第一篇：典型內陸干旱盆地土壤鹽漬化特征及成因分析

西北典型內流干旱盆地土壤鹽漬化特征及成因分析

—以黑河流域為例

白福1，范高功2

(1.甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院, 甘肅 蘭州 730020;2.長安大學環(huán)境科學與工程學院, 陜西 西安 710054）

［搞要］ 黑河流域地處西北干旱區(qū)，屬于典型的內流盆地，氣候干燥，蒸發(fā)量是降水量的35—77倍，惡劣的自然條件和人為的不合理灌溉導致了嚴重的土壤鹽漬化問題。據調查資料，張掖盆地土壤鹽漬化面積為1225km2，且程度較輕，土壤含鹽量0.2—0.92%；酒泉盆地土壤鹽漬化面積為2595km2，綠洲區(qū)鹽漬化程度較輕，荒漠區(qū)鹽漬化程度十分嚴重，土壤含鹽量為1.58—42.61%；額濟納盆地土壤鹽漬化面積為2547km2，鹽化程度很重，土壤含鹽量最高達33%。在垂向上不論是荒漠區(qū)還是綠洲區(qū)，含鹽量在0.00—0.30cm內最大，30cm以下含鹽量急劇減少，屬典型的蒸發(fā)表層積鹽型鹽漬化土壤。土壤鹽漬化已嚴重制約著該地區(qū)農業(yè)生產的發(fā)展和土地資源的進一步開發(fā)利用。因此，必須建立合理的灌溉制度，進一步完善灌排體系，以便有效防治和減輕鹽漬化的發(fā)生。［關鍵詞］ 土壤鹽漬化;成因分析;灌排體系;內流干旱盆地

［中圖分類號］

［文獻標識碼］

［文章編號］

［作者簡介］ 白福(1959—)，男，甘肅永登縣人，高級工程師，主要從事水文地質工程地質勘察和科研工作。E-mail: Lzbaifu@163.com

TEL: ***

［基金項目］ 國土資源部2000年科技專項計劃項目(200010303-02)基金資助

1.引言

土壤鹽漬化是指在特定氣候、地質及土壤質地等自然因素以及人為引水灌溉不當引起的土地質量退化的過程。土壤鹽漬化作為主要的土地退化形式之一，已成為一個全球性的生態(tài)環(huán)境問題。根據聯合國糧農組織統(tǒng)計，全世界60%的灌溉土地已不同程度地發(fā)生鹽漬化,它是制約農業(yè)發(fā)展的主要障礙，也是影響綠洲生態(tài)穩(wěn)定的重要因素1。黑河流域位于祁連山和河西走廊的中段，南起祁連縣境內的祁連山南北分水嶺，北至額濟納旗境內的居延海，東西寬390km，南北長510km，總面積12.8萬km2。地理坐標：東徑96°04′—102°04′，北緯37°45′—42°40′。區(qū)內南北地形相差懸殊，致使氣候條件差異較大且具有明顯的分帶性，南部的祁連山區(qū)氣候寒冷而濕潤，降雨量充沛，走廊平原和額濟納平原具有典型的大陸性干旱氣候，降水稀少，降水量在中游走廊平原區(qū)為90—160mm，下游荒漠區(qū)為40—66mm；蒸發(fā)強烈，蒸發(fā)量在中游走廊平原區(qū)為1900—2300mm，下游荒漠區(qū)為2005—5767mm；蒸發(fā)量是降水量的35—77倍。惡劣的自然條件為區(qū)內鹽漬化的形成奠定了基礎。尤其是自20世紀50年代以來，隨著人口的增加,耕地面積的不斷擴大和水資源嚴重短缺,鹽漬化問題日益突出,對綠洲農業(yè)的發(fā)展已構成嚴重威脅。因此，黑河流域的土壤鹽漬化問題在廣大的西北干旱區(qū)具有典型性和代表性，深入研究該地區(qū)土壤鹽漬化的分布與特征，盡早掌握鹽漬化的演變規(guī)律，對于合理利用土地資源，使土壤資源利用高效化并與生態(tài)環(huán)境相協調意義重大，也是直接關系到該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題之一。

2.鹽漬化分布與特征

鹽漬化在黑河流域中下游平原皆有分布，中游平原主要分布在張掖堿灘、臨澤小屯、高臺宣化—羅城、肅南明化北部和酒泉北部。張掖盆地土壤鹽漬化面積較小為1225km2，且程度較輕，土壤含鹽量0.2—0.92%，鹽化類型主要為氯化物型，屬于輕度鹽漬化土壤。酒泉盆地土壤鹽漬化面積較大為2595km2，綠洲區(qū)鹽漬化程度較輕，荒漠區(qū)鹽漬化程度十分嚴重，土壤含鹽量為1.58—42.61%，鹽分化學類型為硫酸鹽型、硫酸鹽—氯化物型。下游平原區(qū)主要分布在金塔北部、額濟納旗古日乃和東、西居延海等地。金塔盆地灌區(qū)內，由于人類活動的影響表現為綠洲東部以輕鹽漬化為主，含鹽量0.35—0.94%,鹽分化學類型為硫酸鹽型為主；綠洲西部以重鹽漬化為主，含鹽量1.30—2.12%，鹽分化學類型為硫酸鹽型；荒漠區(qū)南部鹽漬化為輕鹽土，含鹽量1.58—3.50%,鹽分化學類型以硫酸鹽—氯化物為主；荒漠區(qū)北部鹽漬化為中鹽土，含鹽量為4.52—7.35%,鹽分化學類型為硫酸鹽型。額濟納盆地土壤鹽漬化面積較大為2547km2，且鹽化程度很重，由于區(qū)域地下水位下降使部分沼澤退變?yōu)辂}堿地，在湖盆洼地表現尤為明顯，在強烈的蒸發(fā)濃縮作用下，致使地表聚集大量鹽分，形成鹽堿地、鹽殼乃至結晶鹽殼。在古日乃地區(qū)，以重鹽漬化為主，全鹽量達0.27—10.41%,最高達33%，鹽漬化總面積約1650km2；在西居延海，湖底干涸后形成了厚約0.5m左右的硫酸鹽、氯鹽為主的結晶鹽殼，面積約253km2，而表層土（地表以下0.10m以內）土壤平均含鹽量也高達48%—56%，地表以下0.5m以內的土壤平均含鹽量達29—31%，本湖盆的鹽漬化是額濟納旗平原最嚴重的地區(qū)；在東居延海，湖濱表土層含鹽量為0.75%—2.92%，并呈現自湖濱至湖心漸增的趨勢，為輕度鹽漬化土壤，在湖底尚末形成鹽殼；在河流沿岸細土帶的鹽漬化程度較湖盆洼地輕，其輕鹽漬化土和重鹽漬土分布面積為543km2，遠離河岸含鹽量則有降低的趨勢2-4。

全流域鹽漬化程度變化總的趨勢是：在水平方向自中游向下游鹽漬化程度和分布范圍逐步增大，在垂向上不論是荒漠區(qū)還是綠洲區(qū)，含鹽量在0.00—0.30cm內最大，30cm以下含鹽量急劇減少，屬典型的蒸發(fā)表層積鹽型鹽漬化土壤（圖1）。

3．鹽漬化成因分析

3.1 氣候因素

黑河流域平原區(qū)氣候干燥,蒸發(fā)量為降水量的35—77倍，最高氣溫達40℃。在夏季酷熱的環(huán)境中，地下水淺藏地段，地下水中的鹽分隨地下水中的蒸發(fā)而源源不斷地向地表遷移聚集，形成地表鹽殼；在寒冷的冬季，最低氣溫達-30℃，在低溫條件下，水溶液中的鹽分隨溫度降低而溶解度降低，飽和結晶析出，同時溫度降低，在地層中形成地溫梯度，相應的形成鹽分濃度梯度，促使鹽分運移，使更多的鹽分結晶析出；在初春解凍季節(jié)，上部凍結層先于下部凍結層解凍，由于下部凍結層的存在，使春融水不能下滲，阻止了鹽分的向下運移，并在蒸發(fā)的條件下鹽分積于地表，最終導致鹽漬化。

氣候因素對鹽漬化的形成的影響還表現在地質時期地層含鹽量上。河西走廊自中新世以來，已變成陸相沉積，在干旱氣候條件下，沉積了富含方解石、石膏、芒硝等礦物的高鹽分地層，這些礦物經過生物、物理、化學風化作用鹽化成土母質，并釋放出鈣、鎂、鉀、鈉等基離子，鹽基離子隨水分搬運到沼澤、盆地、湖泊等低洼地帶，隨著水分的蒸發(fā)，鹽基離子濃縮形成了鹽土，成為鹽漬化形成的物質基礎。3.2 土壤質地及結構因素

土壤質地結構對鹽漬化的影響主要表現在對水分運移的影響,具體由毛細作用的上升速度和高度,降水和灌溉水的入滲來決定。砂性土毛細作用的上升速度快但高度小；粘性土毛細作用的上升速度慢但高度大；砂性土的降水和灌溉入滲系數大；粘性土入滲透系數小；在相同條件下，砂性土積鹽速度快但脫鹽速度也快；粘性土積鹽速度慢脫鹽速度也慢，在土壤鹽漬化形成和發(fā)展中，長期周而復始，積于粘性土中的鹽量大于砂性土中的鹽量，最終使粘性土易發(fā)生鹽漬化。另外，包氣帶下部粘土層的存在，可阻止鹽分向下運移。黑河流域平原區(qū)地層成因主要為沖積和洪積層，其間分布有較厚的粘土層，成為鹽分積累的場所。3.3 水文地質因素

對于黑河流域而言,氣候和土壤質地結構僅是鹽漬化形成的基本條件,具有相對穩(wěn)定性,對鹽漬化形成與發(fā)展的作用相對是緩慢的,而水文地質因素是鹽漬化形成和發(fā)展的決定性條件,它的作用是突變的,具體表現在地下水位升降和礦化度高低控制了土壤鹽漬化的分布。黑河流域中下游細土平原區(qū)北部，一般地下水位埋深較淺、礦化度較高，是形成鹽漬化的先決條件。在地下水位埋深相同條件下，地下水礦化度高的地區(qū)鹽漬化程度較重；在地下水位埋深不同條件下,水位埋深越淺,地下水礦化度越高,鹽漬化程度越重

3.4 水資源的不合理利用因素

水資源的不合理利用對鹽漬化的影響主要表現在對地下水的不合理開采和灌溉制度的不合理5。黑河流域中下游平原區(qū)北部地下水位埋深淺，徑流滯緩，水質為上咸下淡型分異體系，在地表水貧乏的條件下，地下水成為發(fā)展工農業(yè)生產的主要水源。目前農業(yè)灌溉主要開采淺層高礦化水灌溉，從而使淺層水進入以開采—入滲—蒸發(fā)—開采為主的循環(huán)狀態(tài)，鹽份不斷累積，地下水礦化度逐漸升高，土壤含鹽量增大。同時，現行的大水漫灌、塊灌等灌溉體制，即造成了水資源的極大浪費，又導致了地下水位上升，特別是在土壤母質含鹽量較高的地區(qū)，促使深層滲漏加劇和蒸發(fā)量增大，從而為次生鹽漬化的產生提供了條件，使耕地不同程度地產生了次生鹽漬化6。3.5 地貌因素

黑河流域內各盆地微地貌對鹽漬化的形成與發(fā)展有著不容忽視的作用。南盆地北部和北盆地大部分地區(qū)，星羅棋布地分布著大量的小面積洼地，這些洼地因地下水位埋深較周圍淺，蒸發(fā)強烈，地下水中的鹽分因蒸發(fā)而大量積于表面。同時，分布于綠洲內的低洼荒地，在灌溉期間，由于灌溉水入滲引起局部地下水位上升，低洼區(qū)成為相對的排水區(qū)，鹽分亦隨之遷移于該處而積累，形成鹽漬化土壤，甚至鹽土。相對而言，耕地附近的洼地是耕地的排鹽區(qū)，但其有限的積鹽空間又可引起周圍耕地鹽漬化加重。3.6土地棄耕

耕作土地因缺水灌溉或其他原因被迫棄耕后因無灌溉淋濾作用和耕作措施,在強烈的蒸發(fā)作用下鹽分迅速聚集地表,土壤即刻成為鹽漬土。另外，在農業(yè)生產活動中，興修水利工程在很大程度上影響著土壤鹽漬化的形成和發(fā)展，如平原水庫的興建，使庫區(qū)周圍地下水位上升，從而產生次生鹽漬化或使鹽漬化程度加重。

4.鹽漬化的危害

鹽漬化的危害主要表現在土壤中含有大量的可溶鹽，過量的氯離子可使作物體內的葉綠素含量降低，影響光合作用，減少淀粉的形成，尤其是納離子含量增加，抑制了作物對水分的吸收；使土壤結構發(fā)生變化，透氣透水性能變差，保水保肥能力降低；抑制了土壤內微生物的繁殖，使土壤內植物必須的礦物質養(yǎng)分缺乏；鹽漬化土壤Ph值較高，對植物根系有腐爛作用。凡此種種，鹽漬化影響作物生長，甚至導致作物枯死，嚴重制約著農業(yè)生產的發(fā)展和土地資源的進一步開發(fā)利用，并最終導致土地劣化，功能喪失，破壞生態(tài)平衡，環(huán)境質量下降。據研究資料,土壤鹽漬化對小麥產量的影響,由輕鹽漬化—中鹽漬化—重鹽漬化發(fā)展，鹽漬化程度每增加一級，則小麥畝產降低30%，其對經濟作物的影響則更大7。

在干旱荒漠區(qū)，確切地說，土壤鹽漬化是土地沙漠化的一個階段，鹽漬化過程通常與荒漠化過程相伴生，同步發(fā)展，甚至相互促進相互轉化，其最終的發(fā)展結果是沙漠化。因為土壤發(fā)生鹽漬化后，導致地表植物死亡，失去植被保護的土地在風蝕作用下最終淪為沙漠8。

5.鹽漬化防治對策

通過對黑河流域土壤鹽漬化形成因素分析表明，該地區(qū)土壤鹽漬化的形成是由自然因素和人類活動綜合作用的結果，其自然因素的影響是緩變的，無法改變的，而人為因素的影響是突變的，也是可以防治的。因此，主要應采取以下措施： 5.1 加強規(guī)劃和科學研究

黑河流域地處干旱地區(qū)，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，水不僅是流域經濟發(fā)展的主要條件，而且又是主宰環(huán)境質量的主導因素，俗話說“有水是綠洲，無水是沙漠，多水是鹽漬化”。因此，對有限的水資源要合理配置并優(yōu)化利用9，應加強鹽漬化的研究工作，并制定出有效的防治對策和措施，在保證農業(yè)生產的基礎上，盡可能地減少鹽漬化的形成和發(fā)生。5.2 灌排結合 過去，農業(yè)灌溉習慣上用大水漫灌的方式，致使灌溉尾水大量滲入地下，造成地下水位上升，在強烈的蒸發(fā)作用下鹽分上聚形成鹽漬化10。今后要在灌區(qū)內因地制宜采取井排、渠排、生物排水等相應措施，或井灌、渠灌相結合，人為調節(jié)地下水的補、排條件，有效控制地下水位，使其處在最佳狀態(tài)，防止鹽漬化的發(fā)生。干旱區(qū)蒸發(fā)量大，降水稀少，土壤的自然淋溶作用微弱，如果地下水位埋深在1—3m，很容易形成土壤的鹽漬化，若地下水埋深大于10m，盡管氣候干旱，土壤也不會發(fā)生鹽漬化，所以，降低地下水位是改良土壤鹽漬化的首要措施。尤其是在黑河沿岸一帶（地下水位埋深小于3m地段），要增加開采井，以開采井作為新排泄點，可加速水的徑流和循環(huán)，有利于水中鹽分隨水排出地表，同時可增加灌溉水量，襲奪無效蒸發(fā)量，改良鹽堿地。據計算，黑河中游北部灌區(qū)地下水位埋深小于3m的面積2391km2，蒸發(fā)量3.32×108m3/a 2。5.3 強化行政管理

干旱區(qū)特定的自然條件下,形成土壤鹽漬化的因素很多,但不合理的人為活動是造成鹽漬化的主要原因之一11。因此，為保證人類生產活動的科學化和規(guī)范化，減少土壤鹽漬化的發(fā)生，必須從長期可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，采取技術措施和管理措施雙管齊下的防治對策，實現生態(tài)功能的良性循環(huán)，達到“人口—資源—環(huán)境—社會”四位一體的有機統(tǒng)一。

［參 考 文 獻］ 土壤鹽漬化與地下水動態(tài)特征關系研究J.水土保持通報, 1999,19(6);11-15.2 黎志恒,白福,楊俊倉.西北典型內流盆地水資源系統(tǒng)分析與宏觀調控方案研究報告R, 蘭州,甘肅地質災害防治工程勘查設計院,2003.12.3 周興智,白生福,康文泰等.甘蒙西部黑河中下游兩水轉化及水資源綜合開發(fā)利用R, 張掖,甘肅省地礦局第二水文地質工程地質隊,1990,3.程國棟,王根緒.黑河流域水資源合理利用與社會經濟和生態(tài)環(huán)境協調發(fā)展研究報告R, 蘭州,中國科學院冰川凍土研究所,1999.3.羅先香,楊建強.中國西北干旱區(qū)水資源可持續(xù)利用對策研究J, 地域研究與開發(fā),2003,22（1）;73-75.6 尉元明,朱麗霞,喬艷君.河西走廊農灌區(qū)耕作土壤次生鹽漬化成因與防治對策J, 干旱氣象,2004,22（1）;22-25 7 吳瑋江,王武衡,馮學才等.干旱區(qū)農業(yè)灌溉引起的地質災害及防治對策J，中國地質災害與防治學報，1999,10（4）;61-66.8 唐燦,孟暉.河西走廊地區(qū)土地荒漠化問題分析J, 中國地質災害與防治學報,1999,10（4）;47-55.9 魏余廣,白福,張?zhí)珟X.黑河流域水資源及現階段合理開發(fā)利用J,冰川凍土,2006,28(4);485-489.8 劉金榮、謝曉蓉、金自學等.河西走廊干旱荒漠區(qū)鹽堿化土地修復與調控研究J, 中國地質災害與防治學報,2005,16（3）;79-81.10 易秀,李俠.西北地區(qū)土壤資源特征及其開發(fā)利用與保護J, 地球科學與環(huán)境學報,2004,26（4）;86-89.11 劉金榮、謝曉蓉、金自學等.河西走廊干旱荒漠區(qū)鹽堿化土地修復與調控研究J, 中國地質災害與防治學報,2005,16（3）;79-81.Features and genesis analysis of soil salinization of typical inland river arid basins in Northwest of China —Just make Heihe River Area as a example

Bai Fu Fan Gao-gong(1 The Second Prospecting Institute of Geology and Mineral Resources of the Gansu Bureau of Geology and Mineral Resources;Lanzhou:730010 China: 2 Water Resources and Environmental Engineering Department;Chang'an University;Xi'an;Shaanxi;710054;China:)

Abstract Heihe River Area located in the arid basins in the Northwest of China, which climate is desiccation.The rate of water evaporation there is about 35 to 77 times larger than the rate of water precipitation.So there is the typical inland river arid basin.Abominable natural conditions and people’s unreasonable irrigation make the problem of soil salinization more terrible.According to the survey materials, the area of soil that be salinized is 1225km2 in Zhangye basin, the Salt Content in the Soil is 02.-0.92%, the degree is relatively light..In Jiuquan Basin the numbers are 2595km2 and 1.58—42.61%.But it differently from Zhangye Bsain that the salinization degree is light in the oasis district and heavy in the desert district.While in Ejinaqi Basin the area of soil that be salinized is 2547km2.The salt content in the soil is up to 33%, the degree is very heavy.No matter the desert district or the oasis district, salt content between 0.00—0.30cm is large amount.But below the 30cm the salt content reduce sharply.So it belongs to typical Steam and issue one layer of salt accumulating type salinization soil.It is seriously restricted by the soil salinization that the development of agricultural production and the further utilization of the land resource Therefore, in order to effectively prevent and lighten the emergence of the salinization, we must set up rational irrigation system, and make the irrigation and drain system more reasonable.KEY WORDS: soil salinization: genesis analysis: irrigation and drain system: inland river arid basins

第二篇：常見典型礦床特征及成因背景

VMS礦床特征及成因

①定義：指存在于海相火山巖系中，通過海底熱液噴流作用形成的，主要由塊狀黃鐵礦和賤金屬的硫化物組成的礦床。

②地質背景：分布范圍很廣，不同的 VMS型礦床有著不同的有利構造位置。

③成礦時間：時控性也比較明顯，其成礦主要時代為太古宙、元古宙、古生代、中新生代。④容礦巖石：不同類型的海相火山巖中均可以產出 VMS型礦床，如富鈉鎂鐵質和長英質巖石的雙峰式火山巖組合或稱細碧角斑巖系列產出含銅、鉛、鋅的和含銅的礦床；正常鈣堿性系列火山巖系列中產鉛、鋅、銅的礦床;鎂鐵質火山巖的蛇綠巖中產的銅礦床。⑤形態(tài)與產狀：似層狀、透鏡狀。

⑥圍巖蝕變：VMS型礦床圍巖蝕變發(fā)育，尤其是下盤綠泥-綠簾石化、絹云母化、黃鐵礦化較顯著。

⑦主要礦物：礦物組合較簡單，黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦、黃銅礦和少量的毒砂，偶爾可見金、銀。

⑧礦床規(guī)模：一般規(guī)模較小，品味較低。⑨礦物組構：塊狀、密集條帶狀 ⑩成礦溫度：溫度較低，50-140℃。SEDEX礦床特征及成因

①定義：通過海底熱液噴流作用形成的，主要呈整合的層狀賦存于正常的沉積巖系中的，已發(fā)育條帶狀和紋層狀的富硫化物礦石為特征的一類礦床。

②地質背景：多產于大西洋被動大陸邊緣或克拉通內部裂陷盆地邊緣。

③成礦時間：具有較強的時控性，成礦年代集中在元古代及古生代早期、中期。④容礦巖石：含礦巖系多為海相的、遠洋或半遠洋深水靜水環(huán)境還原條件下沉積的黑色頁巖、細碎屑巖、碳酸鹽巖。

⑤形態(tài)與產狀：常具有“上層下脈”的結構特點，具體形狀取決于距熱液通道口的遠近和海底地形，以層狀、似層狀為主。

⑥圍巖蝕變：圍巖具有不同程度的蝕變，不對稱蝕變。主要為硅化、硅鐵碳酸鹽化。

⑦主要礦物：礦物組合較簡單，主要為金屬硫化物。黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦和少量黃銅礦。

⑧礦物組構：不同位置具有不同的組構特征。主要為條帶狀構造。⑨礦床規(guī)模：一般規(guī)模巨大,品味較高。⑩成礦溫度：140-280℃。MVT鉛鋅礦床特征及成因

①定義：指產于碳酸鹽中的，受地層層位控制并具有顯著的后生特征的，以鉛鋅為主要礦物的一類礦床，因密西西比河流域匯水盆地發(fā)育該類型礦床而得名 ②地質背景：一般形成于穩(wěn)定的克拉通邊緣或淺水碳酸鹽巖臺地中，構造環(huán)境常是大型盆地的邊緣或盆地間的隆起帶的邊部?？氐V構造主要為張性斷裂帶及破碎帶 ③成礦時間：古生代晚期、中生代晚期

④容礦巖石：礦床的形成于演講活動無明顯的成因關系，主要受一定的層位控制，產于生物礁巖溶溶洞、巖溶角礫巖、不整合面及斷裂帶中，含礦主要為碳酸鹽巖，少量為硅質巖、泥巖粉砂巖

⑤形態(tài)與產狀：礦體取決于溶洞、中間破碎帶等空間形態(tài)，主要形態(tài)為層狀、桶狀、透鏡狀不規(guī)則狀等。

⑥圍巖蝕變：典型的后生礦床，圍巖蝕變較弱，白云石化、硅化

⑦主要礦物：礦物是硫化物在溶洞、晶洞、角礫碎屑間充填而成，物質成分簡單，主要為閃鋅礦方鉛礦，鐵硫化物一般不含銅，非金屬礦為白云石、方解石、石英。

⑧礦床規(guī)模：單個礦床規(guī)模較小，品味較低，但礦床往往呈群呈帶出現，規(guī)模巨大 ⑨礦物組構：礦床組構簡單，主要是粒狀結構，交代結構，塊狀構造、角礫狀、侵染狀 ⑩成礦溫度：一般較低，主要為鹵水，50-250℃。一般90-150℃ 卡林型金礦床特征及成因

①定義：主要產于沉積巖中的微細浸染型金礦床，又簡稱“微細浸染型金礦”。②地質背景：多產于古大陸邊緣地殼減薄拉張的區(qū)域構造背景下，成礦與巖漿活動無直接成因關系，成礦受構造控制明顯，尤其是高角度正斷層與有利巖性層位交切部位。③成礦時間：晚元古代—早古生代

④容礦巖石：含礦主巖為各種不純的碳酸鹽巖，細碎屑巖和硅質巖

⑤形態(tài)與產狀：礦床呈帶狀出現，構成巨大的成礦區(qū)。礦體多呈似層狀、透鏡狀、脈狀，形狀主要受構造控制。

⑥圍巖蝕變：常發(fā)育不同程度的圍巖蝕變，主要是去碳酸鹽化，硅化和泥化。

⑦主要礦物：常見礦石礦物包括黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、雄黃、雌黃及辰砂等并以缺少其他賤金屬硫化物為特點。脈石礦物以石英、方解石為主。⑧礦床規(guī)模：一般規(guī)模巨大，但品味較低而分散

⑨礦物組構：礦石為一套中低溫熱液礦物為特征，金以次顯微-超顯微形式出現，構造為侵染狀、細脈狀、網狀。⑩成礦溫度：180~245℃

宣龍式鐵礦床 ①定義：產于我國華北陸塊前寒武系結晶基底長期風化剝蝕面之上震旦系淺海層序中的膠體化學沉積鐵礦。

②地質背景：礦床產于一定地質時代的沉積巖系和火山沉積巖系內，層位穩(wěn)定。成礦物質主要來源于地質構造比較穩(wěn)定的經長期風化的準平原地區(qū)，故礦體賦存于沉積間斷面之上的海侵巖系中。

③成礦時間：前寒武紀 ④容礦巖石：

⑤形態(tài)與產狀：礦體常呈層狀、似層狀或透鏡體狀，產狀與圍巖一致。常沿海灣邊緣或湖盆邊緣展布，從岸邊向海方向依次出現鋁土礦→鐵礦→錳礦。⑥圍巖蝕變：無

⑦主要礦物：礦石成分主要為金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和硅酸鹽等，且常具明顯的礦物分帶。

⑧礦床規(guī)模：礦床規(guī)模大，分布普遍，具很大的經濟價值。⑨礦物組構：鮞狀、腎狀 ⑩成礦溫度：無

巖漿礦床的一般特征 ①定義：各類巖漿通過結晶作用與分異作用，使分散在巖漿中的成礦物質得以聚集而形成的礦床，稱為巖漿礦床。

②地質背景：成礦作用與成巖作用基本上是同時進行的，是典型的同生礦床。③成礦時間： ④容礦巖石：

⑤形態(tài)與產狀：礦體主要產在巖漿巖母體巖內，只有少數礦體產在母巖臨近的圍巖中。浸染狀礦體與母巖一般呈漸變過渡關系；貫入式礦體則具清楚、明顯的界線。⑥圍巖蝕變：圍巖蝕變一般不發(fā)育 ⑦主要礦物： ⑧礦床規(guī)模：不定

⑨礦物組構：礦石的礦物組成與母巖的礦物組成基本相同，僅礦石中有用礦物相對富集。⑩成礦溫度：多數巖漿礦床的成礦溫度較高，形成的深度大。早晚期巖漿礦床的區(qū)別（特點）：

1、早期：

礦體形態(tài)產狀：礦瘤、礦巢、凸鏡狀或似層狀，位于巖體的底部或邊部。與圍巖界線：不明顯，呈漸變過渡。

礦石成分：與母巖基本一致，比重大，少揮發(fā)份。

礦石組構：自形晶-半自形晶結構、包含結構，浸染狀構造為主。主要礦種：部分鉻鐵礦礦床，金剛石礦床。規(guī)模和工業(yè)價值較小。

2、晚期

礦體形態(tài)產狀：似層狀，位于巖體的底部；貫入式礦體為脈狀、透鏡狀。與圍巖界線：不明顯, 呈漸變過渡;貫入式礦體界線清楚。

礦石成分：與母巖基本一致，含揮發(fā)份礦物（鉻云母、鉻符山石、鉻綠泥石等）。礦石組構：海綿隕鐵結構結構，塊狀、稠密浸染狀構造。

主要礦種：鉻鐵礦、PGE礦床，V-Ti磁鐵礦礦床，工業(yè)價值巨大。偉晶巖分帶特征：

1、邊緣帶：主要由細粒長石和石英組成，厚度不大，僅為幾厘米。形態(tài)常不規(guī)則，分布不連續(xù)。

2、外側帶：礦物顆粒較粗，主要由文象花崗巖和粗粒長石、石英、云母組成，有時可見綠柱石，外側帶厚度比邊緣帶大，有時穩(wěn)定，有些情況下也不對稱和不連續(xù)。

3、中間帶：礦物顆粒更加粗大，主要由巨晶結構的長石、石英、云母組成，呈塊狀構造。綠柱石、鋰輝石等稀有元素礦物增多，是稀有金屬發(fā)育地段，厚度比前兩個帶大，對稱性和連續(xù)性也更好些。

4、內核：礦物顆粒特別粗大，主要由石英塊狀集合體石英——長石、石英——鋰輝石塊狀集合體組成。

列舉巖漿巖的成礦專屬性特征（5類）。

1）與鎂質超基性巖（如橄欖巖）有關產出鉻鐵礦、銅鎳礦等；2）與基性巖（如輝長巖、斜長巖）有關產出釩鈦磁鐵礦等；3）與金佰利巖有關產出金剛石礦等；4）與堿性巖（如碳酸巖）有關產出稀土礦、磁鐵礦等；5）與花崗巖有關產出稀有金屬（Nb、Ta等）、稀土礦等。矽卡巖礦床成因及特點

①定義：產于中酸性侵入體和碳酸鹽巖類的接觸帶上或其附近，通過含礦氣水熱液交代作用形成的，與矽卡巖在成因和空間上有關的一類礦床。②地質背景：分布于中酸性侵入體與碳酸鹽類巖石的接觸帶上或其附近。多數產于外接觸帶的矽卡巖化圍巖中，少數產于內側接觸帶的蝕變侵入體內，一般距接觸面100?200m范圍內，個別可遠離接觸帶達1km以上。③成礦時間：

④容礦巖石：矽卡巖 ⑤形態(tài)與產狀：礦體的形態(tài)和產狀復雜，明顯受接觸帶構造的控制，多呈不規(guī)則狀、似層狀、凸鏡狀、脈狀、巢狀等。規(guī)模大小不一，由直徑僅數米的小礦體，至長數公里、延伸達千米以上巨大礦體，但一般為中小規(guī)模。

⑥圍巖蝕變：蝕變明顯，礦床常具分帶性，由侵入體內向外依次出現：蝕變巖體→內矽卡巖→外矽卡巖→蝕變灰?guī)r→灰?guī)r。⑦主要礦物：物質成分極為復雜，主要由金屬氧化物、硫化物和一組特殊的矽卡巖礦物組成。（金屬氧化物：主要有磁鐵礦、赤鐵礦、錫石、白鎢礦，次有黑鎂鐵錳礦、紅鋅礦、黑錳礦等。金屬硫化物：黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦、輝鉍礦等。）⑧礦床規(guī)模：一般中小型

⑨礦物組構：多為粗粒結構，礦石構造：（塊狀、浸染狀、條帶狀、晶洞狀、團塊狀等）。⑩成礦溫度：高溫熱液500-800℃ 斑巖型礦床的特點

①定義：空間分布和成因上與一些鈣堿性的斑巖類小侵入體有關，規(guī)模巨大，低品位，礦石具細脈浸染狀構造，其礦體可以呈筒狀、柱狀產在斑巖體內部，也可以產在圍巖中。

②地質背景：產于匯聚板塊的邊界，包括大洋板片俯沖產生的島弧和陸緣弧環(huán)境，以及陸?陸碰撞造山環(huán)境?？臻g上集中分布于濱太平洋帶，次為特提斯?喜馬拉雅帶和中亞?蒙古帶。③成礦時間：時間上集中分布于新生代，其次是中生代。

④容礦巖石：受侵入體和接觸面的形態(tài)產狀、裂隙構造等因素控制。

⑤形態(tài)與產狀：含礦斑巖體的圍巖巖性多樣，造成礦化類型的多樣性。礦床在近地表常發(fā)生各種復雜的氧化和次生富集作用。

⑥圍巖蝕變：圍巖蝕變及分帶十分發(fā)育，范圍可達數百米至數千米，并具明顯的、規(guī)律的水平和垂直分帶，由巖體中心向外：鉀化帶→石英? 絹云母化帶→泥化帶→青磐巖化帶 ⑦主要礦物：斑巖銅礦。鉬、鎢少量貴重金屬。

⑧礦床規(guī)模：礦床常成群、成帶分布，規(guī)模巨大。礦床埋藏深度淺，礦石品位較低但礦化分布均勻。⑨礦物組構：礦石構造以細脈浸染狀為主，由礦化中心向外依次為：浸染狀 →細脈浸染狀 →細脈狀、脈狀。

⑩成礦溫度：形成于高溫環(huán)境，

第三篇：永安實習區(qū)喀斯特地貌特征及成因分析

永安實習區(qū)喀斯特地貌特征及成因分析

（學院資環(huán)學院 地理科學鄭寶云 學號080904045）

（指導老師：李建成（教授），陳大涌（高級實驗師））

摘要：在對永安實習區(qū)喀斯特地貌專題調查的基礎上，進一步分析地貌的成因，認為地質條件，地貌條件，氣候條件是喀斯特地貌成因的基本因素。通過這次的野外實習，我們了解永安石林風景區(qū)以及十八洞喀斯特地貌的基本特征和成因。這兩次均為永安著名的風景區(qū)，如果當地政府對這兩個地方進行合理的開發(fā)旅游資源，對永安當地的經濟發(fā)展有一定的推動作用。

關鍵詞：喀斯特地貌，地貌成因，地貌特征，永安實習區(qū)

正文

引言：通過9月17日地貌野外實習，我們在永安石林風景區(qū)觀測和描述喀斯特地貌主要地貌類型的基本特征，說明地貌的成因以及作典型的地質素描圖。以及在十八洞進行觀測和描述地下喀斯特地貌。這兩個實習區(qū)讓我們對永安喀斯特地貌有了進一步的了解。⒈ 實習區(qū)自然地理概況

永安市位于福建省中西部，地處武夷山脈和戴云山脈之間的中斷，東經116°56′―117°46′，北緯25°33′―26°13′；地理坐標X：27―45，Y：67－93公里，屬福建省三明市管轄。

永安市是福建省中西部的交通和文化中心之一，是鷹夏鐵路的必經要沖，全區(qū)鐵路、公路四通八達，除鷹夏鐵路外，還有永安至福加、永安至福建水泥廠鐵路、以及永安至泉州、永安至清流永安至閩西諸縣的公路、其它次一級公路貫穿全區(qū)，故交通十分方便。

永安地區(qū)是我國華南區(qū)典型的低谷丘陵區(qū)，全市山脈連綿起伏，一般在800米至1100米以上。由于新構造運動的影響，該區(qū)河谷水系十分發(fā)育，主干河流為沙溪，上游稱九龍溪，支流稱文川溪，其它大小河流溝谷遍布全市，水力資源十分豐富。

永安地區(qū)屬華南地區(qū)比較典型的中亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫19℃以上，最高氣溫達41℃，最低氣溫為—7.6℃.全年以7月份氣溫最高。全市雨量充沛，年平均降水量為1600－1700毫米。一般三月至六月為全年的雨季。

永安地區(qū)的自然資源十分豐富。除了有十分豐富的水力資源外，尚有豐富多樣的礦產資源，以煤、重晶石和石灰石為主，主要分布于加福、豐海、李坊和坑邊一帶，其中李坊重晶石礦為我國華南地區(qū)罕見的特大型礦床；坑邊石灰石礦是上市公司福建水泥股份有限公司（福建水泥）的主要礦產地，該地區(qū)是福建省主要的礦產地之一。此外，由于全市90％以上的地表均被植被所覆蓋，因此，森林資源也十分豐富，是上市公司永安林業(yè)股份有限公司（永林股份）的主要原料產地。

永安也是福建省的一個重要的工農業(yè)生產基地，主要工業(yè)有福建水泥廠、福建維尼綸長和永安火電廠、永安機電廠、永安造紙廠以及加幅煤礦、豐海煤礦等。此外，近年來大小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，如竹木器加工、小五金等蓬勃興起。農業(yè)生產也占有比較重要的地位，主要經濟作物有水稻、小麥、甘蔗、煙葉、竹筍等。

此外，永安地區(qū)的交通旅游業(yè)也占有相當的地位，聞名省內外的主要旅游景點秀麗的桃源洞很石林風景區(qū)，尚有眾多的地下喀斯特地貌，如十八洞、石洞寒泉、黑風洞、小淘的甘露洞等。

此次實習區(qū)位于永安西北13公里的大湖鎮(zhèn)，附近有新石林、翠云洞、壽春洞、十八洞、石洞寒泉六個景片。其中我們將對石林和十八洞進行野外實習。這里聳立著奇形怪狀的石柱196座，最高的36米。怪石擬人狀物，千姿百態(tài)，有巡山怪面人、霸王別姬、麒麟童子；有靈猴捧桃、雙龍出洞、五魚戲水、古鐘懸掛，以及驚人石、朝天笏、望天星等，維妙維肖，1

栩栩如生。石林中有一巨大峭壁，長約200米，高50米，壁面經千萬年風雕雨蝕，宛若敦煌壁畫，耐人尋味。經有關專家考察認定，鱗隱石林規(guī)模僅次于著名的云南石林，堪稱全國第二，有“福建小桂林”稱譽。鱗隱石林地下有溶洞，稱“冰室”，方圓數丈，可容百人，盛夏入內，暑氣全消。室內鐘乳千姿百態(tài)，饒有情趣。.⒉實習區(qū)地貌特征

⒉⒈地表喀斯特地貌

⒉⒈⒈溶溝和石芽

地表水對可溶性巖石發(fā)的表面裂隙進行溶蝕和沖蝕作用，是可溶性巖石表面形成一些石制溝槽，稱為溶溝，相鄰溶溝之間的凸起的石瘠，稱為石芽。溶溝和石芽的高差從幾米到幾十米或更大。當石芽和溶溝連成一片，構成廣闊的性面時，就稱為石芽地。

裸露在地面的石芽因形態(tài)不同分成山脊式、石林式及車軌式。山脊式式芽高度不大，一般高1－2m，但分布普遍，形態(tài)非常尖銳，呈尖刀狀或小山峰狀；式芽式比較高大，高度可達10m以上，形態(tài)呈筍狀、柱狀、劍狀、菌狀等等；車軌式和棋盤式式芽成平行或方格狀排列。

⒉⒈⒉溶斗與落水洞

地表水沿著稠密而垂直的裂隙向下滲透，在滲透過程中對周圍巖石進行溶蝕，有時伴隨有沖刷、塌陷，使地面形成漏斗狀洼地，稱為溶斗，其深度由幾米到幾十米，直徑由幾十米到幾百米，漏斗成群分布的地方，地面呈蜂窩狀，貴州的梅花山即以地面不滿漏斗狀如梅花而得名，漏斗大多分布在高原，斜坡或分水高地下。溶斗是現代喀斯特作用的產物，起著匯集地表水的作用。

落水洞是喀斯特地貌地區(qū)從地表通到地下溶洞，也叫消水洞，一般口徑不大，但深度卻很大，可達幾十米或幾百以上。落水洞是地表水沿著裂隙進行溶蝕和沖刷作用使其不斷擴大而形成的，也可由地下水道和溶洞頂部崩塌而形成的，按其形態(tài)可分為兩種：裂隙狀落水洞，形態(tài)狹長，作一定傾斜和曲折向地下延伸，這種落水洞分布最廣；井狀落水洞，開狀似井，它的深度和寬度都很大。在落水洞發(fā)育的地區(qū)，地表往往缺水，但落水洞有時卻成為尋找地下水的標志，因為有的落水洞與地下河道相通，可以在地下河道適當地段或出口處筑壩修建水庫，引水灌溉或用來發(fā)電。

⒉⒈⒊盲谷和干谷

盲谷和干谷是河流作用下的谷地。干谷是喀斯特地區(qū)往昔的河谷，但現在已經無水或僅在洪水期有水活動，成為遺留谷地。河流干涸的直接原因是喀斯特潛水面降低到河谷以下，因此使河水潛入地下，成為伏流。引起潛水面下降的原因可能是地殼上升和喀斯特作用向地下發(fā)展以及地下河襲奪地表河流上游，使它的下游變成干谷；曲流河段因地下河的裁彎取直也同樣會產生干谷地貌。

盲谷是一種死胡同式的河谷，前方常被陡崖所擋，河水從崖下落水洞潛入地下，變成地下河。盲谷前端的落水洞還會往上游遷移。

⒉⒈⒋峰從、峰林和孤峰

峰從是一種連座峰林，頂部的山峰分散，基部相連成一體。峰從一般位于山地中心部分。峰林是成群分布的石灰?guī)r山峰，山峰基部分離或微微相連。峰林一般在山地邊緣。孤峰，是指散落在溶蝕谷地或溶蝕平原上的低矮山峰。錐狀孤峰的頂部小，基部大的山峰，峰腳坡積物較多；塔狀孤峰如圓柱形，山坡陡直；單斜狀孤峰的山坡兩側不對稱，一坡陡峭而另一坡和緩。

⒉⒉地下喀斯特地貌

從巖石裂隙和落水洞向地下深處滲透的水，在向下滲透的同時也對周圍巖石起溶蝕作用，擴大其空間，形成大小不一的溶洞。多個溶洞連通組合成一個整體時，可稱為洞穴系統(tǒng)。

這些溶洞起初是彼此鼓勵互不相聯的，因而沒有統(tǒng)一的地下水面和固定的流向。隨著溶蝕作用、沖刷作用和塌陷等不斷加強，溶洞不斷擴大以致相互溝通，這時，地下水歸并成一個統(tǒng)一的地下水面，并流向附近河谷，這就是地下河，地下河繼續(xù)擴展，頂部巖石逐漸變薄，直至崩塌形成落水洞或轉變?yōu)榈孛婧恿?，連接相鄰落水洞的列島部分則形成天然橋，天然橋演化，最終崩塌，便成為峽谷，于是地下河轉變成地面河流。

地下水不斷雕刻可溶性巖石，同時又在不停地塑造喀斯特地貌的奇特形態(tài)，從溶洞形成的時刻起，地下水不斷起著溶蝕、沖刷、崩塌等破壞作用，而且在溶洞內又不但地進行堆積、充填等建設作用，常見的洞穴堆積有鐘乳石、石筍和石柱。當含有碳酸氫鈣的水從溶洞頂的裂隙滲出時，水中的二氧化碳散逸到空氣中，易溶的碳酸氫鈣轉變?yōu)樘妓徕}附在洞頂上，形成從洞頂向下懸垂的石鐘乳；當水滴落到洞底，形成從洞頂向上突起的石筍，石鐘乳和石筍不斷生長，相互連接起來，形成石柱。此外，溶洞里還有地下河流沖積物和崩塌角礫積物，當溶洞以溶蝕作用為主時，溶洞擴大發(fā)展而 以堆積作用為主，則逐漸充填而消亡。⒊實習區(qū)地貌成因分析

⒊⒈地質條件

石林發(fā)育于石炭－二疊紀的石灰?guī)r里，實習地區(qū)位于永（安）－梅（縣）上古生代臺陷帶北部，夏茂胡坊復式背斜與三明復式向斜的交界處。根據區(qū)域不整合面、沉積構造、構造跡象和巖漿活動的特點，可劃分為加里東旋回、印支旋回、燕山旋回和喜馬拉雅旋回等四個構造層。

⒊⒈⒈加里東旋回構造層的構造特征：

本構造層由寒武系——奧陶志留地層組成，主要分布于實習區(qū)的西北部，其上界以角度不整合與其上構造層接觸，反映早古生代，特別是志留末期的加里東運動對該區(qū)地殼發(fā)展的作用。

本次構造層以廣泛的淺海相碎屑沉積為主，沉積厚度大，構造以褶皺為主，次之為斷裂，巖漿活動不發(fā)育，僅見于少量花崗巖、偉晶巖脈侵入。

⒊⒈⒉印之旋回構造層的構造特征：

本構造層由上古生界的南靖群，石炭系，二疊系和中生界的溪口組組成，廣泛分布實習地區(qū)，其上界以角度不整合與上復地層接觸反映晚古生代的海西運動和中生代初的印支運動對該區(qū)地殼發(fā)展的作用。

在整晚古生代中，海西運動對華南區(qū)，包括實習地區(qū)地殼的影響不是很強烈，因此，這個階段的地殼運動以頻繁而幅度小為特征。在中生代初，印支運動對華南區(qū)地殼產生空前的影響，使海相含鈣、硅質砂頁巖產生強烈褶皺上升，形成陸相環(huán)境，局部地區(qū)并接受陸相含煤的梨山組沉積。

本構造層構造以褶皺為主，斷裂也頗為發(fā)育，主體構造為沙縣三明復式向斜的次級構造 ——坑邊向斜，向斜軸向NNE向斜兩翼由南靖群地層所組成，核部保存有船山組至文筆山組地層，由于斷裂的影響，向斜不具對稱特點，巖層傾角一般在20—50°，西北翼局部出現倒轉現象。

⒊⒈⒊燕山旋回構造層的構造特征：

本構造層由中生界的文賓山組——赤石群地層組成，根據沉積建造區(qū)域不整合和構造特征，可分為上、中、下亞構造層。實習地層僅出露長林組、南園組和坂頭組、沙縣組、赤石群，因此從構造層講實習區(qū)地層僅涉及到中、上亞構造層，廣泛分布于實習地區(qū)，長林組、坂頭組與沙縣組、赤石群與第四系之間呈不整合接觸，這三個區(qū)域不整合分別反映燕山運動第二、三、五幕對該區(qū)地殼發(fā)展所起的決定性作用，換句話說，燕山運動基本奠定了我省廣大地區(qū)的大地構造的基礎骨架。

本構造層以斷裂為主，褶皺簡單，多形成平緩的單個向斜，伴隨著大規(guī)模的巖漿侵入活

動和火山噴發(fā)活動——反映構造層巖性以陸相火山沉積為主。

⒊⒈⒋喜馬拉雅旋回構造層的構造特征：

自晚白堊后，本區(qū)進入了相對穩(wěn)定時期，地殼只表現為繼續(xù)隆升，造成第三紀沉積缺失，故本構造由第四系地層組成，到了更新世末，由于喜馬拉雅運動二幕影響，致使本區(qū)地殼繼續(xù)隆升，造成全新統(tǒng)與下伏地層呈假整合接觸。

本構造層，構造變動以繼承性斷裂復活運動和斷塊差異隆升活動為主，褶皺不發(fā)育，地層傾角一般陡比較平緩，巖漿活動不甚發(fā)育。

由此可見實習區(qū)的褶皺，斷層較發(fā)育。喀斯特地貌作用是否能進行主要取決巖石的可溶性和水的溶蝕力，但喀斯特作用的深入程度則受巖石的透水性和流動性的影響?？λ固氐孛彩撬畬扇苄詭r石的化學溶解作用為主而產生的地貌，也稱為巖溶地貌。巖石的可溶性取決于巖石的成分和巖石的成分是指巖石的礦物成分和化學成分。巖石的結構是指組成巖石的礦物顆粒大小、形狀、排列和巖石的膠結物質等。巖石的透水性影響著水向地下的滲流，而且關系到地下喀斯特作用的進行。巖石的透水性取決于巖石的孔隙度和裂隙度。

⒊⒉地貌條件

石林發(fā)育于石炭－二疊紀的石灰?guī)r里，上石炭統(tǒng)：船山組。該地層廣泛分布于黑風口、田螺巖、獅子巖、大小力巖及大湖一帶，為一套淺海相碳酸鹽巖建造，巖性為深灰色－灰黑色厚－巨厚層狀微晶灰?guī)r，上部含少量燧石結核和白云質灰?guī)r，產假希瓦格蜓、麥蜓及犬齒珊瑚等化石，厚度約200米。本組石灰?guī)r厚度大，質地純，除普遍開采燒制石灰外，還可作為水泥、化工及維尼綸的原料及煉鋼鐵之溶劑等，同時也是永安地區(qū)喀斯特地貌發(fā)育的地帶。

水是喀斯特作用不可缺少的條件，水的溶解能力決定于水中的侵蝕性二氧化碳的含量，水中二氧化碳的來源主要是空氣中的二氧化碳，它在大氣壓力增加時直接進入水中。此外，土壤腐爛的動植物在化學作用下產生的二氧化碳，以及植物根呼吸時放出的二氧化碳，也是水中二氧化碳的來源，溶解在水中的二氧化碳與水化合生成碳酸氫鈣（重碳酸鈣），碳酸氫鈣的溶解度較碳酸鈣大20倍，易溶于水而被流失。

在正常情況下，水中的二氧化碳含量隨溫度升高而減少。但是，化學反應的速度隨溫度的升高而加速，通常溫度升高10℃，其化學反映速度約提高一倍，因此，溶解速度還是隨溫度升高而增高的。水不僅對可溶性巖石發(fā)生溶蝕作用，而且還發(fā)生機械沖蝕作用，從而促進喀斯特地貌的發(fā)育。

可溶性巖石是喀斯特地貌的內在因素，根據巖石成分不同，可溶性巖石分為三類：碳酸鹽類（包括石灰?guī)r、白云巖、它們的過渡巖）石膏和硬石膏，鹵類巖類（如鹽巖等）。這三類可溶性巖石中，由于可溶性礦物不同，其溶解度大小也不一樣。在自然界中，純水是很少見的，常含有各種酸類和氣味，當水中含有二氧化碳時，可溶性巖石的溶解度就會大大提高，雖然碳酸鹽類的溶解能力不如鹵類巖類或石膏、硬石膏等，但是喀斯特地貌發(fā)育最好的碳酸鹽類中的石灰?guī)r，這是因為其他兩類可溶性巖石所形成的地貌不易保存的緣故。

可溶性巖石還以起內部結晶顆粒大小，巖層厚薄、裂隙發(fā)育程度、巖層傾角等方面影響喀斯特地貌的發(fā)育，一般來說，結晶顆粒越容易越易溶解，巖層較薄或有不透水夾層時，喀斯特作用受限制；巖石裂隙越發(fā)育或巖層傾角越大時，則可增加巖石透水性，導致頂部喀斯特作用的發(fā)生。

⒊⒊氣候條件

氣候通常以其氣溫和降水，配合水的作用影響喀斯特地貌的發(fā)育，在一定的氣候帶內都有它相適應的喀斯特地貌類型。該實習區(qū)處于熱帶及亞熱帶季風型氣候。

熱帶喀斯特地貌的發(fā)育是在高溫多雨的環(huán)境下進行的。雖然熱帶水中二氧化碳的含量和溶解度較小。但高溫下化學反映速度快，所以碳酸鈣的溶解量還是增大。多雨的環(huán)境獲得較多酸類。另一方面多雨會使喀斯特水的循環(huán)速度加快，使地下水的二氧化碳含量不斷補充，容實力得到加強。因此，熱帶地區(qū)的溶蝕量比其他地帶大得多。

熱帶喀斯特作用以強度大，作用快為特點，地貌發(fā)育也遠比其他氣候帶好，不論地表和地下喀斯特地貌都十分發(fā)育，具體表現為：⑴峰林發(fā)育得最好，尤其是以錐狀和塔狀峰林為典型，這是熱帶喀斯特地貌最突出的標志，為其他氣候所沒有。⑵地面漏陷地貌、溶蝕洼地及溶蝕谷地等廣泛發(fā)育；石芽和溶溝也十分顯著，石芽高大而多呈山脊式和石林式。因此，地面顯得非常崎嶇。⑶地下喀斯特地貌發(fā)達，形成廣大的洞穴，具有“逢山必有洞”的地貌特征。

⒋小結

鱗隱石林總面積1．85平方公里，獨特的喀斯特地貌造就了地上石林、地下迷宮的奇異景觀。石林發(fā)育于石炭———二迭紀的石灰?guī)r里，高的達36米，低者2—3米，形態(tài)各異，有孤立的柱狀、塔狀、錐狀，也有共一基座的叢狀、筆架狀，有平頂的、尖頂的，有的是光滑的柱狀而頂部卻是密集的鋸齒狀溶溝和石芽，有的灰?guī)r裸露，有的罩著一層藤本植物盤纏的披紗，美麗而壯觀。

千姿百態(tài)的石芽、石錐、石柱、石筍，擬人狀物，鬼斧神工，尤其是美猿壽桃、霸王別姬、千年之吻、想你一萬年、黑熊護筍、可愛的考拉等，惟妙惟肖，妙趣橫生，令你不忍離去。鱗隱石林地下還蘊藏著許多溶洞，其中十八洞主洞長217米，溶洞分上、中、下三層，洞中有洞，狀若迷宮。洞中鐘乳懸掛，五彩繽紛，內有一泓清泉，清澈見底，這在石林景觀中是罕見的。

距鱗隱石林1．5公里的洪云山石林，這里的石林并不十分高大，但地表怪石林立，有“天然動物園”之稱，您還可以展開想象的翅膀，去發(fā)現新的石林景觀，給一個傳神的命名！更令人驚訝的是溶洞中的鐘乳石等化學溶積物仍在發(fā)育之中，色彩繽紛，光彩奪目，十分迷人。奇異的永安鱗隱石林是一處不可多得的自然遺產，具有很高的觀賞價值和研究價值。

若當地政府能夠對其合理的開發(fā)利用，永安的旅游業(yè)將有長足的發(fā)展，而其他產業(yè)也將在旅游業(yè)的帶動下得到發(fā)展，也將對永安的經濟建設有一定的促進作用。

第四篇：高速公路路面破壞和路基病害的特征及成因分析

高速公路路面破壞和路基病害的特征及成因分析

摘要：我國的公路事業(yè)進入了以建設高速公路、一級公路等高等級公路為主的新時代。早期修建的一些高速公路，在沒有達到設計年限的情況下，也開始進行大修。不僅對社會、交通造成了較大的影響，也在經濟上造成了很大的損失。因此，高速公路路基路面的早期損壞問題引起了廣泛的關注。作者在文中深入分析了高速公路路面破壞和路基病害的特征及成因。關鍵詞：高速公路；路面破壞；路基病害我國高速公路路基、路面的早期損壞有多種形式，也是由多種不同原因引起的，其中對路面使用性能和使用壽命影響最大的是結構性破壞、水破壞和嚴重轍槽。

一、高速公路路面破壞的特征及成因引起高速公路半剛性基層瀝青混凝土路面的早期破壞有多種原因，表現為多種形式。1.1變形類填土路堤上的路面竣工后以及開放交通后，路基會產生不均勻沉降，導致其上路面頂面產生波浪式的不平整。在未填筑路堤之前，地基處于平衡狀態(tài)。填筑路堤后，地基受到動靜荷載的共同作用產生固結形變，直到達到新的平衡狀態(tài)為止。地基產生固結形變的大小，既與填土高度有關，又與地基內部各層土的壓縮系數有關。填土路堤地基存在橫向承載能力顯著不均勻的特性，兩側地基的承載力小，中部承載力大，路堤產生不均

勻沉降，路堤兩側邊部產生外傾式沉降，將路面和路基掰開，在路面上產生寬度較大的縱向裂縫，其特點是上寬下窄。軟土基層沉降是由于軟土地基引起路面產生很大的不均勻沉降，使路面縱斷面產生大的變形。主要原因是施工期太短，在軟基還沒有固結沉降達到基穩(wěn)定時就鋪設瀝青路面；另一重要原因是復合地基處理深度和臵換率小。1.2松散類由路面結構性破壞產生的網裂。所謂路面結構性破壞，是指路面結構的承載能力不能抵抗現有行車荷載的反復作用，而產生的路面結構性整體破壞。其外觀特征為輪跡帶上產生裂縫，進一步發(fā)展成縱向網裂形變帶。由水破壞產生松散變形類病害尤其廣泛，主要表現為幾種不同情況：第一種是由于雨水較快的透入空隙率較大的瀝青混凝土表面層后，由于其下層比較密實，在進入表面層的水還未來得及往下層滲透前，表面層就開始產生水破壞。表現為瀝青路面的表面層產生圓形坑洞。第二種情況是由于透入表面層的水較快滲入中面層，滯留在中面層的水因難于或來不及透過中面層進入底面層之前，中面層瀝青混凝土強度變弱，瀝青剝落，甚至松散，導致表面層首先在行車道底輪跡帶上產生網裂形變，有的甚至產生明顯轍槽。第三種是由于透入表面層的水透過中面層進入底面層，如果在底面層表面有粘結防水層，或有質量好的下封層，同時進入的水量不大，則滯留在底面層的水會使底面層瀝青混凝土強度減弱，進而瀝青剝落，甚至瀝青混凝土

松散，導致瀝青混凝土路面表面產生網裂形變。在基層頂面沒有粘結防水層，或雖做了下封層但質量不好的情況下，進入底面層的水將直接滯留在基層頂面。行車荷載生的水壓力，使滯留水首先沖刷基層表面的水泥細料或二灰細料，接著向下沖刷并形成白漿，在行車荷載的泵吸作用下，白漿被唧到面層表面層，漿被唧出的過程中，沿途的瀝青混凝土碎石上的瀝青剝落，輕者表面產生網裂變形，重者很快產生坑洞，碎石被甩出洞外，洞中積水。瀝青混凝土面層的表面層、中面層和底面層都不能讓水侵入和滯留，只要水能侵入任一層并滯留在該層就會產生水破壞。水破壞的重要內因是所用瀝青混凝土的空隙率較大。所用瀝青混凝土，特別是表面層瀝青混凝土的實際空隙率較大，雨水較易進入表面層，并導致水破壞。水破壞的另一重要內因是片面強調平整度，忽視了壓實度。水破壞的第三個重要內因是瀝青混凝土的不均勻性大。由于礦料質量、施工技術要求和工程管理等多方面原因，我國高速公路面層所用瀝青混凝土的離析現象和不均勻性較大，在面層表面隨機分布這數量不一的薄弱點位。在降雨過程中，雨水在一些薄弱點位被快速行駛車輛輪胎下產生的較大動水壓力壓入表面層。水破壞的第四個內因是瀝青混凝土面層的裂縫。由于瀝青混凝土是一種熱脹冷縮的材料，它的溫縮系數是半剛性基層材料的4倍左右。新瀝青混凝土面層剛產生的裂縫，往往僅深入表面層的上部。過一個冬季或一

定時間后，裂縫又會深入到下層底部，甚至引發(fā)基層在相同的位臵開裂。造成基層上部沖刷甚至松散的原因，是表面水的反復進入和沖刷的結果，不是基層本身“衰老”的結果。1.3車轍車轍、擁包等流動變形損壞當高速公路車輛渠道化以后，車轍問題逐漸成為主要病害。由于我國普遍采用半剛性基層瀝青路面的結構，基層本身的變形不是主要的，多數都是瀝青混和料產生的流動性車轍。其主要成因是路面在高溫情況下勁度模量大幅度降低，抗剪切變形能力不足以抵抗超載和重載車作用下的剪應力，尤其是在長大縱坡上坡路段，由于重載車車況差、爬坡車速降低，更為嚴重。嚴重車轍的內因是由于瀝青混凝土的礦料級配不合適。我國已通車的多數高速公路都使用規(guī)范中的連續(xù)式密集配。瀝青混凝土的高溫抗形變能力較差，不能承受重載交通的反復作用，容易產生嚴重轍槽。有的為避免產生水破壞，有意在瀝青混凝土中多用細集料和瀝青。未經認真試驗研究，就大量使用美國的SUP.自由水進入并長期滯留在中面層內，使中面層瀝青混凝土強度顯著減弱、瀝青剝落直到松散，表面開始產生較嚴重轍槽、轍槽兩側鼓起。1.4裂縫類瀝青路面開裂是國際上最普遍的損壞現象之一，只不過是裂縫發(fā)生的早晚、多少及裂縫的類型有所不同。我國瀝青路面的裂縫有橫向裂縫、縱向裂縫、網裂、沉降裂縫等。橫向裂縫是由于在寒冷季節(jié)氣溫驟降和反復的溫度變化后，因疲勞而產生的溫縮裂縫；半剛性

基層的干縮和冷縮開裂造成的瀝青路面的反射性裂縫；或者兩者綜合作用產生的裂縫。溫縮裂縫至今國際上并沒有有效的根治措施，不屬于早期破壞。第二種是自上而下的表面裂縫。近年來國際上對瀝青路面自上而下的表面裂縫研究甚多，發(fā)現當瀝青層較厚時，由于路表面瀝青容易老化，瀝青混和料的自愈能力逐漸喪失，極限拉伸應變不斷減小，在車載荷載直接作用下，在輪跡部位產生大的拉應力或剪應力，導致路面產生開裂。但我國瀝青路面的表面裂縫有相當部分與由于瀝青層的層間污染沒有很好粘結成為整體，首先使表面層或上、中層壓碎有關。第三種是自下而上的疲勞裂縫。由于我國路面的瀝青層較薄，高速公路瀝青路面的縱向裂縫和網裂比較普遍，其原因是路面承載能力不足，導致路面的結構性損壞?；鶎咏Y構松散，尤其在有雨水的不利季節(jié)，承載能力不足于承受超載車和繁重交通的作用，造成路面大面積損壞。基層松散的原因少數是施工時沒有成型，大部分是由于半剛性基層在施工過程中水泥劑量過高，強度過高，收縮嚴重開裂，使整層的半剛性基層分裂為大塊，在使用過程中又逐漸破碎為小塊，最后成為碎塊。

二、高速公路路基病害的特征及成因2.1基層高速公路的半剛性基層厚度多在20cm左右，采用水泥穩(wěn)定碎石（或礫石）或石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石（或礫石）半剛性底基層厚20－40cm，采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半剛性材料

層的總厚度通常不超過60cm，最薄為40cm.半剛性材料路面的承載能力取決于半剛性材料層的質量和厚度因素，如果基層或底基層質量不好或不均勻性大，不能形成一個完整的整體，容易導致瀝青路面產生局部破損。在路面設計和施工都符合要求的情況下，半剛性路面的結構性破壞常發(fā)生在行車道的輪跡帶上。在輪跡帶上先產生縱向細小裂縫，爾后產生通過輪跡帶的橫向裂縫，最后發(fā)展成網裂和形變。2.2巖土地基填土路堤路基產生縱向不均勻沉降，使路面頂面產生波滾式的不平整。其產沉降的原因：一是原土地基產生固結變形，在填筑路堤之后，地基收到加載作用，產生壓縮變形。二是路堤本身產生固結變形，是與填土高度、土的性質和壓實度密切相關。路基壓實度不夠產生的縱向裂縫由于地基和填土在槽向不可避免的不均勻性，特別是在有表面水滲入地基的情況下，瀝青路面和水泥混凝土路面或早或遲都會產生一些細而短的縱向裂縫。橋頭跳車是由路基路面沉降引起的，是路基路面縱向變形最嚴重的一種形式。它是由于橋頭填土較厚，路基路面容易產生大的沉降，而橋頭的沉降量很小，從而產生錯臺高差。這種現象在軟基路段、濕陷性黃土地區(qū)尤為嚴重。2.3特種土層的路基淤泥質黏土、紅粘土等軟土地基往往因固結沉降穩(wěn)定時間長，或是因修路微型水文地質條件發(fā)生了改變，從而引起路面沉陷。濕陷性黃土路基：在地下水的作用下老的空穴增大，并發(fā)生新的空穴。2.4不良地質現

象對路基穩(wěn)定的影響地基位于（或存在）不良地質體，如滑坡、空穴，由于高速公路的修建改變了微地貌環(huán)境，水地質條件、工程地質條件均發(fā)生了變化，在持續(xù)動荷載作用下，原有的不利地質條件被進一步激發(fā)、擴大，從而引起路面沉陷、裂縫，甚至大范圍的路基塌滑。高速公路位于古滑坡體上，路基的一部分位于滑動面上，在動載荷作用下，引發(fā)路基邊坡大范圍失穩(wěn)和路基深部的空穴，在路基填土的壓力和車輛動荷載作用下發(fā)生沉陷，引起路面沉陷。綜上所述，將路面破損和路基病害成因類型對應分析，能夠發(fā)現它們相互作用、相互影響。路基病害會引起路面破損，而路面破損又加快了路基病害的產生和發(fā)展，表現為路基壓實度減小、含水量增大、裂縫松散體的產生。路面破損往往是路基病害的表現形式。這就為“三維一體化”檢測理論方法提供了客觀事實依據。參考文獻：[1]何仙偉。公路路基路面設計安全檢查問題探討[J].中國高新技術企業(yè)，2008，（08）[2]汽車存放與公路安全系統(tǒng)[J].發(fā)明與革新，2002，（03）[3]云天。高速公路安全行駛[J].汽車維修，1997，（03）

第五篇：京石高速公路橋梁典型病害及成因分析

京石高速公路橋梁典型病害及成因分析

作者: 李君

隨著國民經濟的快速發(fā)展，京石高速公路交通量日益增大，各種超重車輛增多，橋梁的實際荷載遠遠大于設計荷載，在重車荷載的反復作用下，橋梁出現了一定程度的受力和疲勞破壞，其病害的類型主要為：單板受力、橋梁裂縫、橋面板塌陷、空心板底板孔洞等。

一、單板受力

單板受力是由于橋面鋪裝破壞，板間鉸縫被剪斷，梁板間橫向連接失效所致，當重車通過單板受力梁板時，使其與兩側梁板上下錯動，形成“臺階現象”。

單板受力病害的主要成因為：設計鉸縫的形式不夠合理，鉸縫混凝土的澆注質量難以保障，其抗剪效率不高；設計沒有慮及鉸縫混凝土自身的收縮作用，沒有足夠重視新舊混凝土間粘結力的弱化作用；鉸縫鋼筋布置太少，頂板連接鋼板抗力不足，使得橋梁橫向抗剪能力弱；水泥混凝土橋面鋪裝層偏?。ň┦咚俟坊炷翗蛎驿佈b設計厚度為5～8cm），橫向傳遞荷載能力較差；運營中，重車荷載反復作用于行車道部位，致使梁板間鉸縫受力過大，引起鉸縫病害的出現；雨水和除雪鹽對混凝土的腐蝕，尤其是混凝土的凍融，使得鉸縫更易破壞。

另外，對于中小跨徑橋梁梁高小，致使鉸縫受剪面積小，受剪應力大，剪切效應更為顯著，因此單板受力病害發(fā)生在中小跨徑橋梁的幾率最高。

二、裂縫

1.橋臺裂縫

橋臺豎向裂縫，一般出現在擴大基礎的重力式橋臺上，在設計階段由于地質勘察精度不夠，試驗資料不準確，沒有充分掌握地質，就設計、施工，在運營過程中，由于結構荷載差異較大，引起臺身不均勻沉降產生的；橋臺橫向裂縫，一般為荷載裂縫，它主要是由臺背主動土壓力過大、荷載以及溫度作用效應產生的。另外鋼筋銹蝕膨脹、混凝土收縮也是產生橋臺裂縫的主要原因。

2.蓋梁裂縫

蓋梁(墩頂及懸臂處)產生的裂縫(縫寬約0.04mm～0.2mm)，是結構正應力即蓋梁頂面負彎矩區(qū)受力鋼筋不足引起的。蓋梁其它類型裂縫主要是由于鋼筋銹蝕膨脹以及混凝土收縮產生的裂縫。

3.橫隔梁裂縫

就京石高速公路而言，此類裂縫主要存在于連續(xù)預應力T梁橋中，病害最主要的原因是：設計方面，由于橫隔梁間距過大，自身剛度偏小，致使橋梁橫向聯系較弱，橫隔梁在拉剪應力下開裂；施工方面，橫隔梁一般采取濕接縫施工，后澆混凝土未考慮收縮補償，造成新舊混凝土收縮速率差而產生混凝土收縮裂縫；養(yǎng)管方面，由于超載重車反復作用，使橋梁的橫隔梁承受遠大于設計的荷載，導致橫隔梁混凝土豎向開裂。另外雨水及融雪鹽水沿橫隔板接縫下滲，致使連接鋼板銹蝕，將混凝土保護層脹開。

4.空心板裂縫

空心板橫向裂縫一般包括荷載裂縫、溫差產生的混凝土干縮裂縫、空心板板底鋼筋銹脹裂縫等幾種形式。其成因主要為：設計荷載等級小于目前超載車輛的荷載等級，較大荷載作用下板底混凝土開裂形成橫向裂縫；施工時由于水泥用量過大、溫差過大或養(yǎng)生不及時等出現的干縮裂縫；模板底座不牢，沉降不均勻出現的橫向開裂；空心板吊裝或堆碼，受力支點不當出現的開裂；施工時板底厚度偏小，容易造成板底橫向開裂。

空心板板底縱向裂縫位置，一般在空心板空心最薄處，部分裂縫伴有滲水，表明裂縫已

貫通板底。其成因主要為：設計中空心板結構縱向設置較強受力鋼筋，而橫向設置箍筋較弱（京石路一般為φ8鋼筋），板底混凝土在橫向應力的作用下開裂；部分13～16m空心板采用薄壁板，底板過?。ú糠值装鍍H厚8cm），在薄壁板畸變影響下產生縱向裂縫；施工時芯膜發(fā)生偏移，底板的厚度控制不佳，混凝土收縮開裂下產生縱向裂縫；在運營過程中，橋面排水不良，空心板空腔進水，鋼筋銹蝕、混凝土脹裂均可能產生縱向裂縫。

空心板豎向裂縫，一般為混凝土收縮、碳化裂縫，以及鋼筋銹蝕混凝土脹裂，產生裂縫。

三、空心板頂板塌陷

主要表現為空心板頂板厚度較薄，配筋薄弱，在荷載作用下橋面混凝土破碎塌陷。病害原因有三方面：一是空心板頂板設計配筋較弱，頂板混凝土與橋面混凝土鋪裝層較?。?～8cm），橋面鋪裝僅一層φ8鋼筋網，造成橋梁局部承壓能力較差；二是施工的時候芯膜發(fā)生偏移，頂板的混凝土厚度降低，及橋面標高控制誤差較大，導致橋面鋪裝較薄；三是超載重車反復碾壓及橋面排水不暢，空心板進水，都加速了橋梁的破壞周期。

四、空心板板底孔洞

空心板板底孔洞病害經常伴有不規(guī)則縱、橫裂縫病害，京石路出現的13座板底孔洞病害中，有12座伴有空心板底板縱橫不規(guī)則裂縫。病害主要原因為：施工時芯膜發(fā)生偏移，底板的混凝土厚度降低；梁板預制混凝土原材料質量較差、振搗不密實、養(yǎng)生不良等原因造成混凝土質量較差；空心板空心進水，并沿底板裂縫進入混凝土內部，侵蝕鋼筋，導致鋼筋銹蝕，混凝土脫落，形成孔洞；較小部分板底孔洞由于超高車輛撞擊產生。

橋梁出現病害的原因是多種因素的結合，這些因素包括內因（設計標準、材料、施工質量）與外因（重車荷載、自然因素）。在交通量不斷增大，重載車輛增多，通行能力趨于飽和的情況下，導致各種橋梁病害不斷出現、發(fā)展。因此要找到具有針對性的解決問題的對策，還需要更深入的理論研究和實踐積累。