昆明长水机场—小哨一线岩溶发育环境及发育规律研究

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研究区位于滇池盆地与嵩明盆地之间的宽缓区域,同时处在一级大地构造单元扬子准地台的西南缘。从区域构造的角度分析,研究区受西侧普渡河断裂和东侧小江断裂西支的约束,区域构造背景复杂。在研究区内,褶皱构造、断层构造以及相应的次级构造群交错发育,为岩溶发育提供了基础条件。研究区内工程建设项目众多,类型各不相同,考虑到区内岩溶发育类型较多、分布广泛,对于工程建设地基的影响较大,本文通过对研究区内岩溶发育环境、发育类型、发育强度以及发生机理的研究,为区内建设项目提供指导意见。本文前期综合采用现场地质调查、钻孔数据资料收集、区域地质构造审查,并结合卫星历史影像图对研究区以及外围的自然地理环境、地质构造条件、水文地质条件进行了详细地探查分析,从而对研究区的岩溶发育类型进行分类描述;根据研究区岩溶地貌的空间分布情况,对岩溶空间发育强度进行评价;并提出了岩溶发育的新机制-腐岩型岩溶,同时分析了腐岩型岩溶的发育环境和发生机理。在理论分析的基础上,结合工程实际案例论述了岩溶发育对于区内工程建设的影响,并根据不同发育类型提出了对应的防治措施;同时放眼整个研究区,结合当下生态治理的大趋势,提出生态防治水土流失,合理开发利用土地资源的新方案。主要取得了以下结论和成果:(1)区内构造对于泥盆系地层岩溶发育所起的作用是控制性的,主要表现在多方向的断裂交错发育,褶皱构造并行其中,加剧了区内岩体的碎裂化程度,这也为大气降水的下渗补给、地下岩溶管道的孕育提供了先决条件。而以较纯的碳酸盐岩(灰岩、白云岩)和夹其它岩类的碳酸盐岩地层为岩溶发育提供了良好的岩性基础。(2)研究区地下水以岩溶裂隙水和孔隙水为主,主要接受大气降水的补给,区内岩溶水分布较为均匀,集中化程度低,且受地形低洼控制而随机出露(排泄)的迹象明显,在一定程度上表现出“就地补给,就地排泄”的方式。(3)研究区岩溶发育类型主要以地表显现的尺度较小、深度较浅、形态近似圆形、发育密集的洼地为主,其次是广泛分布于碳酸盐岩表面的溶痕、溶蚀裂隙等,区内并未发现以峰林、峰丛等典型岩溶正地形;而钻孔揭露的地下深部溶洞的尺度规模不大,钻孔“见洞率”不高,平均为21.7%,且多被红粘土充填,充填率高达80%及以上水平;从现场调查发现有被红粘土上覆的埋藏型石芽分布。(4)研究区地表分布的厚度均匀、连续性较好的红粘土存在垂向下渗的现象,地下岩溶空间多被上覆红粘土充填,同时根据钻孔揭露的情况表明,地下溶洞发育的极限深度在50 m左右;综合分析表明研究区的地下岩溶发育程度不高,地下岩溶空间十分有限。(5)研究区广泛分布的具有低渗性的红粘土在一定程度上截留了大气降水,破坏了研究区岩溶水的补给环境,但同时也为腐岩型岩溶的孕育提供了良好的环境。在被红粘土覆盖、充填的相对密闭潮湿的环境中(土-岩接触位置、被充填的溶洞洞壁一侧),土中的水分随着外界温度的变化,其状态也在气态水-冷凝水-气态水之间相互转化,并在土-岩之间运移扩散,随着土中水分状态的不断变化和运移,致使碳酸盐岩微晶发生楔裂和溶解,逐渐形成微缝,而微缝的不断增多、扩大,原本的母岩表面形成一层腐岩壳,直至脱落,最终导致红粘土充填的溶洞空间进一步得到扩展。
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