第一篇：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。

第二篇：喀斯特地貌實習報告

喀斯特地貌實習報告

成因原理：

斯特地貌形成為石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結果。石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），在有水和二氧化碳時發(fā)生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步擴大。這種現象在南歐亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型，所以常把石灰?guī)r地區(qū)的這種地形籠統(tǒng)地稱之喀斯特地貌。

形成條件：

1可溶性巖石 可溶性巖石喀斯特地貌形成的根本條件，我國西南地區(qū)之所以喀斯特地貌分布廣泛，最主要的是這里有其發(fā)育的主體。大量的碳酸鹽巖、硫酸鹽巖和鹵化鹽巖在流水的不斷溶蝕作用下，在地表和地下形成了各種奇特的喀斯特景觀。從溶解度上看，鹵化鹽巖>硫酸鹽巖> 碳酸鹽巖；由于碳酸鹽巖種類較多，其各類巖石溶解度隨著難溶性雜質的多少而定，石灰?guī)r> 白云巖> 泥灰?guī)r。從巖石結構分析，結晶質巖石晶粒愈大溶解度愈??；等粒巖比不等粒巖溶解度要小。

2巖石透水性

巖石具有一定的孔隙和裂隙，它們是流動水下滲的主要渠道。巖石裂隙越大，巖石的透水性越強，巖溶作用越顯著。在溶洞中，巖溶作用愈強烈，溶洞越大，地下管道越多，喀斯特地貌發(fā)育越完整，并且形成一個不斷擴大的循環(huán)網。

3流水作用

1.流水的溶蝕作用

水的溶蝕能力來源于二氧化碳（CO2）與水結合形成的碳酸（H2CO3）,二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣，水中的二氧化碳主要來自大氣流動、有機物在水中的腐蝕和礦物風化。下面幾個化學方程式反映了巖溶作用的進行：

H2O + CO2==HCO3--；

H2O + CO2==H2CO3 ；

H2CO3==HCO3--+H+（第一步：形成碳酸和碳酸根離子）

H＋ + CaCO3==HCO3－ + Ca2＋（第二步：H＋與CaCO3反應生成HCO3－，從而使CaCO3溶解）

這幾步反應在大自然間是十分復雜的過程，因為溫度，氣壓，生物，土壤等許多自然條件制約著反應的進行，并且這些反應都是可逆的，水中的二氧化碳增多，反應向右進行，就有利于CaCO3的分解；巖溶作用進行比較容易，反之則不利于巖溶作用。

2.流水的流動作用

流動的水溶蝕性更強烈一些，這是為什么？因為水中的二氧化碳需要得到及時的補充，水的溶蝕作用才能順利進行，水的溶蝕能力才得以鞏固加強。同時，流動的水帶動河底砂礫對巖石進行機械侵蝕，這樣更有利于巖溶作用的深入。

氣候影響

比如我國西南地區(qū)氣候濕潤，降水量大，地表徑流相對穩(wěn)定，流水下滲作用連續(xù)，并且降水使流水得以更新和有效補充。因此巖溶作用得以延續(xù)進行。發(fā)展階段

1、地表水沿灰?guī)r內的節(jié)理面或裂隙面等發(fā)生溶蝕，形成溶溝（或溶槽），原先成層分布的石灰?guī)r被溶溝分開成石柱或石筍。

2、地表水沿灰?guī)r裂縫向下滲流和溶蝕，超過100米深后形成落水洞。

3、從落水洞下落的地下水到含水層后發(fā)生橫向流動，形成溶洞。

4、隨地下洞穴的形成地表發(fā)生塌陷，塌陷的深度大面積小，稱坍陷漏斗，深度小面積大則稱陷塘。

5、地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結合地作用，形成坡立谷和天生橋。

6、地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蝕作用在舊日的溶洞和地下河之下繼續(xù)進行。云南路南的石林是上述第一階段（溶溝階段）的產物，這里的自然風光因阿詩瑪姑娘的動人傳說而變得格外旖旎。桂林的象鼻山，則是原地下河道出露地表形成的。在廣西境內，經?？煽吹竭@種抬升到地表以上的溶洞，俗稱“神女鏡”或“仙女鏡”。地表喀斯特地貌

1.溶溝和石芽

溶溝是指地表水沿巖石表面和裂隙流動過程中不斷對巖石溶蝕和侵蝕，從而形成的石質溝槽；石芽指突出于溶溝之間的石脊，其實它是溶溝形成過程中的殘余物。云南地區(qū)的石林就是發(fā)育比較好的形態(tài)高大的石芽群，它的形成條件是厚層、質純、產狀平緩、垂直節(jié)理稀疏和濕熱的氣候環(huán)境。

2.天坑和豎井

主要是由于巖溶地面不斷凹陷，形成漏斗狀的圓形洼地或豎井狀的洞，在我國的重慶和四川南部地區(qū)分布較為廣泛，他形成于陡峭的坡地兩側和洼地、盆地底部，因為流水沿著巖石的裂隙侵蝕強烈，所以天坑或豎井深達幾十米到幾百米。

3.溶蝕洼地和溶蝕谷地

溶蝕洼地是一種范圍廣，近似圓形的封閉性巖溶洼地，四周多低山和峰林，底部平坦，雨季易澇，旱季易干。面積一半數平方千米至十幾平方千米。溶蝕谷地是溶蝕洼地進一步擴大或融合而形成的，它受構造影響比較大，面積更為廣，一般數十平方千米至數百平方千米，平面條狀分布，長達數十公里，底部平坦，常有地表徑流，例如廣西都安有一溶蝕谷地寬一公里，長十公里。這種喀斯特地形在我國云貴高原分布廣泛，當地人稱之為“壩”。

4.干谷

干谷是地表徑流消失后巖溶區(qū)遺留下來的谷地，它的形成原因是河流的某一段河道水流沿著谷底的豎井或水洞流入地下，形成地下徑流。這種地表徑流轉為地下徑流的現象叫做伏流。還有一種形成原因即類對河道進行裁彎取直的結果。這樣的地貌類型在我國華北地區(qū)和東北地區(qū)比較常見。

⒌峰林、峰叢、孤峰、天生橋

山水甲天下，陽朔山水甲桂林”，我國廣西省風光獨特，巖溶作用是形成這天然屏風的主要原因。

峰叢是可溶性巖受到強烈溶蝕而形成的山峰集合體。峰林是由峰叢進一步演化而形成的。當然，在新構造作用下，峰林會隨著地殼的上升轉化為峰叢。山峰表現為錐狀、塔狀、圓柱狀等尖銳峰體，表面發(fā)育石芽、溶溝，山峰之間又常常有溶洞、豎井。峰叢地貌可以說是喀斯特地貌的博物館。

孤峰是巖溶區(qū)孤立的石灰?guī)r山峰，它需要地殼長期穩(wěn)定而無太大的地質運動。奇特美麗的桂林山水會把大自然對它的寵愛告訴你。

天生橋是可溶性巖下部受流水溶蝕而形成的拱橋狀地貌。

6.地表鈣華堆積

這是一類典型的地表喀斯特地貌，主要有瀑布華，鈣華堤壩和巖溶泉華。瀑布華指地表瀑布水流速度陡然增大，內力作用減小，水中的二氧化碳外逸，形成瀑布華。我國貴州著名的黃果樹瀑布就屬于這一種。

鈣華堤壩形成是溶解大量CaCO3的高山冰雪溶水和含大量CaCO3地下滲透的巖溶水在地下徑流一段距離后，以泉的形式排出地表。隨著水溫增高和水流速度增大以及大量藻類植物的作用，形成了大量鈣華沉積。鈣華中含許多雜質和多種不同元素，并且有水生植物的影響，使得鈣華呈現出多種色彩。這種地貌在我國四川黃龍寺一代分布較廣，黃龍寺旅游業(yè)的發(fā)展可以說與這種獨特的喀斯特地貌景觀緊密相連。巖溶泉華是溶有大量CaCO3的泉水涌出地表，由于溫度升高和壓力減小，使得CaCO3在泉口形成鈣華沉積，長時間的積累使泉華形成不同的形狀，這也是大自然賜予人類的一幅美景。這種喀斯特地貌在我國云南較為常見。

地下巖溶

1.溶洞的概況

溶洞是地下水沿可溶性巖的裂隙溶蝕擴張而形成的的地下洞穴，規(guī)模大小不一，大的可以容納千人以上；形態(tài)千奇百

怪，溶洞中有許多奇特景觀，如石筍、石柱、石鐘乳、石幔等。小的連一個人都難以通過。溶洞是水的溶蝕作用、流水侵蝕以及重力作用的長期結果。

溶洞景觀在我國的湖南、四川、貴州、云南、廣西等省區(qū)分布較為廣泛。

2.溶蝕地貌——石鍋和邊槽

如果一個溶洞頂部的某一局部地點受到較為強烈的紊流作用，隨著水壓增大，溶

蝕能力增強，這些地方的溶蝕量比周圍大，從而形成向頂側凹入的弧形面，這樣的地貌稱為石鍋。邊槽是指溶洞的邊壁在水的溶蝕作用下形成向洞測凹陷的槽狀地貌。這兩種溶蝕地貌在溶洞中很常見。

3.堆積地貌

堆積地貌

是溶洞景觀中的精華部分，在我國西南地區(qū)的溶洞中你盡可以欣賞那神奇的洞天世界。重力水的堆積是溶洞堆積地貌的主要形成方式，溶解了大量可溶性巖的水滴斷續(xù)的從溶洞頂部落下并不斷積累，從而形成絢麗多彩的石鐘乳、石筍、石柱、石幔、邊石堤等。

石鐘乳是一種呈倒錐狀的巖溶堆積物，大的可達數米，小的只有幾厘米，主要是巖溶水沿著溶洞頂部細小的裂隙滲出并在滴水處不斷沉淀產生的。它緊緊與洞頂相連，不斷向洞底延伸。

石筍是由洞底向上伸展的巖溶堆積物，主要是巖溶水滴滴落到洞底并不斷沉積的產物，它與石鐘乳相對生長，一般呈筍狀、塔狀和錐狀。

石鐘乳和石筍的橫剖面都具有同心圓結構。

石鐘乳和石筍相對生長，并逐漸結合成一體，隨著巖溶水的不斷沉積，慢慢形成粗壯的石柱。

石幔是巖溶水沿著洞壁呈薄膜狀的漫流過程中CaCO3逐漸沉積的產物，一般呈片狀、層狀，并且有彎曲的流紋，高者達數十米，非常壯觀。

邊石堤是指溶洞底部兩側堤狀堆積物，高度一般幾厘米到幾十厘米，呈弧形階梯狀。

另外，在溶洞中還有許多奇特的景觀，有的似蓮花開放，有的如樹枝伸展，還有一些石葡萄、石珊瑚等

第三篇：陽春喀斯特地貌考察實習報告

陽春考察實習報告

1、實習的目的和地點

①、通過學習切身感受陽春喀斯特地貌和山川的秀美，并實際認識一些關

于喀斯特地貌的形成，增強學習地理學習的興趣。

② 考察剖析實習區(qū)域利用地理學理論和思想在資源開發(fā)和經濟建設過程

中典型的成功和失敗的案例，培養(yǎng)學生作為地理工作者的責任感和使命

感。

③ 使學生初步掌握一些野外自然地理研究的工作方法，為今后組織中學生

地理課外活動或參加地理調查解決生產實際問題奠定基礎。

2011年4月14日，我們在老師的帶領下去了陽春市潭水鎮(zhèn)鳳來村和陽春國家地質公園春灣石林考察喀斯特地貌；馬水鎮(zhèn)石菉參觀了藍銅礦和孔雀石的采石場的舊址。通過這次考察，我們清楚理解了喀斯特地貌形成過程，主要表現在表露出來的地表巖溶形態(tài)和地下巖溶形態(tài)；藍銅礦、孔雀石的形成和應用價值。

一、喀斯特地貌是具有溶蝕力的水對可溶性巖石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態(tài)的總稱，又稱巖溶地貌?？λ固氐孛苍诘孛嬷饕堑乇砹魉芪g和侵蝕?？λ固氐孛残纬蔀槭?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結果。石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），在有水和二氧化碳時發(fā)生化學反應生成碳酸氫鈣

[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步擴大，形成了溶洞。

這樣的巖溶地貌在我國分布非常廣泛，在廣西、廣東、云南、貴州、四川、湖北、湖南的石灰?guī)r分布集中而廣泛。廣東喀斯特地貌主要分布在粵北地區(qū)，即清遠北部和韶光東北部，還有就是粵西地區(qū)，包括陽春、羅定、肇慶等地。

陽春市潭水鎮(zhèn)鳳來村和春灣喀斯特景觀是典型的巖溶地貌，這些巖溶地貌主要是晚生古代中的中期石炭紀和后期泥盤紀，構造階段是泛大陸形成時期，從天山造山期到廣西造山期是演化，從而地殼上升為陸。在新構造運動上升的山區(qū)，溶蝕作用較強，經過漫長的時間演化，可溶性巖石被破壞和改造。

在陽春見得最多就是地表巖溶形態(tài)，有大部分的峰林和孤峰。峰叢和峰林是石灰?guī)r遭受強烈?guī)r溶而形成的山峰集合體，但是峰叢和峰林也有很大的區(qū)別。峰叢是一種連坐的峰林，基部的相對高度超過峰林部分想多高度。峰叢是由巖溶說的垂直滲入溶蝕擴大而成。峰林是峰叢進一步發(fā)展的結果，當峰叢之間進一步溶蝕向深處發(fā)展，知道水平流動帶，這是地下河可能初露成地表和，是侵蝕作用加強，峰叢基座被切開，相互分離成峰林。孤峰是孤立的石灰?guī)r山峰，有峰林進一步發(fā)展而成，相對高度由數十米至百余米。孤峰是地殼相對長期穩(wěn)定的條件下，巖溶山峰發(fā)育到后期的產物。

由此說來，陽春喀斯特地貌是成年期的峰林想老年期的孤峰發(fā)展，現在正處于地貌的晚年期。很多孤峰開始出現。

喀斯特地貌會對土壤造成石漠化，這是荒漠化在巖溶地區(qū)的一種表現。石漠化是在巖溶去脆弱的生態(tài)環(huán)境下，由于人類的不合理經濟和社會活動造成人地矛盾突出，是植被遭受嚴重破環(huán)，加之坡陡，引起嚴重的土壤侵蝕，從而導致巖體裸露，土地生產力衰退的演變過程。這種情況在春灣喀斯特地貌風景區(qū)表現特別明顯。

春灣的龍宮巖就是地下巖溶形態(tài)，溶洞的形態(tài)是多種多樣的，規(guī)模大小不一，重力水的堆積是溶洞堆積地貌的主要形成方式，溶解了大量可溶性巖的水滴斷續(xù)的從溶洞頂部落下并不斷積累，從而形成絢麗多彩的石鐘乳、石筍、石柱、石幔、邊石堤等。石鐘乳是一種呈倒錐狀的巖溶堆積物，大的可達數米，小的只有幾厘米，主要是巖溶水沿著溶洞頂部細小的裂隙滲出并在滴水處不斷沉淀產生的。它緊緊與洞頂相連，不斷向洞底延伸。石筍是由洞底向上伸展的巖溶堆積物，主要是巖溶水滴滴落到洞底并不斷沉積的產物，它與石鐘乳相對生長，一般呈筍狀、塔狀和錐狀。石鐘乳和石筍相對生長，并逐漸結合成一體，隨著巖溶水的不斷沉積，慢慢形成粗壯的石柱。洞內還有穿山式地下河，這類地下河與地面河水面一致，一般式連接梁祥林溶蝕盆地中地表河的通道。

二、上面是鳳來村和春灣的喀斯特地貌，還有馬水鎮(zhèn)的石錄的藍銅礦和孔雀石。

藍銅礦是一種堿性銅碳酸鹽礦物，也是石青。它常與孔雀石一起產于銅礦床的氧化帶中。藍銅礦可作為銅礦石來提煉銅，也可作藍染料，還可以做成工藝品。馬水鎮(zhèn)之所以有這樣一個銅礦，春合水位于吳川—四會北北東向構造帶,鄰區(qū)有石碌銅礦、網山鎢礦等,具備一定成礦條件。石菉銅(鉬)礦床是屬于接觸熱液交代矽卡巖型銅(鉬)礦床。

藍銅礦石做寶石不耐用，硬度低，不能長時間保持好的光澤，只能用做串珠和胸針。也用于雕刻各種禮拜用品和裝飾品，壁爐和桌面鑲嵌等。銅綠的主要應用是制煙火、油漆、磷毒解毒劑等等。

二、實習心得體會

在實習進行的過程中，同學們遇到最主要的困難就是腦子里沒有像樣的知識網絡，由這引發(fā)的一系列問題令到同學處處碰壁。在野外觀察，信息量繁重，干擾條件太多，自己沒有堅硬的理論來作為依托是根本不行的。雖然旁邊有老師的細心的講解，可是在野外還不像在教室，書本就放在觸手可及的地方，隨時可以翻查自己不懂的知識點，一旦知識點反映不過來，再加上野外實地中必須去掉相當大的一部分無關的現象，才能從中挑選出有價值的信息。對于同學來講，沒有雄厚的知識儲備做鋪墊，無怪會對老師的啟發(fā)詢問產生不知所措的感覺，真是書到用時方恨少。

在野外實地觀測，一個觀察點和下一個觀察點之間有著一定的距離，每個點都有其特殊的成因，構造，形態(tài)，以及以后將會產生的變化等等，所以對于每一個觀察點的記錄與測量都是相當重要的，這是為以后的進一步分析整理得到結論都是至關重要。

通過這次考察，深刻理解了《地質學與地貌學教程》中的巖溶地貌，除了課堂上的學習，還有課外的考察，利于我們學生牢固掌握專業(yè)知識，同時也利用這次考察親近大自然，感受大自然的鬼斧神工。

309地理一班

組員：楊鴻輝 毛琬玲 黃萍

練海琪 羅素映 李英

第四篇：adakite地球化學特征及成因

adakite地球化學特征及成因

1968年，Green and Ringwood提出，大洋玄武巖（MORB）在島弧俯沖帶轉變?yōu)榱褫x巖之后，可以發(fā)生部分熔融，形成鈣堿性的安山巖。然而，Stern和Gill的試驗和地球化學研究表明，絕大多數島弧安山巖不可能由俯沖的MORB部分熔融形成。現今各大洋周邊俯沖洋殼的平均年齡為60Ma，已基本冷卻，巖Benioff帶的地熱梯度較低（≤10 ℃/km），洋殼在俯沖過程中不能直接熔融，而是發(fā)生變質并逐步脫水。富含大離子親石元素（LILE）的水熱流體向上運移，交代地幔楔，并使之發(fā)生部分熔融，形成島弧拉斑玄武巖和鈣堿性玄武巖。島弧玄武巖經過分離結晶等演化，形成典型的島弧玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖巖系。

1990年，Defant and Drummond重新提出，某些島弧鈣堿性安山巖和英安巖為俯沖版片部分熔融形成。在一些地區(qū)，如果年輕、熱的洋殼發(fā)生俯沖，則沿Benioff帶的地熱梯度高（25~30 ℃/km），洋殼可能發(fā)生脫水熔融，形成高鋁的中-酸性巖石。這類巖石最早發(fā)生于aleutian群島的Adak島，因此，被命名為adakite，指的是新生代與年輕洋殼俯沖有關的、具有獨特地球化學特征的一類中-酸性火山巖或侵入巖，其地球化學特征與太古代高鋁的英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖（TTG）相似。由于其特殊的成因，對研究陸殼的起源和演化、俯沖帶的元素地球化學行為以及殼-幔相互作用有重要意義，對探討一些造山帶的古構造演化也很有幫助。

1、adakite的巖石地球化學特征

adakite的主要礦物組合為：斜長石+角閃石±黑云母，單斜輝石和斜方輝石極少，只在Aleutian和墨西哥的高鎂安山巖中有所發(fā)現。副礦物包括磷灰石、鋯石、榍石及鈦磁鐵礦等，其含量一般高于典型的島弧巖漿巖。與經典的島弧玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖組合不同，adakite很少有相關的玄武巖或玄武安山巖相伴生，如果有，則玄武巖富Nb（≥20×10-6），LILE也非常富集。

adakite的典型地球化學特征如下：SiO2≥56%，Al2O3≥15 %，K2O/ Na2O比值低(<0.5)，Mg#[Mg2+/Mg2++Fetotal]一般大于0.47，甚至高達0.70；Sr含量高（400×10-6～2000×10-6），Y和HREE含量低（Y≤18×10-6, Yb≤1.9×10-6），REE強烈分異，因此，La/Yb和Sr/Y比值很高；高場強元素（HFSE）虧損，在蛛網圖中，Sr和Eu呈正異?；驔]有異常，但一般不具負異常；同位素組成類似MORB（144Nd/143Nd>0.5129,87Sr/86Sr<0.705）。

2、adakite與島弧鈣堿性英安巖對比

adakite的REE強烈分異，LREE富集，HREE虧損，而典型的鈣堿性英安巖的HREE較富集，REE分異程度低；adakite具有明顯的Sr正異常，Eu呈正異?；驔]有異常，負Eu異常很少，表明沒有斜長石的分離結晶，Sr/Y比值高，而島弧鈣堿性英安巖具有Sr和Eu的負異常，Sr/Y比值低；島弧鈣堿性英安巖具有明顯的HFSE負異常，adakite具有負Nb異常，但其Zr和Ti一般不具有異常；adakite的Ni和Cr含量高于典型的島弧鈣堿性英安巖。

3、adakite地球化學特征的成因

（1）Eu和Sr正異常。Sr和Eu在斜長石中的分配系數遠遠高于其它礦物，adakite源區(qū)殘留相中缺少斜長石，是產生Sr和Eu正異常的主要原因。此外，角閃石、單斜輝石和石榴石常具有Eu負異常，它們的分離結晶也可以使熔漿產生Eu正異常。但是，adakite的Eu含量還可能受到斜長石的分離結晶、MORB源區(qū)Eu的虧損以及蝕變作用等因素的影響。

（2）Y的虧損及高Sr/Y、La/Yb比值。adakite源區(qū)部分熔融的殘留相為榴輝巖或石榴石角閃巖。在角閃巖、石榴石和單斜輝石中，Sr的分配系數很?。ǚ謩e為0.058，0.015和0.2），而Y的分配系數較高（分別為3.2、12.5和2.0），因此，熔融殘留相中存在上述礦物將導致adakite巖漿虧損Y和HREE并具有Sr/Y和La/Yb比值。

（3）較低的K/Rb比值。K和Rb都為高度不相容元素，在多數造巖礦物（如橄欖石、輝石、石榴石等）中分配系數差別很小，但K在角閃巖中的分配系數較Rb高，角閃石的分離可能導致adakite具有低-中等的K/Rb比值.（4）Nb和Ta虧損。已有的試驗表明，金紅石具有很高的晶體/熔體Nb和Ta分配系數。熊小林等（2005）所獲得的熔體相微量元素資料證實金紅石控制部分熔融過程中Nb和Ta的分配，只有金紅石才能導致adakite質熔體負Nb-Ta異常，因而金紅石是adakite質熔體產生時一個必要的殘留相，即TTG熔體只能由含金紅石的榴輝巖或角閃榴輝巖產生。應當指出，俯沖嗲火山弧玄武-安山-英安巖也普遍存在著Nb-Ta虧損現象，但弧巖漿Nb-Ta虧損的機制與adakite不同?？偹苤鹕交⌒鋷r漿是有俯沖洋殼釋放的流體所交代的地幔楔部分熔融產生的。普遍認為俯沖洋殼釋放的流體具有富集大離子親石元素，虧損Nb和Ta等高場強元素等特征，由這種流體交代的地幔楔熔融產生的弧巖漿繼承了流體相LILE富集和Nb-Ta虧損等微量元素特征。

4、adakite的形成機制 新生代以來的adakite分布在環(huán)太平洋周邊，并且主要與年輕洋殼的俯沖有關，其源區(qū)的深度為70~90 km。adakite的Nb、Sr、Pb同位素地球化學特征與MORB相似，在俯沖帶的變質玄武巖中還發(fā)現了具adakite成分特征的混合巖化脈體，均說明adakite可能是年輕的俯沖板片部分熔融形成的，試驗也證明角閃巖-榴輝巖的熔融可能產生具有adakite成分特征的巖石。然而，最近的研究表明，adakite可能有多種形成機制：

（1）年輕的（<25 Ma）、熱的俯沖板片的部分熔融。Defant and Drummond認為，如果俯沖板片的年齡>30 Ma，沿Benioff帶的地熱梯度較低，板片發(fā)生脫水作用，流體上升交代地幔楔并使之發(fā)生部分熔融（熔融殘余為橄欖石和輝石），形成正常的島弧玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖。但如果俯沖洋殼的年齡<20~30 Ma，則沿Benioff帶的地熱梯度高（25~30 ℃/km），俯沖板片在脫水之前溫度就可達650~700℃，從而可能發(fā)生脫水熔融（熔融殘余為石榴石、角閃石和金紅石），形成adakite巖漿，類似于太古代高鋁TTG的形成。

（2）年老的洋殼發(fā)生斜向俯沖。在Aleutian的Adak和Komandorsky島，俯沖板片年齡>40 Ma，該地區(qū)adakite被認為是板片因斜向俯沖而得到充分的加熱，從而發(fā)生部分熔融形成的。Yogodzinski等又提出在Adak和Komandorsky島，俯沖板片的前緣被撕裂，撕裂部位在進入軟流圈地幔時形成熱窗，從而使老的洋殼也得以充分加熱而熔融。

（3）老的洋殼在俯沖開始階段發(fā)生部分熔融。；例如，在菲律賓Mindanao的東部，俯沖板片年齡為始新世，但是仍然有adakite形成。（4）已經消亡的俯沖板片的部分熔融。Peacock等認為，Arid Hills、Jaraquay和Baja California的adakite是底侵的鎂鐵質下地殼或消亡板片部分熔融形成的。

（5）俯沖角度平緩（flat subduction）的洋殼部分熔融。Gutscher等和Defant and Kepezhinskas提出，如果俯沖板片的角度較為平緩，近水平移動，則可以被充分加熱，發(fā)生部分熔融，例如在秘魯和厄瓜多爾。在全球已知的10個俯沖角度平緩的地區(qū)，8個伴有adakite的形成。

（6）底侵玄武巖的部分熔融。Drummond and Defant提出，底侵玄武巖熔融將產生低鋁TTG，而不是高鋁TTG，因為變質玄武巖（基性麻粒巖）在下地殼熔融的殘留相中富含鈣質斜長石，會抑制熔漿中的Sr和Al2O3含量，并產生Eu負異常。然而，許多學者認為，增厚陸殼下的底侵玄武巖部分熔融，也可以形成adakite。典型的例子有秘魯的Cordillera Blanca雜巖和埃塞俄比亞西部的Birbir雜巖。Birbir雜巖的源區(qū)為底侵的玄武質巖石，變質程度為石榴角閃巖相，其熔融條件為0.8~1.2 GPa，800~1000 ℃。增厚的地殼在伸展過程中，軟流圈上涌產生的熱足以使玄武質巖石發(fā)生部分熔融。

（7）拆沉作用（delamination）。拆沉作用指密度大的巖石圈 沉沒到密度較小的軟流圈之中。現今的拆沉作用只限于盆嶺、西藏及安第斯等少數地區(qū)。在擠壓增厚的地區(qū)（>50 km），下地殼玄武質巖石可以轉變?yōu)榱褫x巖相，發(fā)生拆沉作用，一些與拆沉作用有關的巖漿可能與年輕的、熱的俯沖板片熔融發(fā)生的巖漿有相似的地球化學特征，如具有高的Sr含量和Sr/Y、La/Yb比值。

第五篇：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?；鶎铀缮⒌脑蛏贁凳鞘┕r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）