地区红层泥岩球状风化剥落特征及其形成机制

以重庆地区红层泥岩为对象,对其球状风化剥落的形貌、剥落层序、剥落层层数、剥落层厚度、剥落物形态及其堆积特征等进行了分析。调查和分析表明,泥岩球状风化是水分场、温度场有关的各种风化作用共同作用的结果,其风化剥落经历了局部变形与应力集中、风化裂隙切割、椭球化、拱形开裂与球状逐层剥落的过程。红层泥岩球状风化剥落速度快,风化球因分叉明显,稳定性差,难以长久保留。     

太行山南端岩溶洞穴及其形成环境

本文对分布于太行山南麓的岩溶洞穴形态进行了阐述和成因研究,首次报导了这些洞穴中发育良好的天锅等溶蚀形态的新资料。不但丰富了对中国区域岩溶的认识,而且也为分析我国北方的古气候和古水文地质环境提供了宝贵资料。      

华南湘赣粤地区红层残积红土的工程地质研究

通过对红层残积红土的粒度成分、矿物成分、化学成分、物理化学特性、宏观结构、微观结构特征的全面系统分析，揭示红层残积红土不仅经历了物理风化作用，而且经受过红土化作用，具有红土的一般特点，是一种强度稍高，压缩性中等，含较多游离氧化物的超固结土。最后对红层残积红土的工程地质评价提出建议，认为其特性与母岩有关，砂砾岩、砂岩残积红土接近花岗岩残积红土；粉砂岩、泥岩残积红土接近红粘土，并对地基承载力和变形等问题提出具体的评价意见。     

红层泥岩崩解驱动力与机制分析

在既有研究的基础上,初步探讨了温度、水、力等因素对红层泥岩崩解的影响机制。研究表明：（1）红层泥岩赋存环境变化引起的要素差,如应力差、浓度差、温度差、水头差、气压差等,是引起红层泥岩裂隙产生的驱动力;（2）水、热、力等因素通过应力重分布、溶解、膨胀、蒸发、毛细、渗流、侵蚀等作用,使红层泥岩的微细观结构产生了不可逆的破坏;（3）水热交替循环的周期效应使微细破坏逐渐累积,直至产生显著的结构破坏;（4）红层泥岩微细裂隙破裂机制是环境要素产生要素差,激发各种物理化学作用,产生各种应力,达到或超过岩石强度,进而引起岩石微细裂隙产生,经过周期累积直至最后脱离坡体剥落的过程。     

岩溶塌陷的类型、成因机制及防治途径──兼论武汉市岩溶塌陷勘查工作要点

按岩溶塌陷的类型, 对其成因机制作了分析。在此基础上, 提出了武汉市岩溶塌陷勘查与防治工作要点。     

广东河源盆地红层的初步研究

河源盆地红层厚达 5 0 0 0 m,依岩性特征自下而上划分为大凤组、主田组、浈水组、丹霞组和莘庄村组。前三组称南雄群 ,粗碎屑岩较发育 ,厚 16 0 0— 370 0 m。大凤组为紫红、暗紫红色砾岩 ,在盆地北部该组上部为细砾岩夹含砾砂岩 ,富产恐龙圆形蛋化石 ,厚 5 6 7m;主田组为紫红色含砾砂岩与不等粒砂岩互层夹细砾岩、砂质泥岩 ,富含灰质结核 ,产窃蛋龙、恐龙长形蛋、龟鳖类、腹足类和瓣鳃类化石 ,厚 90 0 m;浈水组沉积物又较粗 ,以细砾岩、含砾砂岩发育为主要特征 ,厚达 2 2 0 0 m。大凤组和主田组富含恐龙蛋化石 ,其面貌与南雄盆地相似 ,时代属晚白垩世无疑。丹霞组全为粗碎屑岩 ,为紫红色块状砾岩、砂砾岩 ,具丹霞地貌特征 ,厚 70 0 m,时代暂归晚白垩世—古新世。莘庄村组以红色细碎屑岩发育、富含灰质结核、下粗上细、上部红黑相间为主要特征 ,产介形虫、轮藻、腹足类、瓣鳃类化石 ,时代属古新世     

挪威极地岩溶及其形成机制

挪威北部现处于极地地带,但岩溶,尤其洞穴却很发育。现已查明的洞穴达１１００多个,最长的达１１ｋｍ,最深的有６３０ｍ。地表微岩溶形态也丰富。根据野外调查和初步分析,其岩溶发育机制可概括如下:（１）特殊的地质背景:条带状大理岩（相对透水）间夹于片岩（相对隔水）中,这导致了大量的外源水的补给;第三纪以来的强烈抬升导致岩石的变质,以及断裂和一些构造脆弱面的形成;第四纪冰川作用和深切峡湾的形成导致了非常大的水力梯度和水动力场;（２）有利的气候条件,包括非常大的降水量（平均年降水量在３０００～３５００ｍｍ之间）,以及冰期间冰期的相互作用（导致周期性的强烈水循环）。特殊的地质背景和有利的条件为岩溶形成提供了有利的水文和水文地质条件,因此水的强烈侵蚀作用很可能是该地区岩溶形成的主要机制      

加积型网纹红土网纹化机制及形成环境

选取九江地区JL剖面网纹层段典型样品,针对红基质与白网纹的物质组成及理化性质展开异同分析,在此基础上探讨网纹红土形成环境。初步得到以下结论:1)红基质与白网纹的粒度组成、元素组成、风化特征基本一致,但铁元素有显著差异,"网纹"并非原生构造,不是岩性差异及差异风化的产物,而是同源物质经历化学风化过程中元素分馏的结果。2)地球化学分析、磁学分析和粘粒级矿物组成分析一致表明,白网纹与红基质在铁含量、铁氧化物形态、铁矿物类型方面存在明显差异。白网纹与红基质相比,全铁含量(4.30%)低于红基质(8.63%);Fe³⁺/Fe²⁺比值(40.66)低于红基质(90.95);游离铁量及游离度(7.01 g/kg,32.96%)低于红基质(76.21 g/kg,77.52%);铁活化度和晶胶率(25.31%,37.77%)高于红基质(8.77%,9.69%);赤铁矿和针铁矿含量极少,这充分表明白网纹局部存在明显的铁淋失。3)白网纹局部脱色机制主要受控于赤铁矿及其转化,红基质主导矿物为赤铁矿,并含有一定的磁赤铁矿和针铁矿,而白网纹则不含磁赤铁矿,赤铁矿含量也极...     

滕县、兖州煤田红层的富水性及其对煤炭开采的影响

在滕县、兖州含煤盆地内,上侏罗统红层直接覆盖于二叠、石炭系煤系地层之上,在勘探时期曾被归为隔水层。本文通过现场资料分析和大量室内测试结果,系统研究了本区红层的化学成分和矿物组成、储水空间和分布特征及其红层地下水对煤矿开采的影响。作者得出下列结论:在岩性和构造适宜地段,红层中可以赋存较为丰富的地下水,他们既是许多煤矿的供水水源,又对煤矿的开采构成充水威胁,并通过采动裂隙引发突水事故。     

广东河源盆地红层研究现状

近年来河源盆地的恐龙及蛋化石研究有突破性进展，在东源发现窃蛋龙类oviraptosaurs黄氏河源龙（Heyuannia huangi Lu）等恐龙化石，并收集到至少4属4种蛋化石一万余枚；含蛋层可以划分为上、下二层，下层以圆形蛋类及树枝蛋类大量富集为特征，上层以长形蛋为主。在盆地北部新发现了火山岩——弱熔结火山角砾岩，并新建立了适合本区的岩石地层单位系统——仙塘组、东源组、高埔岗组和莘庄村组，它们可与南雄、丹霞等盆地进行对比。     

红层与煤系复合结构覆岩采动破坏分析及其应用

许多矿区煤层采动影响范围内的覆岩层由红层和煤层共同构成。本文研究了山东省太平煤矿东区二叠系 3号煤层覆岩破坏和防水煤柱留设的问题 ,在对上覆第四系水文地质条件分析的基础上 ,对红层和煤系复合结构覆岩的工程地质特征和破坏状况进行了分析 ,确定了合理的防水煤岩柱高度 ,并经过开采验证 ,避免了水害发生.