灰岩岩溶

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  全省灰岩出露面积达2.17万平方公里,该区有广泛分布。在灰岩分布区发育
岩溶。山东岩溶属北方型,分为地表岩溶和地下岩溶两种类型。
  (1)地表岩溶
  岩溶断块山地:分布于山区各断块凸起北侧,由寒武系灰岩和白云质灰岩组成,
一般为单面山地貌。海拔350~700米,经强烈风化剥蚀,形成凹凸不平的山脊,岩
溶裂隙较发育,常形成陡崖。中、下寒武统伏于山顶,形成桌状山,尤其是张夏组
灰岩,因下伏页岩风化后失去掌撑,产生崩坍,而形成悬崖峭壁(照片2-2)。
  岩溶丘陵:为单面山丘陵形态,广泛分布地表,发育有溶沟、溶槽、溶洞等。
相对高度100~200米。山形平缓,呈馒头状,山麓为黄土覆盖,冲沟、沟壁发育。
  残丘:由震旦系、寒武系组成低缓残丘,起伏高差10~15米,孤立分散于济南
一带山前平原及鲁西南嘉祥一带。
  溶蚀洼地:为四面环山、中间低洼、无地表水进出口的灰岩封闭洼地。汛期地
表水通过上部第四系向下渗入补给岩溶水。如淄博王寨盆地即是典型溶蚀洼地,面
积约20平方公里。
  干谷:灰岩地区的河流上游,如汶河、沂河、淄河等河上游河谷中,仅在汛期
有水流,平水期形成断流,只是一条有卵石与漂砾堆积的干谷。这是北方岩溶区的
特点(照片2-4)。
  溶背石:网状裂隙发育的厚层纯灰岩,产状平缓,表面相似,呈与水流方向一
致的流线形岩块,常成群分布在丘陵坡地上,远视似羊群躺卧。在济南、明水、莱
芜、滕州等处灰岩区常见(照片2-3)。
  溶蚀漏斗、落水洞:溶蚀漏斗使表流大量漏失渗入地下,通过垂直裂隙与地下
暗河相通或补给深部地下水。落水洞是连接地表水流与地下暗河的垂直管道,多发
育在构造破碎带或节理发育的灰岩地区。地表水流到溶蚀漏斗底部即全部漏失形成
断头河,造成地表缺水或无水现象。在淄博市南部源泉麻庄南3500米淄河河谷内,
有一溶蚀漏斗。洪水季节河水流经此处,表流产生漩涡,强烈渗漏,大部分地表水
转化为地下水。平水期河水流至此处全部漏入地下,使下游成为干谷,构成典型的
断头河景观。
  岩溶裂隙:多为北西、北北东、北东和东西等方向,一般分布在背斜核部及断
裂带附近。如淄博地区浅部溶蚀裂隙多而宽,深部少而窄,即裂隙发育随深度增加
而减弱。
  溶洞:与构造裂隙比较密切,洞穴多沿裂隙方向发育。如莱芜盆地苍龙峡洞壁
发育在断层挤压影响带附近。济南最大的东龙洞沿75~130度节理曲折延伸,全长
450米,洞最高处20多米。淄博朝阳洞全长1000余米,发育于中奥陶统灰岩中,洞
内石钟乳、石芽、石笋极为发育,形成多姿多态的奇特景观(照片2-5)。
  溶沟、溶槽:在地形平缓、层面裸露的中奥陶统厚层灰岩地区,灰岩岩层倾角
较小,北东、北西向节理裂隙发育,降水后沿层面形成散流地段,溶沟、溶槽均发
育。在山前平坦地带突起的短柱状即为石芽,形成地表崎岖不平的地形,如滕州幸
福庄的石芽地貌。
  (2)地下岩溶 一般溶洞多发育在标高负130~负150米以上,岩溶裂隙大多
数分布在负230米以上。一般由盆地边缘向中心、由单斜构造后端向前缘,岩溶发
育逐渐加强、变深的规律非常明显。溶沟、溶孔、溶蚀裂隙三者至地下互相连通,
错综复杂,构成一个裂隙、岩溶发育带,亦即灰岩主要含水段。据钻探资料,岩溶
发育深度一般在孔深200米以上,200米以下岩溶现象逐渐减弱。
  地下溶洞:多发育在中奥陶统厚层灰岩中,以构造破碎带较发育。如淄河断裂
带于地面下44~45.5米见1.5米溶洞;沿神头~西河断裂的西神头一带,地面下
60米处见直径10米的大溶洞。远离断裂带则不发育。在钻探进尺中,遇溶洞会发生
自动落钻,突然漏水、涌水等现象。如在莱芜顾家台矿区钻孔施工中,遇一直径9
米的溶洞,突然掉钻。溶洞常与溶孔伴生,溶孔直径一般小于10厘米,多为1~5厘
米。溶孔内有些无充填物,有些被方解石晶簇或粘土充填。许多溶孔进一步发展构
成蜂窝状或网格状洞穴,部分溶洞被充填或半充填,充填物主要为砂或红色粘土、
粘质砂土。
  溶蚀裂隙:宽度一般几厘米至十几厘米。主要由岩石节理、裂隙被地下水长期
溶蚀、不断扩展延伸所致。溶蚀裂隙在水位以上大部分有红色粘土或粘土夹碎石等
充填,水位以下常有方解石充填。溶蚀裂隙是沟通溶洞、溶孔的主要通道。