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IP属地：贵州
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1、黔东南白云岩地区岩溶发育机制研究张良平，李爱国，宋斌长江岩土工程总公司（武汉）Zhang Liang-ping，Li Ai-guo，Song Bin （Changjiang Geotechnical Engineering Corporation, Wuhan ） 【摘要】贵州碳酸盐类岩石分分布面积占全省80%左右，其厚度占地层总厚的50-70%。以石炭系和二迭系岩层岩溶发育最强。根据岩溶层组的岩性特点，出露面积，构造条件和岩溶发育程度，对岩溶发育强度进行分区，将全省划分为强烈发育，较强发育，中等发育及弱发育四个大区1（图0-1）。本文以下溪水库工程区岩溶研究为实例，来分析黔东南地区寒武系白云
2、岩出露区岩溶发育机制。提出了影响Abstract: 【关键词】白云岩 风化剥蚀速率 化学溶蚀速度 岩溶发育机制 岩溶发育强度 Key words: Dolomite，Rate of weathering and denudation，Chemical corrosion speed，Karst development mechanism，Karst development intensity0、前言黔东南自治州位于贵州东南部，地处东经1071810935，北纬25192731，东邻湖南省，南接广西，现辖16个县市，面积30302平方公里，水资源丰富，水能理论蕴藏量210万千瓦，可开发量约125
3、.2万千瓦。位于黔东南镇远、凯里、三都一线以东地区，传统上划定为非岩溶区（V）1，区内极少或无岩溶地貌发育。随着境内社会经济发展，交通、旅游、中小型水电水利工程开发加快建设，对该区域的岩溶发育状况的研究也进一步加深，研究评价黔东南地区岩溶发育有着深远意义，对工程项目的实施也有着技术指导意义。图0.1贵州省岩溶发育分区图（注：1 摘自贵州省水文地质志）1黔东南区域地质背景1.1地层岩性黔东南地层发育齐全，自元古界至第四系均有出露（图1.1、表1.1）。上元古界（Pt3）地层大面积出露于三都凯里镇远玉屏一线以东（江南区（），主要是陆源碎岩为主，次为火山岩及火山碎屑岩，少量碳酸盐岩，大部分已变质为绿
4、色。过渡区内少量分布。震旦系（Z）以海相碎屑沉积为主，过渡区内为粘土夹碳酸盐岩、中粗碎屑岩及细屑岩为主，江南区为炭质岩、硅质岩、杂砾岩为主。寒武系（）下统由碎屑岩组成，其余以海相碳酸盐沉积占优势。奥陶系（O）地层黔东南地区为台地边缘相，以碳酸盐岩为主，伴有碎屑沉积，江南区仅出露于三都一带，上统和中统大部分缺失，主要为斜坡相碳酸盐岩和碎屑岩。志留系（S）：属于凯里三都分区，主要分布于施秉以南、黄平麻江都匀山以东、台江雷山三都以西，地层发育不全，以壳相碎屑岩为主，夹少量碳酸盐岩，岩相分复杂，底部为底砾岩。泥盆系（D）：泥盆系地层全属扬子地层区凯里小区，为滨岸沉积，下统及中统大部为陆源碎屑岩，中统顶
5、部及上统为白云岩。区内主要出露上泥盆系（D3）薄层灰岩、石炭系（C）：分布较少，仅出露于三都都匀以北、福泉台江以南地区及黎平以东大部，主要是暗色碳酸盐及硅质沉积。二叠系（P）：上统（P2）主要为碎屑岩和石灰岩，呈近南北向，砂页岩夹煤及燧石灰岩、玄武岩、灰岩夹页岩及薄煤层；下统（P1）主要为碳酸盐岩，以灰岩夹白云岩与砂页岩，岩相呈近东西向分布。主要分布于贵阳都匀一带及黎平天柱一带。三叠系（T）：以海相沉积为主，黔东南地区出露较少，以下三叠系（T1）灰岩及砂页岩、薄层灰岩及白云岩、砾屑灰岩、泥灰岩及页岩为主，分布于黎平天柱一带小部区域。侏罗系（J）：为陆相红色岩系，地层发育不全，天柱一带仅出露中侏
6、罗统（J2），以一套紫红色为主的石英长石砂岩夹粉砂质泥岩、粉砂岩。白垩系第三系（KE）：零星出露于黄平、台江、镇远、榕江小部地区，属山间断拗或断陷盆地沉积，上白垩系（K2）砖红色砾岩、含砾砂泥岩；K未分：含砂岩、石英砂岩夹泥岩；第三系：N含砂砾粘土岩夹褐煤E：褐红色砾岩、含砾砂泥岩夹煤线第四系（Q）：冲积砂、砾及冲洪积砂、粘土；冰碛泥砾。 图1.1 黔东南地质构造略图（根据贵州省1：150万地质图绘制）表1.1 黔东南地区地层简表地层单位岩性描述地层单位岩性描述系统代号系统代号白垩系上统K2砖红色砾岩、含砾砂泥岩志留系中统S1-2中统为砂质页岩夹砂岩侏罗系上统J2泥岩、粉砂岩与长石石英砂岩互层
7、下统S1砂质页岩夹薄层灰岩、生物灰岩三叠系中统T2白云岩、灰岩夹页岩，砾屑灰岩、藻灰岩、石英砂岩、粘土岩奥陶系下统O1灰岩、白云岩及砂页岩；砂页岩夹灰岩下统T1灰岩及砂页岩、薄层灰岩夹白云岩。灰岩、泥灰岩及页岩并层O中上统为页岩、炭质页岩、泥灰岩二叠系上统P2砂页岩夹煤及燧石灰岩、玄武岩：灰岩夹页岩及薄煤层寒武系上统3白云岩、灰岩及砾屑灰岩；泥灰岩、页岩及砾屑灰岩下统P1灰岩夹白云岩与砂页岩中统2白云岩夹砂岩；白云岩、灰岩夹砾屑灰岩；页岩夹灰岩石炭系上统C2灰岩及白云岩，上部砂页岩夹泥质灰岩下统1硅质岩、炭质页岩、砂页岩及灰岩下统C1下部为灰岩夹页岩及砂页岩夹煤或铝质岩，上部为灰岩、白云岩震旦
8、系上统Z2隐藻白云岩、磷块岩：粘土岩夹白云岩及硅质岩泥盆系上统D3灰岩、白云岩，硅质岩夹灰岩下统Z1杂砾岩或砾石质泥岩、砂岩夹粘土岩，含锰质中统D2灰岩夹泥质灰岩及砂岩上元古界板溪群Pt31bx变余砂岩、砂质板岩、变余凝灰岩、绢云母板岩下统D1-2蟒山群石英砂岩夹砂质页岩1.2地质构造黔东南地区凯里岑巩玉屏铜仁一线以西位于扬子准地台黔北台隆-遵义断拱-贵阳复杂构造变形区（1A3区），三都凯里以西、凯里贵定以南一带小部属黔南台隆贵定南北向构造变形区（21区）；三都凯里玉屏一线以东位于华南褶皱带（）。、两大区之间以施洞口断层为界，变形样式是渐变过渡的，与中、上寒武相变地带走向一致。 1A3区（贵阳
9、复杂构造变形区）出露地层主要为下古生界及前寒武系，褶皱舒缓开阔，枢纽波状起伏急剧，背斜高隆地段常呈穹窿状或短轴状，褶皱轴向主要为北北东，褶曲形态以舒缓开阔型为主，两翼对称，倾角一般只有1020，主干褶曲跨幅多10km，长度40km。向斜多被走向断层破坏，背斜枢纽起伏急剧，高隆地段常为穹窿状。卷入地层主要为寒武系，背斜高隆地段有青白口系，个别出露梵净山群。黔东南21区（贵定南北向构造变形区）分布于东北部，以北东向构造及近东西的弧形构造为主，构造线方向近于北东并多有S形弧形弯曲。华南褶皱带（区），构造线方向主要为北东向，以长条脊状褶曲为主。褶皱主体为北东向长条脊状，两翼大多对称，倾角多1020，少
10、数10或30。单个皱曲跨幅510km，长度多40km。2黔东南地区岩溶发育特点三都凯里台江镇远玉屏一线以东主体属江南造山型褶皱带，地貌上以剥蚀中山、低山、丘陵为主，强切割的侵蚀中山主要分布于雷公山一带，出露地层以上元古界变质岩系为主，该线以西位于黔中丘原盆地边缘，以岩溶丘陵的开阔的溶蚀盆地为主，其次为峰丛谷地、洼地，其中台江三穗玉屏一线带状广泛分布寒武系、奥陶系碳酸盐岩类，地貌上以峰丛谷地主；玉屏凯本一线东北部属低山丘陵区，地势西高东低、南高北低，山脊呈北北东向与构造走向一致，以岩溶低山、丘陵、洼地等岩溶地貌为主。岩溶多发育以灰岩、白云岩，白云岩组成的平缓褶皱的核部，岩溶形态有：溶洞、地表溶沟
11、、溶槽及溶缝或溶蚀裂隙等。2.1白云岩地区岩溶类型溶洞、地表溶沟、溶槽及溶缝或溶蚀裂隙等。（1）溶洞：形态各异，规模大小不等，小者仅0.5m左右，大者呈走廊状，洞内无充填，洞壁干燥，见钟乳石及灰华沉积。该地区均有分布，如镇远县的青龙洞、岑巩县的雾龙洞、黄平的浪洞等(图2.1a）。（2）溶沟、溶槽：主要发育在两岸斜坡地带，其发育方向受裂隙控制，一般深13m，宽0.52.0m，局部与地下溶缝相连，深达45m，多数被碎石和粘土充填(图2.1b）。 a溶洞 b溶沟图2.1 下溪水库坝址区岩溶类型照片（3）溶缝、溶蚀裂隙：主要沿陡裂隙面、缓倾角层面溶蚀，一般呈长、高数米，宽厘米级至数米的狭缝，地表多见无
12、充填或充填粘土，或溶蚀风化呈白云砂状，局部延伸至地下溶洞；地层深部局部溶蚀，溶蚀范围及强烈程度有限，岩体层岩屑夹岩块状或岩块夹岩屑状(图2.2）。 a溶缝 b溶蚀裂隙图2.2 下溪水库坝址左、右岸溶蚀裂隙典型照片（4）深部岩溶 1）溶洞：通对已建、在建水利工程勘察资料统计分析，深部岩溶多受构造影响，沿结构面发育，埋藏多810m，充填碎石土等(图2.3）。图2.3 下溪水库坝址区钻孔揭露溶洞岩芯典型照片（左为钻孔录像柱状图，右为钻孔录像展开图）2）层间破碎溶蚀缝层间破碎溶蚀缝多表现为水平方向，是岩溶地区地下暗河发育初期，通过对下溪水库钻孔岩芯及钻孔录像判译统计，层间破碎溶蚀缝共71个/16孔，左
13、岸9个，河床42个，右岸20个。多为局部溶蚀，溶蚀范围及强烈程度有限，岩体呈岩屑夹岩块状或岩块夹岩屑状(图2.4）。图2.4 坝址区钻孔揭露层间破碎溶蚀缝图（左为钻孔录像柱状图，右为钻孔录像展开图）2.2白云岩地区岩溶发育规律（1） 分区性岩溶的分区性主要表现在平面分布的沿构造形迹分布的方向性、和对岩性的选择性两个方面。以对玉屏至岑巩境内暗河、溶洞、溶沟（槽）及深部溶蚀带的统计为例7（7贵州省玉屏朱家场地区水资源分布图），溶洞均发育在细晶中晶白云岩及灰岩分布地段，构造部位上选择了区域断层交汇处及褶皱的转折端处，地貌上分布于河谷的陡倾角裂隙发育密集的顺向坡一岸，而层间破碎溶蚀缝发育部位，则选择了
14、有利于降雨入渗与地表水水位范围内。表2.1 黔东南地区岩溶发育统计表位置岩溶类型说明构造部位暗河溶洞雷打坡（白水洞）2条出水型溶洞1个暗河相通，出露O1h、O1t桐梓组灰岩、白云岩，源头为白云岩，施洞口断层，三穗向斜西翼韭菜塘2条进水型溶洞2个，出水型溶洞1个，暗河相通，为鸭溪沟源头，地层为3q泥质、灰质白云岩盘山背斜核部转折端姚家冲一带4条进水型溶洞2个，出水型溶洞1个，暗河相通，暗河地层为3q组泥质、灰质白云岩下溪水库/地表、钻孔揭露溶洞21个，溶沟（槽）3个；层间溶蚀带71处地层为2s细中晶白云岩小堡断层南侧，盘山背斜北翼黄平1个（浪洞）地层为1l细中晶白云岩郎洞断裂镇远1个（青龙洞）地
15、层为1l细中晶白云岩镇远枢纽断层与瓮哨断层间；哨山向斜南端（2）垂直方向的多层性、衰减性以下溪水库岩溶垂直分布规律为例（图2.5)。揭露溶洞最低底界线高程为368.35m，最高顶界线高程为451.05；分布在高程378m以下的1个，378m410m之间的共11个，410m416m之间的共1个，416m以上的共8个；层间破碎溶蚀缝最低高程为325.8m，最高约为447.9m；分布在高程378m以下的47个，378m410m之间的共16个，410m416m之间的共5个，分布在416m以上的共3个。岩溶发育强度上从溶洞溶沟（槽）溶蚀裂隙层间溶蚀带逐步衰减，至河流侵蚀基岩底面之下，地下水交替活动较弱，
16、溶蚀多表现为溶滤。1.地表溶洞投影 2.钻孔揭露高大于2m的全充填溶洞 3.钻孔揭露高大于2m的全充填溶洞投影4.钻孔揭露高小于2m的全充填溶洞5.钻孔揭露高小于2m的全充填溶洞投影6.钻孔揭露层间破碎溶蚀缝 7.钻孔揭露层间破碎溶蚀缝投影图2.5 下溪水库坝址区岩溶发育投影图3、黔东南白云岩地区岩溶发育机制3.1岩溶发育影响因素3.1.1矿物组分通过对在建下溪水库岩溶发育研究，对坝址区、料场取样8组进行岩石矿物组分鉴定发现,纯度较高的白云岩X衍射线下可见溶孔；纯度较低的白云岩多含10%20%碎屑、含泥、含藻、具藻腐孔结构(表3.1)。藻屑或砾屑白云岩成岩的后生变化使得岩石表面在自身溶解作用表
17、现为有较多不规则溶孔，这些都为今后漫长的地质时期岩溶化提供了基础。表3.1下溪水库工程寒武系白云岩矿物鉴定成果孔号孔深（m)定名结构构造矿物组分含量（%）镜鉴结果CZ2-118.75-18.8含泥的中细晶白云岩含泥的中细晶结构40%呈不规则斑块状分布的中晶白云石，有净边形成50%均匀分布的细晶白云石，晶粒中有较多残存的泥质，晶粒间接触紧密10%零散分布在白云石间隙中的泥质CZ2-219.9-20.0中细晶白云岩中细晶结构，有少量不规则溶孔100%中晶细晶白云石，晶粒较脏，多残存泥质及少量微晶方解石，晶粒间接触紧密，粒径0.1-0.5mmCZ16-112.7-12.75富藻腐孔的砾粉砂级藻粒屑细
18、粉晶白云岩基质具细晶粉晶结构的富藻粒屑及藻绿体结构，富藻腐孔构造10%零星分布的富藻灰岩内碎屑，藻鲕，粒径0.5-6mm20%零散均匀分布的富藻，团粒及藻斑点，粒径0.05-0.3mm25%均匀分布的细晶白云石粉晶白云石30%不规则斑块状分布的藻腐孔，孔径2-5mm，其中已填充中晶白云石15%残存的零散分布的藻绿体CZ16-213.2-13.25纹层状藻粒屑细晶粉晶白云岩及富藻腐孔的藻云岩基质具细晶粉晶结构的纹层状藻粒屑及藻绿体结构，带状及不规则分布的藻腐孔构造。3%零星分布的棱形石，粒径0.3-0.6mm20%零散均匀分布的藻团粒及藻斑点，粒径0.05-0.3mm17%在少粒屑部位，可见少量
19、残存的由微晶方解石（白云石）组份的藻绿体30%富粒屑部分，基质由细晶粉晶白云石组成30%少粒屑多藻绿体部分，由于形成较多藻腐孔，孔中充填粗晶中晶白云石，孔径2-4mmCZ10-223.0-23.1含内碎屑核形石中粉晶白云岩基质具中晶粉晶结构的含粒屑结构15%零散分布的园椭园状少圈层的核形石，粒径0.3-1.5mm10%内碎屑包粒，次园状，粒径3-6mm30%零散斑块状分布的中晶白云石45%均匀分布的粉晶白云石LZK2-239.4-39.6细层状含藻斑点中细晶白云岩含藻斑点的中、细晶结构，近水平细层及纹层状构造10%呈细纹带状富集的藻斑点，纹带厚0.5-1mm20%呈细纹带状分布的中晶白云石70
20、%呈纹带状均匀分布的细晶白云石LZK3-341.8-42.0核形石藻团粒藻包粒中细晶及粉晶白云岩基质具中细晶及粉晶结构的粒屑结构，近水平细层及纹层状构造25%零散分布的砾级藻包粒及藻团块，其中包裹较多细砂级藻团粒及中砂级藻团块，5%零散分布的棱形石，粒径0.5mm10%零散分布的细砂级藻团粒40%呈近水平纹带状分布的细晶粉晶白云石, 粒径2-8mm20%呈断续纹带状分布的中晶白云石LZK5-1160.5-60.7基质具泥及粉晶结构的砾状内碎屑结构基质具泥及粉晶结构的砾状内碎屑结构40%零散分布的次角状细晶白云岩内碎屑，粒径5-10mm60%粉晶白云石+少量泥质从下溪水库钻孔揭露溶洞发育部及岩性
21、分布规律看，主要发育在微晶白云岩中，或微晶白云岩与鲕状白云岩、砂屑白云岩接触带的微晶白云岩一侧，而在鲕状白云岩和砂屑白云岩中，溶洞发育较少。但其砂屑白云岩风化速度却比隐晶质白云岩快得多，风化强烈得多。 表3.2 下溪水库不同岩性中溶洞发育状况统计岩溶类型位置岩性微晶白云岩鲕状白云砂屑白云岩或不同岩性接触带n/N%n/N%n/N%n/N%溶洞右岸11/2064.70/200/206/2035.3层间岩溶裂隙左岸3/933.33/933.30/93/933.3右岸10/2047.05/2023.51/206.04/2023.5河床33/878.60/80/89/821.4合计46/4764.78/
23、侧发育次一级同向褶皱，如蕉溪背斜、肖山向斜、龙田背斜等，褶皱大多由寒武系白云岩组成，褶皱束长达数十公里，岩层倾角普遍较缓；21区（贵定南北向构造变形区）东北部的黔东南地区，是以挤压型的南北向构造为主，北东向构造及近东西的弧形构造，构造线方向近于北东并多有S形弧形弯曲。华南褶皱带（区），构造线方向主要为北东向，以长条脊状褶曲为主。褶皱主体为北东向长条脊状，两翼大多对称，倾角多1020，少数10或30。单个皱曲跨幅510km，长度多40km。白云岩锻烧后的产物为CaO、MgO，张斌等在研究石灰石/白云石循环吸收C02能力时，通过锻烧试验，得到了700750/5MPa条件下，碳酸化阶段吸收C02能力
24、为白云岩要高于石灰石，试验结果表明循环第8次时石灰石对CO2的吸收能力0.24g/g(20%水蒸汽）、0.18g/g（无水蒸汽），而黔东南地区历次构造运动挤压时产生的巨大能量为白云岩早期岩溶化提供了物理力学氛围。3.1.3降水（1）降水强度黔东南地区属亚热带季风湿润气候区，暴雨出现时间最早4 月，最晚10 月，各年的降水量主要集中在48月，5个月降水量占全年降水量的65.6%。据天马站、岑巩站、玉屏站、水尾站、下司、施洞、石灰厂等7个雨量站自19592010 年实测资料统计，区内年最大暴雨量多年平均年降水量1136.6mm，多年日平均降雨量8090mm，最大日降雨量为2007 年7 月25日，
25、天马站135.3mm、岑巩站155.7mm、玉屏站155.7mm、水尾站91.6mm，在贵州省暴雨地区分布上，黔东南地区位于一般暴雨区域内。（2）水力作用对岩溶发育的作用地表岩溶的发育过程，可简化为具有明渠水流特征的坡面流对坡面的侵蚀过程，其中水力剪切起决定作用，初期表现为水土流失形成细沟，后期演变为浊流对沟槽冲蚀。出露于地表的构造部位（如断层破碎带、裂隙密集带）经过水力的冲蚀、搬运、堆积，往往可形成溶沟（槽）、石芽，岩溶发育规模取决于水流的侵蚀力。对地表岩溶发育初期，吴永10等人在研究水土流失时，通过对降雨作用下坡面水流的侵蚀力机理研究，对曼宁公式进行推导，得出降雨作用下低速坡面水流的侵蚀力
26、及坡面物质的抗侵蚀力表达式-1、式-2。侵蚀力10（式-1） 浸泡状态下抗侵蚀力（式-2）式中：为坡角，为雨滴方向与坡面法向夹角；n为坡面粗糙度（mm）；L为距离坡顶距离（m）； k为坡比，H为坡面宽度（m）；I为降雨强度（mm/h）；L为水体容重（g/cm3）； S为颗粒重度（g/cm3）；为坡面物质内摩擦角而后期沟槽的冲蚀强度可用水力学计算方法求得，形成地下不同的岩溶形态：取决于冲刷深度。深部层间溶蚀带的形成，其过程可理解为一个有压的渗流场的渗透破坏内与地下水的溶蚀作用相结合的漫长过程，往往岩溶发育强度较弱，也可简化为有压隧洞的水力模式进行相关参数计算。3.1.3岩溶含水岩组水理性1）水化
27、学性质黔东南地区岩溶水以溶洞裂隙水及网状裂隙水为主，赋存于寒武系上统石冷水组第三段各类白云岩中，地下水化学类型主要为HCO3-Ca-Mg或HCO3 -Mg-Ca型(表3.2),游离CO2含量2.02-17.6mg/L，侵蚀性CO2含量3.61-7.04mg/L。 表3.2 下溪水库坝址区水质分析简表编号取样位置取样深度（m)试验项目Ca2+Mg2+K+Na+Cl-SO42-HCO3-PH值矿化度游离CO2侵蚀性CO2mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L-mg/Lmg/Lmg/LSY1毛狗洞水库地表水61.7237.453.4510.615.37347.137.21475.724.0
30、 2SO2+O2=2SO3 SO32-+CaCO3=CaSO4+CO2这一水化学性质表明岩溶含水层的补给、排泄条件、流速等水循环要素成为白云岩溶蚀现象发生的重要因素。张良喜、赵其华等11对西南地区某工程取白云岩不同尺寸试块（60306mm、30306mm、30156mm）进行试验，通过控制水溶液pH值（以每2d更换一次水溶液方式），测得白云岩在弱酸环境下（稀硫酸溶液及稀盐酸溶液）的溶蚀速率为10-4gcm-2d-1级，进而分析得出结论：稀盐溶液环境下比稀硫酸溶液下溶蚀启动速率要大，试样尺寸对平均溶蚀速率影响较小，水环境因素中水循环速度占主要因素。进一步证明了白云岩溶蚀的水理特性。3.2白云岩地
31、区岩溶发育过程岩溶的发育历程大致分4个阶段：1白云岩成岩过程中在压溶作用下自身的岩溶化，同时经历了物理风化、化学风化；2构造运动过程中的挤压产生的巨大热能是对白云岩岩体反复锻烧的过程，过程中白云岩不断转化为CaCO3并吸收空气或水中侵蚀性CO2岩溶化；3构造运动使得岩体结构发生变化，岩体产生众多裂隙、断层碎带，使之大气降水能更顺利地入渗，在水力作用、水化学作用下加速白云岩的溶蚀，形成岩溶孔腔；4岩溶孔腔的堆积、填充阶段。上述岩溶发育阶段中，阶段1风化作用作为主，阶段2、3中构造运动的影响起决定性作用，因此，评价岩溶发育速度可概化为2个指标：构造运动的强度、风化剥蚀速度。4、岩溶发育速度分析从白
32、云岩地区岩溶发育机制分析中，控制岩溶发育速度的主要因子为1、构造运动强度、化学侵蚀速度、风化速率、坡面流的侵蚀强度、按多重分形理论对黔东南地区白云岩岩溶发育速度进行评价。不是简单的分维数的迭加，假定岩溶带，对长期风化速率和当前风化速率的研究，常常紧密结合在一起，当前风化速度率放置于整个岩溶发育演变过程中，它都具有自似性，只不不过是构造运动的产生，改变或加剧了整个过程，使得整个过程由一个非线性关系曲线变为分段的非线性演变。而当前研究的岩溶现象的规模包含了坡面流侵蚀强度、化学溶蚀速率、基岩风化速率、构造运动强度等信息，因此，不管运动期次多次，构造强度大小，均可用数学表式表达为长期风化速率：10（式
33、-1）（式-2） 式中：V0为构造动期初岩溶发育速度，ki为第i次构造运动影响系数；坡面流侵蚀强度；RW为基岩风化速率；Ccs化学溶蚀速度；其余符号同前。（1）风化剥蚀速率 冶金行业大量锻烧试验表明，白云岩的物理风化是基于白云岩热分解机理分解为氧化镁和氧化钙,继而与化学风化（溶蚀风化）共同作用决定。由于不同产地的白云岩化学组分中,除了主要成分碳酸钙、碳酸镁外,还含有其它不同组分,而各组分的热分解温度、分解机制不同,虽然都会使白云岩热分解机理和活化能值产生差异，但浅层岩体风化溶蚀主多以均匀风化特征为主。窗体顶端窗体底端目前对于风化剥蚀速率的评定于研究，国内外学者常采用PROFILE模型、Sr同位
34、素比值法、元素损耗和输入输出指数法及更为直观的测量法。主要是通过试验室通过模拟岩石风化环境测得一系列数据。（2）构造运动影响系数的确定通常把断裂的级别、断层切割深度、相应地壳抬升下切幅度等指标来判定构造动运动的强度。黔东南地区自寒武系以来经历武陵运动都匀运动广西运动喜山运动等多次构造运动，形成了北北东向一级断裂松桃榕江深断裂、近东西向多期复活断裂镇远断裂、大马场断裂及两侧次级断裂及褶皱。黔东南主要断裂分布一览表（此表可删示否）断裂名称断裂性状构造运动松桃榕江深断裂一级断裂它是贯空我国南北的大兴安岭太行山武陵山重力梯级带南段，贵州省内呈北北东向延伸，该断裂是扬子准地台与华南褶被带的分界线。断裂带
35、两侧岩相、建造变化很大，特别是震旦、寒武、奥陶系的沉积相均受期控制，沿断裂带经镇远、雷山至从江，地表出露超基性岩体，其物质来源为上地幔，说明断裂切穿硅镁层，导致上地幔物质沿断裂上升。武陵运动镇远断裂东西向多期复活断裂有两条平行延展的东西向断裂，此称蕉溪断层，面为镇远断层，两侧伴生若干次级同向断裂，合称为镇远断裂带。东西延长约100km，两断裂间距小于5km，断面倾向南的高角度正断层，错断了北北东向一组褶铍，东西两侧与北北向断层反接复合，切割下江那种至三叠系地层，断距约200-1000m，形成于都匀运动，广西运动和燕山运动时又多次活动，大马场断裂走向近东西，延长60km，东段断面倾向北，西段倾向
36、南，倾角80，切割寒武第侏罗系地层，破碎带宽2-20m，为压扭性断裂。构造运动影响系数（ki）取值采用按下式计算综合得分确定（表4.1）。ki=0.2L1+0.13H+0.15T+0.2B+0.19N1+0.13N2构造运动影响系数ki取值表评价因子长度切割深度运动时限断裂带宽次级断裂条数褶皱数量级LHTBN1N2权重0.20.130.150.20.190.13经综合分析，得出黔东南白云岩地区岩溶发育强度为mmkm-2a-1。5、白云岩地区岩溶问题及对策黔东南地区依据其碳酸盐地层分布情况及岩溶地貌出露，国内外学者几乎一致认为为非岩溶地区，然而从区内目前工程建设进展情况来看，白云岩出露地区的岩溶问题以及因此带来的工程地质问题应引起我们的再认识。以岑巩县下溪水库工程以例。下溪水库是一座集灌溉、供水为一体的综合性工程，水库总库容2621万m3。水库正常蓄水位416.00m，工程为等工程，工程规模为中型。坝址出露寒武系中统石冷水组薄层中厚层状微晶白云岩，勘探揭露两岸岩体中陡倾角裂隙发育，岩体破碎，地质调查及钻孔揭露有11个溶洞和14个层间破碎溶蚀缝位于416m高程以下。溶洞及埋深浅的破碎溶蚀缝多属中等强透水性。岩体透水率小于5Lu岩体顶界线埋深31103m，且在小于5Lu岩体顶界线下局部仍存在中等强透水层。右岸存在坝基及绕坝发生渗漏的问题。河床坝基下存在多
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