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滲流溶洞
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滲流溶洞簡介
溶洞分類的原則很多,有按成因分類,有按形態分類,有按構造分類等。其實每一個溶洞的成因可能是多種的,是相互疊加的,反映在形態上也是千姿百態,多種多樣。英國學者D.C.福德(1971)以水動力帶對溶洞進行分類,分為以下四種:滲流溶洞、淺飽水帶溶洞、深飽水帶溶洞、承壓水溶洞。
其中,滲流溶洞(percolation cavern)就是指地下水面以上岩溶水受重力作用向下流動過程中溶蝕碳酸鹽類巖體形成的洞穴。根據滲流溶洞的位置和形成機理,可以分為兩種類型:滲流帶上部的滲流溶洞和滲流帶下部的滲流溶洞。
滲流溶洞滲流溶洞的厚度與滲流帶
滲流溶洞的厚度,取決於滲流帶的厚度,後者的厚度則決定於該地區地質構造、地形和氣候特徵。
在切割微弱的平原地區,滲流帶的厚度通常不超過100米。在山區,厚度可達幾百米。這個帶內的水以下降滲流運動為主,它的補給條件取決於滲漏水、降水和地表水的滲入。隨着深度的增加,向下溶蝕作用就逐漸減弱。同時,近地表土壤層空氣中的CO2含量,有時要比空氣中的CO2含量高10-15倍,隨着向巖體內部深入,CO2含量也逐漸減少。總的説來,溶蝕作用最強烈的地方是在滲流帶的上部,因為那裏的水具有較低的礦化度和較高的侵蝕性。
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滲流溶洞滲流帶上部的滲流溶洞
這種滲流溶洞是在滲流帶上部由溶蝕作用而形成的溶洞。
滲流溶洞形態特徵
一般形體較小,多呈垂直管道狀,在局部層面附近可以形成近於水平或傾斜的袋狀洞穴,它們的外形取決於小型構造和巖性。在交叉節理發育的地區,多發育地下豎井。
滲流溶洞形成機理
總的説來,這一類洞穴,在平面上和縱剖面上是比較簡單的。如果滲流帶洞穴位於高原內部滲流帶很厚的地方,這裏洞穴就可以發育得比較大些,因而也常伴隨有洞頂部和洞壁崩塌體的產生。崩塌體產生過程是各種各樣的,但其結果常常是相同的,常是塊狀、板狀和薄片狀的崩塌體。塊狀崩塌體是多層的岩石碎塊組成的;板狀崩塌體由單一岩層組成;薄片狀崩塌體的規模要小得多,也是由一個層理的岩石體碎塊組成的、這種崩塌體常和碳酸鈣堆積物交替出現,形成一種特殊的洞穴堆積層,其厚度可以變化在數米到數十米範圍內。
這種由崩塌擴大的洞穴,很少發現跨度超過30米寬的大廳,因為只有極少數岩層才具有這樣大寬度間隔的節理,而且當洞穴上面岩層的厚度相當大時,洞頂就會產生相當大的壓應力,所以地表會發現不少因洞頂崩塌擴大而形成的漏斗和落水洞。
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滲流溶洞滲流帶底部的滲流溶洞
1、有較大的坡降。坡降的火小,視地下河的長度和水量的大小而異,也有不規則的,但坡降總是和山坡的坡度近似的。
3、存在流痕,它分佈在河流通道的邊緣,是一系列不對稱的凹穴,凹穴的向上段具有圓形的邊緣,頂端為較陡的坡度,向下段具有較尖鋭的形態,呈延長軸展布。這些流痕大小變化很大,然而在特定的位置上,它們的大小又比較一致。這種形態特徵可以作為水流方向的指示物,以鑑別已乾涸的廊道過去水流的流向。
4、地下河機械作用較強,表現於通道中常形成下切溝槽,底部侵蝕大幹頂部,也常因在洪水時期洞內全部充水而向上溶蝕,出現一些溶蝕鍋穴。
5、具有較粗的河流沉積物以及這些物質的磨蝕作用。沖積物質的粒徑,可以由粘土級到礫石級甚至巨礫級。物質的來源可以由落水洞或地表河流帶來。在具有較粗大的礫石級的地下河河牀底部,可以形成鍋穴或石臼,其中表現出非常集中的侵蝕作用,甚至形成一種特殊形狀的壺形沖蝕穴,它在橫斷面上通常似環狀或橢圓形,也可以成圓形。