岩溶发育条件与影响因素

1.岩溶发育的基本条件

岩溶发育必须具备 4 个条件：可溶岩层的存在；可溶岩必须是透水的；具有侵蚀能力的水；水是流动的。

可溶性岩层是发生溶蚀作用的必要前提，它必须具有一定的透水性，使水能进入岩层内部进行溶蚀。纯水对钙、镁碳酸盐的溶解能力很弱，含有二氧化碳及其他酸类时，侵蚀能力才显著提高。具有侵蚀能力的水在碳酸盐岩中停滞而不交替，很快成为饱和溶液而丧失其侵蚀性，因此水的流动是保持溶蚀作用持续进行的必要条件。

岩石的可溶性 岩石的可溶性取决于岩石的岩性成分和结构。

按岩性成分，可溶岩可划分为易溶的卤素盐类、中等溶解度的硫酸盐类和难溶的碳酸盐类。卤素盐类及硫酸盐类虽易溶解，但分布面积有限，对易溶的影响远不如分布较广的碳酸盐类岩石。碳酸盐岩由不同比例的方解石和白云石组成，并含有泥质、硅质等杂质。纯方解石的溶解速度约为纯白云石的2倍，故纯灰岩地区的岩溶最为发育，白云岩次之，硅质和泥质灰岩最难溶蚀。

结构不同的碳酸盐岩以生物礁灰岩最易溶蚀，它主要由生物碎屑组成，孔隙大且多。经过重结晶作用的亮晶碳酸盐岩，孔隙度小，最不易溶蚀。经受白云岩化的白云质灰岩、灰质白云岩等，虽然增加了较难溶的白云石，但是，由于方解石白云岩化后体积变小，孔隙度增大，有利于发育分布均匀的溶蚀小孔，多形成岩溶中等发育的均一含水层。

岩石的透水性 碳酸盐岩的初始透水性取决于它的原生孔隙和构造裂隙的发育程度。厚层质纯的灰岩，构造裂隙发育很不均匀，各部分初始透水性差别很大，溶蚀作用集中于水易于进入的裂隙发育部位；薄层的碳酸盐岩，通常裂隙发育比较均匀，连通性好的层面裂隙尤其发育。

水的溶蚀性 水的溶蚀性主要决定于水溶液的成分。含有碳酸的水，对碳酸盐类的溶蚀能力比纯水大得多。水中二氧化碳的含量受空气中二氧化碳含量的影响，水中二氧化碳的含量越多，水的溶蚀力越大。其化学方程式为：

另外，水中二氧化碳的含量与大气中的二氧化碳含量及局部气压成正比，而与温度成反比。这样地壳上层的水的溶蚀能力比地表水及地下深处的水的溶蚀能力更强，尤其是地壳上层经强烈的生物化学作用生成侵蚀性碳酸，加强了地壳上部水的溶蚀能力。但是，地球化学作用的影响也促进了深部岩溶的发育。

水的流动性 水的溶蚀能力与水的流动性关系密切。在水流停滞的条件下，随着二氧化碳不断消耗，水溶液达到平衡状态，成为饱和溶液而完全丧失溶蚀能力，溶蚀作用便告终止。只有当地下水不断流动，与岩石广泛接触，富含二氧化碳的渗入水不断补充更新，水才能经常保持溶蚀性，溶蚀作用才能持续进行。(www.xing528.com)

2.影响岩溶发育的因素

影响岩溶发育的因素很多，除上述基本条件外，地质的因素还有地层（包括地层的组合、厚度）、构造（包括地层产状、大地构造、地质构造等），地理因素有气候、覆盖层、植被和地形等。其中，气候因素对岩溶影响最为显著。

气候影响 从大范围来说，气候是影响岩溶发育的一个重要因素。气候温湿的我国南方，岩溶远较干燥寒冷的北方发育。据统计，广西中部可溶盐的年溶蚀量为 0.12～0.3 mm，而河北西北部仅为0.02～0.03 mm，两者相差达6～10倍。湿热气候下植被发育，土层生物化学作用强烈，水中富含碳酸及有机酸，又有充沛的降水量，大量富有侵蚀性的水，提供了强大的溶蚀能力。

地层的组合、厚度及产状的影响 根据地层组合特征，碳酸盐地层可粗略地分为：由比较单一的各类碳酸盐岩层组成的均匀地层；由碳酸盐岩层和非碳酸盐岩层相间组成的互层状地层；以非碳酸盐为主，间夹有碳酸盐类岩层的间层状地层。不同的组合特征构成不同的水文地质断面，同时也控制了岩溶的空间分布格局。在均匀状地层分布区，岩溶成片分布，且发育良好，如广西的阳新统、马平统地层分布区。在互层状地层分布区，岩溶呈带状分布，如贵州北部。而间层状地层分布区，岩溶只零星分布，如广西西北部。

在巨厚层和厚层碳酸盐类岩层中，一般含不溶物较少，结晶颗粒粗大，因此溶解度较大，加之张开的节理裂隙发育，岩溶化程度较剧烈；而薄层碳酸盐类地层则相反。

岩层产状主要由于控制地下水的流态，而对岩溶的发育程度及方向有影响。如水平岩层中岩溶多水平发育；直立岩层区岩溶可发育很深；倾斜岩层中，由于水的运动扩展面大，最有利于岩溶发育。

构造的影响 岩溶发育与地质构造关系甚为密切，很多典型岩溶区均受构造体系控制。断裂及褶皱构造均有利于岩溶发育，尤其是断裂构造发育的地区，沿断裂破碎带岩溶发育较为强烈。断层的规模、性质、走向、断裂带的破碎及填实状态，都和岩溶发育密切相关。例如，张性断层带，岩体较破碎，断层裂隙宽大，破碎带内多断层角砾岩，透水性强，有利于岩溶发育。一般其上盘的岩溶发育程度常较下盘显著。压性断层的破碎带，常形成大量碎裂岩、糜棱岩，胶结好，孔隙率低，呈致密状态，其构造面常起隔水作用。但在断层两端，裂隙发育，常形成富水地段，因此岩溶发育。

褶皱构造对岩溶发育的影响：一是控制水流的循环动态；二是由于褶皱区的裂隙发育特点的影响。例如，背斜构造为山时构成补给区，呈谷时构成汇水区，都因裂隙的发育而促进岩溶的发展。在背斜的轴部和倾伏端，岩溶发育最强烈，向两翼逐渐减弱。向斜构造区由于裂隙发育、地下水及地表水的汇集而形成特定的水循环交替条件，因此在其轴部及向斜翘起端，岩溶最发育，向两翼逐步减弱。