8.地下水的地质作用

地下水的地质作用

地下水：埋藏在地表以下岩石和松散堆积物中的水体，主要由地面水下渗聚集而成。

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井和泉是地下水的人工和天然露头。

地下水分布广泛，在各种气候带均有分布。全球地下水总量约2.37×106km3，

占水圈总量1.71%.

重力水

Image from /datas/photo/2004-11-5/039dlsw/djs1_133.jpg

•含水层：能透过地下水或保存地下水，并在重力作用下能释放出相当水量的岩层。

•隔水层：地下水不易通过的岩层。

岩石孔隙被水充满，潜水又称为饱和带水。

潜水层

隔水层

隔水层

河流

潜水

面

潜水面

含水层

潜水面

泉

非饱和带

潜水面的高度随地形、季节而变化

/wiki/Water_table

季节变动带

潜水面

自流井透水层隔水层

承压区

自流井

/wiki/Artesian_well

全国地下水质量分布图

特点：

1.利用的潜力较大；

2.不合理开采严重。

/content/2006-10/10/20061010165219.htm

地下水的潜蚀作用

•定义：地下水在运移过程中对周围岩石的破坏作用称为地下水的潜蚀作用。

•机械潜蚀：极其微弱。地下水流速慢，水量分散，冲击力小。

•化学潜蚀：比较显著。地下水中常含有较多CO2和各种溶剂。

化学潜蚀：地下水通过对岩石、矿物的溶解产生的破坏作用。

化学潜蚀又统称为岩溶作用。广义岩溶作用包括地面流水对岩石的溶解。

在可溶性岩石分布地区，岩溶作用使岩石的孔隙或裂隙逐渐扩大，

形成峰林和巨大洞穴等奇特地形。岩溶作用形成的各种地形通称喀

斯特地形。

Image from /wikipedia/commons/e/e9/Karst_minerve.jpg

/wiki/Guilin

岩溶作用多发生在气

候炎热潮湿的可溶性

岩石分布地区。

CO 2+H 2O H ++[HCO 3]-

CaCO 3+H + +[HCO 3]-

Ca 2++2[HCO 3]-

当地下水中含有较多CO 2时，发生如下反应：难溶的石灰岩逐渐被溶解、破坏，溶解产物随地下水流动带走。岩溶作用发育条件：

1.有可溶性岩石

2.岩石透水性强

3.地下水中CO 2含量高

4.地下水流动性好

岩溶地形

溶沟

溶洞

落水洞石钟乳石笋石柱漏

斗

石芽

包气带水潜水面

岩溶地形

•溶沟、石芽：地面流水沿岩石裂隙下渗过程

中，溶解地表岩石形成的沟槽（溶沟）和脊状突

起（石芽）。

当溶沟不断加深，石芽增长，形成巨型石芽，称为石林。

Image from /wikipedia/commons/4/4d/Yunnanshilin2.jpg

石林

Antequera-Spain

/wiki/Karst

• 落水洞：地面流水沿裂隙下渗，溶解岩石后形成
的与潜水面或地下溶洞相通的陡立深洞。
• 溶蚀漏斗：分布于地表及浅处的碟状或漏斗状
溶蚀洼地。其形成除受溶蚀作用外，还遭受重力 崩塌作用。
/wiki/File:Karst_Dent-de-Crolle-8.jpg

溶洞：在潜水面附近，地下水作近水平运动，因而溶蚀作
用沿水平方向发展，形成与沿水平方向延伸的洞穴，称溶 洞。 溶洞延伸的方向大致可以代表潜水面的位置。 溶洞的形成除溶蚀作用外还与重力坍塌有关。

Source of the river Loue, a karst spring
潜水面延伸出溶洞，往往 成为河流的源头
墨西哥，溶洞里面的地下水流出变成小溪

Diepolder Cave, Florida, 1998

Cave Diver, Florida, 1998

溶洞发生崩塌，形成岩溶盆地。 岩溶盆地中孤立分布的石灰岩锥状山峰，称为孤峰，通称峰林。

地下水的搬运作用
地下水的搬运以化学搬运为主，机械搬运能力通常较弱。但当溶洞内发 育地下暗河时，其暗流搬运能力较强，搬运方式与河流相似。
地下水的化学搬运物来源于溶蚀的围岩及部分风化的岩石，包括各种离 子和胶体。不同气候和岩石分布区，地下水搬运的物质有一定差异。搬 运量与岩石性质、风化程度有关。

地下水的沉积作用——溶洞滴石
饱含Ca(HCO3)2的地下水，由裂隙进入溶洞，压力降低，水中CO2逸出，水分蒸 发，过饱和的CaCO3在渗出口不断沉淀。
/wiki/Karst
石钟乳、石笋、石柱统称为溶洞滴石

October 20, 2008–Xe Bang Fai River cave in central Laos.
/news/2008/10/photogalleries/river-caves-photos/index.html/

婆罗洲的溶洞