碳酸盐岩裸露地表或近地表后将处于各种风化营力作用之下,最终将形成各种岩溶印迹。风化作用营力包括气温、空气中氧气和二氧化碳等的含量、地表和地下水及生物的机械和生物化学作用,包括碳酸、有机酸及其他无机酸的作用等。水无疑是碳酸盐岩最主要的机械和化学风化作用的营力,它不但可使地表或近地表碳酸盐岩破坏、溶解、搬运和再沉积(淀),形成各种岩溶地貌和近地表岩溶洞穴中的岩溶建造岩,或残留下地下岩溶洞穴系统,而且当携带氧、碳酸和有机酸等溶质的岩溶水到达水-岩界面处或进入到碳酸盐岩岩体内部后可发生各种化学反应,对岩体内部介质的PH值、Eh值及化学组分等的物理、化学条件起重要的调节作用,使碳酸盐岩内部发生淋滤、水化、水解和氧化作用等,使原岩矿物分解、破坏和重组生成新生矿物,发育成红色风化壳,甚至成铝土矿层。
简介碳酸盐岩裸露地表或近地表后将处于各种风化营力作用之下,最终将形成各种岩溶印迹。风化作用营力包括气温、空气中氧气和二氧化碳等的含量、地表和地下水及生物的机械和生物化学作用,包括碳酸、有机酸及其他无机酸的作用等。水无疑是碳酸盐岩最主要的机械和化学风化作用的营力,它不但可使地表或近地表碳酸盐岩破坏、溶解、搬运和再沉积(淀),形成各种岩溶地貌和近地表岩溶洞穴中的岩溶建造岩,或残留下地下岩溶洞穴系统,而且当携带氧、碳酸和有机酸等溶质的岩溶水到达水-岩界面处或进入到碳酸盐岩岩体内部后可发生各种化学反应,对岩体内部介质的PH值、Eh值及化学组分等的物理、化学条件起重要的调节作用,使碳酸盐岩内部发生淋滤、水化、水解和氧化作用等,使原岩矿物分解、破坏和重组生成新生矿物,发育成红色风化壳,甚至成铝土矿层。1
地表岩溶印迹今天,全世界经构造抬升裸露于地表的碳酸盐岩占陆地面积的12%。在干旱、半干少雨的气候条件下,碳酸盐岩岩溶作用发育较差,裸露地表后,不论是石灰岩或白云岩,其顶部仅有可能形成厚度不等的钙结壳。这些钙结壳主要由碳酸盐岩发生选择性溶解然后离析出来的碳酸钙组成,在年平均温度约18℃的热带、亚热带的半干旱或干旱环境中广泛发育。风携带的灰、粉砂可以加入到钙结壳中,有的钙结壳包含有植物和微生物参与作用。
相反,在热带、亚热带湿润气候条件下,处于表生裸露环境的碳酸盐岩将发生强烈的岩溶作用,不同的岩性发育的岩溶地貌也不尽相同。1
地下(近地表)岩溶印迹地下岩溶印迹最显著的特点是由含CO2为主的大气淡水溶蚀形成的洞穴。洞穴主要沿断裂方向发育在季节变动带和水平流动带或饱水带。潜水面在短时期内可因季节性降水量的变化而上下摆动。由上部渗流带越流下渗的大气淡水至该带后沿断裂转向呈水平方向的快速管道流,对流经的石灰岩发生溶解、迁移,并伴随着可以产生流水的侵蚀作用,从而形成洞穴。
岩溶溶洞中沉积并固化的机械沉积物、化学淀积物及其他搬运至溶洞中再堆积的物质统称为岩溶建造岩。根据岩溶建造岩的形成机制,结合我国岩溶型油气藏勘探实际,可将之划分为塌积岩、冲积岩、淀积岩和填积岩4类。1
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胡芳碧 - 副教授 - 西南大学