1、第二篇動力地質(zhì)作用,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,2,在漫長的地質(zhì)歷史中，地球每時每刻都處在不停的運(yùn)動和變化之中，例如，地下深處高溫高壓的巖漿在向上運(yùn)移，將深處的物質(zhì)帶向地球表層，使地球表層的物質(zhì)成分發(fā)生變化 。地表物質(zhì)在流水、重力的作用下，由高處帶到低處堆積。 由自然動力引起的使地殼或巖石圈甚至整個地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的作用稱為動力地質(zhì)作用 。 產(chǎn)生地質(zhì)作用的能量來自兩個方面。一是來源于地球本身，主要有旋轉(zhuǎn)能、重力能、熱能、化學(xué)能，上述能源統(tǒng)稱為內(nèi)能；二是來源于地球以外的能源，主要有太陽輻射能和日月引力能等，這些來自地球以外的

2、能源統(tǒng)稱為外能，外能造成大氣降水并引起一系列與水的多種形式有關(guān)的地質(zhì)作用營力環(huán)境(水氣、地表徑流、地下水、冰川、海洋與湖泊)和相應(yīng)的地質(zhì)作用。 內(nèi)能引起的地質(zhì)作用稱為內(nèi)動力地質(zhì)作用，有構(gòu)造運(yùn)動及地震、巖漿活動作用和變質(zhì)作用。外能引起的地質(zhì)作用稱為外動力地質(zhì)作用。它包括風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積等多種過程 。,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,3,動力地質(zhì)作用,第四章 風(fēng)化作用,第五章 地面流水的地質(zhì)作用,第六章 地下水的地質(zhì)作用,第七章 冰川的地質(zhì)作用,第八章 湖泊和沼澤的地質(zhì)作用,第九章 海洋的地質(zhì)作用,第十章 風(fēng)的地質(zhì)作用,外動力地質(zhì)作用,內(nèi)動力地

3、質(zhì)作用,第十一章 構(gòu)造運(yùn)動,第十二章 火山活動與巖漿的侵入作用,第十三章 變質(zhì)作用,第六章 地下水的地質(zhì)作用,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,5,地下水的一般特征 地下水的類型及排泄 地下水的地質(zhì)作用,地下水 指存在于地表以下松散堆積物或基巖空隙中的水,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,6,地下水長期在地下運(yùn)動，可從巖石中獲得大量可溶性的物質(zhì)成分，使之成為成分復(fù)雜的溶液 。 地下水中含大量的離子、分子和化合物，其礦化度高。 地下水中常見的氣體成分：O2、N2、CO2及H2S. 地下水中含量較高的7種離子: Cl- SO4-2

4、 HCO3- Na+ K+ Ca2+ Mg2+ 地下水中還含有大量的膠體物質(zhì)：Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以膠體形式存在的有機(jī)質(zhì),地下水的一般化學(xué)特征,第一節(jié) 地下水的一般特征,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,7,地下水運(yùn)動的條件空隙及其連通,空隙度指一定體積巖石中空隙體積所占的比例 。地下水的分布、儲量及運(yùn)動均受巖石空隙的多少（空隙度）支配 。以n表示空隙度，VP表示空隙體積，V表示巖石體積，則n=VP/V 。,地下水的運(yùn)動特點(diǎn),空隙孔隙、洞穴、節(jié)理（裂隙）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,8,地下水運(yùn)動的

5、條件,透水性 巖石被水透過的性能?？障遁^大，且相互連通的巖石，地下水可以在巖石中流動。有些巖石雖有很高空隙度，但空隙不連通的巖石和空隙過小，且連通性不好的粘土和泥巖，地下水也很難在其中流動。 能透水的巖層稱透水層。洞隙大，且相互連通的石灰?guī)r和白云巖以及孔隙大的礫石層和沙層是良好的透水層。 巖石阻擋水通過的性質(zhì)稱隔水性。具隔水性的巖層稱隔水層。粘土巖、粉砂質(zhì)泥巖及節(jié)理不發(fā)育的巖漿巖和塊狀變質(zhì)巖可視為隔水層。,地下水的運(yùn)動特點(diǎn),2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,9,地下水的運(yùn)動方式,毛細(xì)水（結(jié)合水） 在毛細(xì)作用下運(yùn)動的水。巖石顆粒表面和空隙壁面在靜電吸引作用下，會

6、吸附水分子 。這類水束縛于顆粒表面及空隙壁面，不能在自身重力作用下運(yùn)動。而且還可逆重力而運(yùn)動（毛細(xì)運(yùn)動）。 重力水 在自身重力作用下產(chǎn)生運(yùn)動的水。在巖石和松散物質(zhì)的空隙中，重力水在重力作用下產(chǎn)生運(yùn)動稱滲流(滲透) 。,地下水的運(yùn)動特點(diǎn),2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,10,第二節(jié) 地下水的類型,包氣帶水 貼近地表的氣態(tài)水、土壤顆粒水吸附毛細(xì)水分子。這些水雖可連結(jié)起來成為液體，但因是充填在細(xì)微的孔隙中而不能自由運(yùn)動 。,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,11,潛水 位于第一個穩(wěn)定隔水層以上的含在透水層中、能在重力作用下流動的地

7、下水 。此水層的水面稱為潛水面。潛水面與地表面的形態(tài)具有相似性。,第二節(jié) 地下水的類型,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,12,承壓水(層間水) 是指埋藏在兩個隔水層之間的透水層中的地下水。它的運(yùn)動受到上下隔水層的約束，具有水頭壓力即“水壓” 。打井穿過上面的隔水層時，承壓水就可向上涌出，成為“自流水”。,第二節(jié) 地下水的類型,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,13,承壓水,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,14,三類地下水的運(yùn)動方向 .包氣帶中的氣態(tài)水和結(jié)合水很難運(yùn)動，毛細(xì)水逆重力向上運(yùn)動，

8、重力水從地表向下作垂向運(yùn)動。 .潛水作近水平方向運(yùn)動。從高處向低處流，從分水嶺向谷底流，最后流入河流、湖泊、海洋，或以噴泉的形式出露地表。 .承壓水從水頭壓力高處向水頭壓力低處運(yùn)動。,第二節(jié) 地下水的類型,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,15,地下水與地表水及大氣圈的交換（地下水的排泄） 含水層失去水量的過程稱為地下水的排泄 地下水排泄的方式三種： 泉 地下水在地表以點(diǎn)狀排泄的方式稱為泉。泉的類型有多種 根據(jù)補(bǔ)給泉水的排泄動力分：上升泉（由承壓水補(bǔ)給） / 下降泉（由潛水補(bǔ)給） 根據(jù)泉水的年平均溫度與當(dāng)?shù)啬昃鶜鉁氐牟町惙郑豪淙?/ 溫泉 / 熱泉 根據(jù)泉水的

9、礦化度特征：礦泉 泄流 地下水以線狀形式向河流排泄。 當(dāng)河流切割含水層時，地下水在水位差的壓力作用下，向河床方向流動，補(bǔ)給河流。河床斷面揭露的含水層的面積越大，泄流量就越大。 蒸發(fā) 地下水呈氣體以面狀形式向大氣排泄。,當(dāng)潛水埋藏較淺時，直接受到地面的大氣溫度濕度的影響。大氣相對濕度較低時，毛細(xì)水帶的水不斷由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，逸入大氣，此時潛水則源源不斷地通過毛細(xì)作用上升補(bǔ)給，使蒸發(fā)不斷進(jìn)行。蒸發(fā)的結(jié)果，潛水面下降，鹽分滯留并濃集在毛細(xì)水帶的上緣；當(dāng)降雨時，部分鹽分則隨下滲水一起進(jìn)入潛水，使?jié)撍牡V化度增高。,第二節(jié) 地下水的類型,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用

10、,16,上升泉,上升泉,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,17,間歇噴泉,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,18,下降泉,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,19,地下河,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,20,地下水與地表水（河流、湖泊、海洋）的動態(tài)交換體現(xiàn)了水圈作為統(tǒng)一體的相互作用關(guān)系 地下水呈氣態(tài)與大氣圈的動態(tài)交換體現(xiàn)了地球作為統(tǒng)一體，其外層各圈層之間的相互作用關(guān)系。,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,21,地下水在巖石孔

11、隙、裂縫中流動十分緩慢，動能較小，故而機(jī)械作用十分微弱。但由于地下水與巖石、礦物的接觸時間長，加之溶有一定量的酸類物質(zhì)(如H2CO3、H2SO4及有機(jī)酸)，對地下巖石、礦物具有強(qiáng)烈的溶解作用。就整個地下水的地質(zhì)作用而言，以化學(xué)作用為主。,第三節(jié)地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,喀斯特： 指水流（主要指地下水）與可溶性巖石相互作用的過程及其所產(chǎn)生的各地質(zhì)、地貌現(xiàn)象。 基本條件：喀斯特發(fā)育首先應(yīng)具備具有溶蝕性水和具有可溶性巖石。 可溶性巖石：包括鹵化物類巖石(巖鹽、鉀鹽、鎂鹽等)，硫酸鹽類巖石(石膏、芒硝)及碳酸鹽類巖石(石灰?guī)r、白云巖、大理巖)等。 地下水對可溶性巖石的溶解破壞作用稱

12、為溶蝕作用，因?yàn)槿芪g作用在地表以下進(jìn)行，故稱為“潛蝕”。,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,一、地下水的機(jī)械作用（略）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,23,在包氣帶，地下水在可溶性巖石的裂縫中向下滲流，使裂縫不斷加深加寬，形成石芽，石芽不斷升高。在巖石成分較純、巖層巨厚、巖層傾角平緩的可溶性巖石地區(qū)，石芽可高達(dá)幾十米，遠(yuǎn)望宛如樹林，稱為石林。,石芽,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,24,在包氣帶，地下水在可溶性巖石的裂縫中向下滲流，使裂縫不斷加深加寬，石芽不斷升高。在巖石成分

13、較純、巖層巨厚、巖層傾角平緩的可溶性巖石地區(qū)，石芽可高達(dá)幾十米，遠(yuǎn)望宛如樹林，稱為石林。規(guī)模較大者稱為峰林。,峰林,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,25,在包氣帶，地下水在可溶性巖石的裂縫中向下滲流，使裂縫不斷加深加寬，形成石芽，石芽不斷升高。在巖石成分較純、巖層巨厚、巖層傾角平緩的可溶性巖石地區(qū)，石芽可高達(dá)幾十米，遠(yuǎn)望宛如樹林，稱為石林。,石林,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,26,在潛水面附近，地下水在重力作用下

14、沿層面、節(jié)理面和斷裂帶從高水位向低水位作近于水平方向的流動，常形成近于水平的洞穴稱溶洞 。,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,三類地下水的運(yùn)動方向 .包氣帶中的氣態(tài)水和結(jié)合水很難運(yùn)動，毛細(xì)水逆重力向上運(yùn)動，重力水從地表向下作垂向運(yùn)動。 .潛水作近水平方向運(yùn)動。從高處向低處流，從分水嶺向谷底流，最后流入河流、湖泊、海洋，或以噴泉的形式出露地表。 .承壓水從水頭壓力高處向水頭壓力低處運(yùn)動。,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,27,溶洞呈形態(tài)復(fù)雜的管狀和枝狀發(fā)育延伸。 溶洞中地下水可以匯流成為地下暗河，溶洞的洞底就是地下暗河的河床。,第三節(jié) 地下

15、水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,28,在地殼長期穩(wěn)定的地區(qū)，地表河岸附近的最低潛水面高程同于河流的枯水位高程，沿河流可見地下河出口位置與河流枯水位等高的現(xiàn)象。在此高程上溶洞得到最充分的發(fā)育，往往形成溶洞層（許多溶洞位于大致相同的高程上），溶洞層在平面上往往表現(xiàn)為不規(guī)則的串珠狀。,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,如果所在地區(qū)地殼抬升，地表河流的河床下切，河漫灘相對抬升成為階地。潛水面也與地表水面一致地下降，于是溶洞層相對抬升，溶洞將成為干溶洞。因此，干溶洞層與同期的階地一般具有大致相同的高程，它們

16、都反映所在地的地殼上升歷史。,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,29,地面的落水洞,地面的落水洞,地面的落水洞,水平狀的干溶洞,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,30,影響巖溶的因素：氣候：a. 干旱少雨區(qū)，地下水補(bǔ)充不足, 潛蝕弱；b. 炎熱潮濕多雨氣候區(qū)：地下水補(bǔ)給充足，生物繁盛，分解CO2利于潛蝕，炎熱氣溫高，化學(xué)反應(yīng)速度快，潛蝕強(qiáng)烈。巖石：a. 巖性（主要是可溶性）：碳酸鹽、硫酸鹽、鹵化物類最有利潛蝕 ；b.結(jié)構(gòu)：空隙度大，連通性好，堆積松散，顆粒狀均有利潛蝕。地質(zhì)構(gòu)造：斷裂、破碎、褶皺發(fā)育、巖石產(chǎn)狀平緩有利于潛蝕，巖

17、層傾斜陡峻不利于潛蝕。 構(gòu)造運(yùn)動：a.地殼相對上升：潛水面相對下降，落水洞、溶溝、石芽發(fā)育，但溶洞不發(fā)育; b.地殼相對穩(wěn)定：溶洞發(fā)育，溶蝕洼地峰林、巖溶盆地、準(zhǔn)平原化; c.地殼穩(wěn)定上升穩(wěn)定上升:形成多層溶洞（與河谷階地意義相同）,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,二、喀斯特作用（巖溶作用）,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,31,地下水的搬運(yùn)作用,機(jī)械搬運(yùn)作用微弱，僅在地下河中可見較明顯的機(jī)械搬運(yùn)，化學(xué)搬運(yùn)作用強(qiáng)大，全世界每年23.4億噸溶解物入海，大部分為地下水搬運(yùn)。 地下水主要為化學(xué)搬運(yùn)；地下水搬運(yùn)的溶解物多為重碳酸鹽，如Ca（HCO3）2 呈真溶液或膠體溶液

18、形式。,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,32,三、地下水的化學(xué)沉積作用,地下水的機(jī)械沉積作用微弱，主要為化學(xué)沉積作用。 地下水發(fā)生沉積的主要機(jī)制溶液過飽和結(jié)晶。 Ca（HCO3）2 = CaCO3CO2H2O,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,33,三、地下水的化學(xué)沉積作用,根據(jù)沉積部位的不同，地下水的化學(xué)沉積大致有以下幾種情形： a. 裂隙沉積：地下水運(yùn)行至較開闊的裂隙中時，由于圍壓下降，CO2逃逸，形成CaCO3沉積，沉積物形態(tài)受裂隙空間控制，往往呈脈狀，常見有方解石脈

19、，石英脈等。在較緊閉的裂隙中，有時有鐵、錳質(zhì)沉淀下來，形成柏椏狀的沉積物，貌似植物化石，稱“假化石”。 b.洞穴沉積：含有Ca（HCO3）2的水溶液由巖石中的裂隙或斷層流入地下洞穴中時，由于壓力降低或溫度升高（壓力降低，溫度升高都會使CO2降低、減少、逸出），使CaCO3沉淀，沉積物形態(tài)多為滴石形成的各種組合；石鐘乳，石筍、石柱、石幔等。 c.泉口沉積：地下水?dāng)y帶著被溶解的碳酸鹽物質(zhì)滲流到泉口，由于壓力減小，導(dǎo)致地下水中的二氧化碳逸出，碳酸氫鈣被分解成碳酸鈣而產(chǎn)生沉淀結(jié)晶，沉積物的總體形態(tài)受地形控制，成為鋪展?fàn)?，稱為“石華”如“泉華”、“鈣華”、“硅華” 。 d.交代沉積：地下水溶液對于埋藏地

20、下的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行置換，造成埋藏生物體或生物的介殼的“石化”形成化石、硅化木等。,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,34,裂隙沉積 樹枝狀鐵錳氧化物酷似植物化石稱“假化石”,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,35,洞穴沉積石鐘乳,第三節(jié) 地下水的地質(zhì)作用,三、地下水的化學(xué)沉積作用,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,36,洞穴沉積石鐘乳,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,37,洞穴沉積石鐘乳,四川峨眉紫瀾洞,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,38,洞穴沉積溶洞滴石 石鐘乳,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六章 地下水的地質(zhì)作用,39,洞穴沉積石鐘乳,2020/10/6,第二篇 動力地質(zhì)作用 第六