贵州省江口县洪坪岩溶发育特征研究

高建平，黄　震，吴桂武

(1.贵州省地矿局一〇三地质大队，贵州 铜仁 554300；2.中国冶金地质总局山东正元地质勘察院，山东 烟台 264002)



贵州省江口县洪坪岩溶发育特征研究

高建平1，黄震2，吴桂武1

(1.贵州省地矿局一〇三地质大队，贵州 铜仁 554300；2.中国冶金地质总局山东正元地质勘察院，山东 烟台 264002)

[摘要]分析区域岩溶发育的形态、分布及特征，总结了洪坪岩溶发育规律，指出岩溶发育的地表和地下形态、空间分布是受地层岩性和构造控制的结果。岩性决定了岩溶发育的强度，本区岩溶主要发育于寒武系清虚洞组的灰岩和高台组的白云岩中，灰岩中的岩溶形态主要为岩溶管道和溶洞，白云岩中的岩溶形态为溶蚀裂隙和溶孔。地形和构造控制了岩溶的走向，如1号地下河，它的空间结构及延伸方向是受凯德场背斜和凯本压性断裂的综合控制。

[关键词]岩溶；发育 ；特征；研究

1地质特征

1.1地层特征

区内地层以奥陶系、寒武系和震旦系出露最广泛，地层岩性以灰岩、白云岩为主。第四系与下覆地层为角度不整合。

1.2构造特征

研究区处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤岗复杂构造变形区之梵净山穹状背斜南西缘，经历了多期构造运动，褶皱、断裂构造较发育，总体构造线呈北北东、北东、南东向。褶皱构造发育凯德场背斜、江口向斜，断裂构造发育水银厂断裂、凯本断裂、苗寨断裂等。

2岩溶分布特征

2.1研究区概况

研究区范围西起苗寨压性断裂，南至寒武系杷榔组隔水边界，东至水银厂压性断裂，北至闵孝河，面积约60 km2。它包含两个完整的地下水系统，以中部凯德场背斜所在山脊为界。背斜西翼为分散排泄地下水系统,苗寨压性断裂构成了西侧的隔水边界，南侧以地表分水岭为界，东侧以苗寨背斜核部为界，闵孝河构成了系统的北侧排泄边界，面积约18 km2。背斜东翼为地下河系统，边界分别为凯德场背斜、寒武系杷榔组界线、水银厂压扭性断裂和闵孝河，其中闵孝河为排泄边界，面积约42 km2。地下河系统又包含了三个子系统，分别是1号地下河系统、2号地下河系统和3号地下河系统。地表分水岭构成了它们之间的系统边界。

2.2岩溶分布

在分散排泄地下水系统中，岩溶发育的形态主要为裂隙、溶孔、溶穴。与其他岩溶地区一致，这些裂隙、溶孔等是此类型岩溶地下水的含水介质。从相邻区施工的岩溶地下水开采钻孔的岩心及井下电视可以看出，它们分布深度和宽度都较广。裂隙的发育宽度和长度都较小，溶孔的直径也较小，一般0.5～3 cm。地下河系统的岩溶发育形态主要为岩溶洼地、落水洞、竖井、暗河等。共发育竖井5个，落水洞22个，岩溶洼地4个，暗河天窗1个，暗河3条。因此，研究本区的岩溶发育特征，应以地下河系统为主。

3岩溶发育特征

3.1号地下河系统

该地下河子系统中，地表共发育竖井5个，落水洞16个，岩溶洼地4个，暗河天窗1个，平均面岩溶率8.8%。竖井和落水洞主要分布在凯里—唐家寨和天堂两处。天窗发育于大水溪附近。岩溶洼地则沿岩溶管道分布。子系统岩溶发育形态见表1。

1号地下河在平面上呈树枝状展布。它发源于岩溶洼地和落水洞密布的凯里和唐家寨，在这里发育形成了两条分支，分别为凯里支流和唐家寨支流。凯里支流管道长4.5 km，平均水力坡度56.8‰；唐家寨支流管道长5.6 km，平均水力坡度48‰。它们的流动方向一致，在向北东方向流动4 km左右于大水溪汇合，形成一条地下河。地下河的流动方向在局部与支流不同，但整体的流动方向是一致的，都是北东向50°左右。该地下河全程以暗流为主，在大水溪北东约500 m处发育暗河天窗，从天窗可以采用绳索下至地下河中。地下河总长度23.1 km，平均水力坡度15‰。在凯德场附近，地下河发育成4个出口排泄于闵孝河中，分别为1516号、1502号、1513号和1514号地下河出口。在地下河出口中， 1502号规模比较大，洞口高3～5 m，宽15 m，发育有钟乳、石柱等。其余排泄口宽度及高度不过数十公分。在实测的地下河段，管道发育方向35°～50°，管道高10～50 m，宽10～80 m，底部及岸边沉积有粘土、砾石和崩塌堆积物等，厚度0.5～1.5 m。地下河空间发育形态见图1、2。

表1　地表岩溶发育形态特征表

图1　1号岩溶管道平面分布及横断面图

图2　1号岩溶管道纵剖面图

3.22号地下河系统

2号子系统的地表岩溶形态只有落水洞，数量为5个，它们的形态特征见表2。在岩溶管道调查时，因没有可供人下去的通道，只有采用连通实验的方法来确定管道的发育方向。实验的方法是向落水洞中投递可食用染料，然后在周边观测示踪剂的流出情况。经过5个小时的运行，示踪剂最终在1124号暗河出口出露。根据地表落水洞的分布和实验来分析岩溶管道的发育，暗河系统的岩溶管道长度约3 km，发育于王二沟附近，由两条较短的支流汇集而成，最终出露于寒武系清虚洞组和杷榔组的地表露头分界线上，出口流量2.1 L/s。管道内部的空间结构形态为未知。

表2　地表岩溶发育形态特征表

3.33号地下河系统

该子系统地表只发育了一个落水洞，其形态见表3。通过连通实验及地面调查可以看出，管道发源于浸水坝附近，出口位于鱼粮溪，出口编号1141。岩溶管道发育方向北西340°左右，无分支，发育长度约3.3 km，地表只有1个落水洞与之相连。示踪剂在落水洞与1141号出口之间运移时间3 h，说明管道内部坡度较大，造成管道中水的快速流动。

表3　地表岩溶发育形态特征表

4结语

通过分析岩溶的地表及地下发育形态及空间分布特征，结合岩溶发育的地质环境条件可以看出岩溶发育有以下特征和规律：

1)是岩性条件。岩溶主要发育于寒武系清虚洞组和高台组。清虚洞组的岩性为中厚层灰岩，高台组岩性为薄—中厚层白云岩、白云质灰岩。落水洞有19个分布在清虚洞组中，占总数的86.4%，3个分布在高台组的白云岩中，占总数的13.6%。4个岩溶洼地中有3个分布在清虚洞组，占总数的75%，1个分布在高台组，占总数的25%。竖井和暗河全部发育在清虚洞组中，占总数的100%。2号地下河发育于清虚洞组中，在向下溶蚀过程中遇下部杷榔组相对隔水的粘土岩、页岩，无法继续下蚀，因此在两个地层交界处出露。由此可知，岩性对岩溶发育的影响是至关重要的，越是纯的石灰岩，岩溶发育规模和程度越大。

2)构造条件。以凯德场背斜为界，背斜东翼岩溶发育较弱，仅发育溶蚀裂隙等，在背斜的向东弧形部位则发育落水洞、暗河等强岩溶现象。落水洞发育的两个密集区凯里—唐家寨和天堂均位于区域断裂——水银厂压扭性断裂的上盘，它们受断层活动的影响，节理裂隙比较发育，在地表水补给地下水过程中被水溶蚀，逐渐发育成落水洞、竖井等岩溶形态。1号地下河的发育方向主要受凯本压性断裂的控制，地下河总长度23.1 km，与凯本断裂近于重叠的长度为12.5 km，占总长度的54.1%。2号地下河的径流方向也是受凯本断裂的控制。3号地下河的发育方向受多组断裂的综合影响，最终在具压扭性质的苗寨断裂处出露。

参考文献

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Research onHongping Karst Growth Features in Jiangkou County of Guizhou

GAO Jian-ping1，HUANGZhen2，WU Gui-wu1

(1.No.103, Geology team, Guizhou Provincial Geology and Mineral Bureau Tongren 554300, Guizhou；2.Geological Exploration Institute of Shandong zhengynan，China metallurgical Geology General Bereau YANTAI，264002，Shongdong)

Abstract:This paper analysis the morphology, distribution and characteristics of regional karst development, summarizes the Hong Pingyan solution development laws, indicates that the surface of karst and underground morphology, spatial distribution is controlled by lithology and tectonic results. Lithology decides the karst development intensity, the karst is developed in the Cambrian Qingxudong formation of limestone and Gaotai formation dolomite, limestone karst morphology is mainly karst pipes and caves, karst morphology in dolomite as fissures and pores. Topography and tectonic control of karst trend, as No. 1 and extension direction of underground river, its spatial structure is affected by Cade control field anticline and kyeburn compressive fracture.

Key words:Karst；development；characteristics and to study

[收稿日期]2015-08-24

[作者简介]高建平(1983-)，男，江苏徐州人，工程师，主要从事水、工、环地质、地热地质等工作。

[中图分类号]P641.134

[文献标识码]A

[文章编号]1004-1184(2016)01-0160-02