地下水的地质作用ppt46页

第二节 地下水的垂直分带与地下水的类型 第三节 地下水的地质作用
第一节 地下水概述
地下水：存在于地表以下松散
沉积物和岩石空隙（孔隙/裂
岩石
隙）中的水。
颗粒
孔隙
井水和泉是它的露头。
裂隙
地下水是改造地表的重要
岩石
地质营力。
基块
一、地下水的赋存条件
1、岩石的空隙
影响地下水量及运动特点（或地质作用） 的是岩石中空隙的数量、大小及连通情况等。 表述它们的参数是孔隙度、渗透率。
长，能充分的溶解其流经区的可溶性物质，因此地 下水中含有较多的溶解物质，并随着地下水的运动 而被搬运。
石灰岩地区中庞大的 洞穴系统就是被地下水 溶蚀搬运而形成的。
（二）地下水的化学沉积作用
地下水的沉积作用以化学沉积作用为主。 化学沉积作用的原因主要有：过饱和沉积（压力、 水温降低，蒸发），置换作用
泉
D 断层泉
砂岩 潜水面
2.根据泉水运动的特点分为：
泉
A 上升泉；B 下降泉
3.按泉水温度以20℃为界分为：
页岩
泉
断层的地 表露头
砂岩 潜水面
A 冷泉；B 温泉
水
页岩
3.按泉水温度分为：
A 冷泉；B 温泉
一般将泉水温度超过20℃的泉称为温泉。温泉是地热异 常的一种显示方式，是地下热能的天然露头。
本章内容
第一节 地下水的基本概念
一、地下水的赋存条件 二、地下水的化学成分 三、地下水的补给与排泄
第二节 地下水的垂直分带与地下水的类型 第三节 地下水的地质作用
第三节 地下水的地质作用 一、地下水的潜蚀作用
地下水在缓慢的运动过程中，不断对周围的岩 石进行着破坏和改造，称为地下水的潜蚀作用。
潜蚀作用以机械潜蚀（冲 刷）和化学溶蚀方式进行。但 以发生在可溶性岩石区的化学 溶蚀为主。
生长的石钟乳
石柱
石钟乳和石笋 连成一体
石笋
石钟乳、石 笋、石柱合 称为钟乳石
泉华－从喷出地表的温泉/间 歇泉水中无机沉淀的碳酸钙 （钙华）或二氧化硅（硅华）
泉华台地
本章学习要求:
了解地下水的一般概念； 掌握地下水的分带、运动及类型，地下水的潜蚀作用、 沉积作用的基本原理，掌握其产生的结果。
学习重点：
溶蚀平原
落水洞
碎屑(岩屑 /土壤等)
河 泉
落水洞
河流消失于地下
河流重现于地面
溶洞口
潜水面
潜水面附近是溶洞最发育的地带
溶沟
溶沟：石灰岩表面沟 槽，地表水流沿可溶 性岩石表面进行溶蚀
和冲刷的结果。
石芽：溶沟之间 突起的石脊。
水平石灰岩岩层溶蚀表面
石林：石芽进一步 发育而成，沟深、 坡直，发育成群。
重点是地下水的分带、运动及类型和地下水的潜蚀作用
作业及思考题：
1、地下水是如何分带的，有哪几种类型的地下水？岩溶 地貌与地下水分带的关系？
2、岩溶地貌的发育过程是怎样的？形成哪些岩溶地貌？
3、地下水沉积作用发生的原因？将在哪些地方发生 沉积？沉积的产物有哪些？
4、地下水侵蚀作用与河流侵蚀作用的区别是什么？
一、地下水的赋存条件
1、岩石的空隙
岩石空隙按成因划分为：孔隙、裂隙和洞穴。
孔隙：岩石颗粒之间的空隙 孔隙度：岩石中孔隙体积所占 的比例；
η=Vn/V×100%
影响孔隙度的因素： A颗粒的粗细； B分选程度； C颗粒形状； D胶结程度。
一、地下水的赋存条件
1、岩石的空隙 岩石空隙按成因划分为：孔隙、裂隙和洞穴。
本章内容
第一节 地下水的基本概念
一、地下水的赋存条件 二、地下水的化学成分 三、地下水的补给与排泄
第二节 地下水的垂直分带与地下水的类型 第三节 地下水的地质作用
第二节 地下水的垂直分带与地下水的类型
一、地下水的垂直分带
按地下水在地下空隙中的埋藏、充填情况，地下水分 布空间分为包气带、饱和带及其间的暂时饱和带：
自流井——当打井凿穿上部隔水层时，承压水自行喷溢 出地表，形成自流井。
根据含水层空隙性质地下水的分类
1、孔隙水： 存在于孔隙中，一般呈均匀而连续的层状分布。
2、裂隙水： 存在于裂隙中。有层状裂隙水、脉状裂隙水。
3、喀斯特水： 存在于可溶性岩石的溶蚀裂隙、洞穴、暗河中。
三、各种地下水的运动方式及特点
一）化学溶蚀作用与岩溶地貌
1、溶蚀作用：地下水对可溶性岩石的溶解破坏作用。
也称岩溶作用或喀斯特作用。
2、岩溶地貌（喀斯特）：是指可溶性岩石在地下水 和地表水的共同破坏作用下，所形成的特殊地貌。
3、典型的岩溶地貌有：
①溶沟与石芽、石林；②溶蚀漏斗与落水洞；③溶蚀洼地； ④溶洞与地
下河； ⑤岩溶谷地与天生桥； ⑥ 溶蚀谷地；⑦溶蚀盆地；⑧峰林； ⑨
1、地下水的运动速度：
一般以缓慢渗透方式为主，流速很小。一昼夜流 几米至几十米左右。 影响因素：孔隙性质、潜水层的倾斜情况以及地温等
2、地下水的运动方向： 近似看作沿潜水面作近水 平方向的运动
包气带水：上往下运动; 潜水：从高处往低处排泄（即由分水岭往沟谷或河、
湖面）运动 层间水：顺层从水头高处往低处流动。
裂隙：岩石中的裂缝。 裂隙率：岩石中裂缝的总 体积和岩石体积之比。
洞穴：可溶性岩石溶蚀后形 成的孔洞。 喀斯特率：溶洞总体积和 岩石总体积之比。
空隙度决定了岩石储水的量
2、岩石的透水性：岩石或土层允许水透过的能力。 影响因素：空隙大小、空隙多少及连通情况。 透水性影响地下水的流速。
透水层：能够透过地下水的岩层。 含水层：储满地下水的透水层。如砂岩层、砾岩层 以及裂隙发育的其它岩石。
HCO3－ 、SO42－、 Cl－）、有机质、微生物。
地下水中含量高的元素：O、Ca、Mg、Na、K、Cl
O2若在地下水中大量存在可构成氧化环境。而H2S 则是缺氧条件下的还原环境的产物
二、地下水的化学成分
矿化度：地下水所含各种元素的离子、分子和化 合物总含量。
矿化度低－含HCO3－、Ca2+、Mg2+为主 矿化度高－含Cl－ 、Na+为主 矿化度中等－含SO42+、Na+、Ca2+为主
构造运动的稳定性，决定岩溶发育进程
岩 溶 地 貌 的 发 育 过 程
喀斯特地貌的完整发育进程
• 早期：形成溶沟、石芽，少量落水洞和溶斗，出现地下河 道；
• 中期：地表出现喀斯特洼地、甘谷、地表水大都进入地下 河道，形成完整的地下水系；
• 晚期：地下河变成明河，地面形成溶蚀谷、天生桥、喀斯 特洼地以及峰林；
落水洞：地表水沿近垂直 的裂隙向下溶蚀成直立或 较陡的洞穴，下接地下水 或溶洞。是地表水转入地
下河水的通道。
天然桥：局部洞顶 残留在地下河水上
部时。
溶蚀洼地：溶洞 或地下水中因洞 顶岩石塌陷而暴 露于地表，形成 两岸陡峭的山谷。
峰丛、峰林、孤峰（桂林）
峰丛、峰林、孤峰（桂林）
溶蚀平原
地壳长期稳定，侧向溶 蚀作用充分进行，喀斯 特洼地或谷地进一步发 展，形成广阔的平原。
沉积场所及沉积物类型：
（1）孔隙及裂缝沉积：形成胶结物、假化石、脉状沉 积体等。如方解石脉等等。 （2）溶洞沉积：形成石钟乳、石笋、石柱、石幔等。 （3）泉口沉积：发生在温泉出口处形成疏松多孔的泉 华。如钙华、硅华等。 （4）化石沉积
石钟乳
渗出水滴落入洞底 后，CaCO3在洞底 沉淀并向上生长。
水自洞顶下滴，边滴边沉 淀，形成自洞顶向下垂直
外动力地质作用
第本九章章内风容化作用
第十章 河流及其地质作用 第十一章 地下水的地质作用 第十二章 海洋的地质作用 第十三章 湖泊与沼泽的地质作用 第十四章 风的地质作用 第十五章 冰川的地质作用
第十一章 地下水的地质作用
本章内容
第一节 地下水概述
一、地下水的赋存条件 二、地下水的化学成分 三、地下水的补给与排泄
我国广西、贵州、云南等地是喀斯特十分发育的地区
二）岩溶（喀斯特）发育的条件
（1）气候：
气候潮湿、降雨量大、常年气温较高，有利
（2）岩石性质：
有厚层可溶性岩石、纯的石灰岩的存在，特别是产状平缓的， 有利
（3）地质构造：
裂隙、断层发育、褶曲轴部和转折端，有利
（4）水的作用：
水的溶蚀性和流动性，有利
（5）构造运动：
不透水层（又称为隔水层）：不能透过地下水的岩层。 如粘土岩、页岩、细粉砂岩、岩浆岩、变质岩等。
3、地下水面（潜水面）：地表以下一定深度，岩石中 空隙被地下水充满地带的上界水面。它具有自由表面
潜水面随地形起伏而变化，形成潜水流从高处向低处流动。
二、地下水的化学成分
地下水中溶有气体（O2、N2、CO2、CH4、H2S 等）、胶体、离子（Ca2+、Mg2+、Na＋、K＋，以及
潜水面以上，岩石中空 隙中液态水不饱和的区域， 称为包气带 潜水面以下，岩石空隙 中充满水的区域，称为饱 和带 雨季、旱季潜水面之间 为暂时饱和带。
地表
未饱和带（包气带/渗流带）
潜水 面
孔隙中为 水和空气
孔隙全部 被水充满
饱和带(潜流带)
饱气带水与饱和带水的运动
二、地下水类型：
按照埋藏条件分为包气带水、潜水、承压水。
• 末期：无地下河，地面降低，残留少数孤峰，出现喀斯特 平原
二、地下水的机械搬运与沉积作用
由于地下水是在土壤、 岩石裂隙中流动，流速 极慢，因此搬运力和沉 积作用极弱，一般仅形 成小规模的洞穴碎屑沉 积。
三、地下水的溶运与化学沉积作用
（一）地下水的溶运 地下水流速慢，与岩石的接触面积大，作用时间
上层滞水：不饱和带中局部隔水 层上的含水层中的水