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湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶发育特征及其构造控制

姜文 柏道远 尹欧 杨帆 彭祖武 钟响 李彬 李银敏

姜 文,柏道远,尹 欧,等.湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶发育特征及其构造控制[J].中国岩溶,2022,41(1):1-12. doi: 10.11932/karst2021y39
引用本文: 姜 文,柏道远,尹 欧,等.湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶发育特征及其构造控制[J].中国岩溶,2022,41(1):1-12. doi: 10.11932/karst2021y39
JIANG Wen,BAI Daoyuan,YIN Ou,et al.Characteristics of karst development and its structural control in the Huishangang-Meitanba area of central Hunan[J].Carsologica Sinica,2022,41(01):1-12. doi: 10.11932/karst2021y39
Citation: JIANG Wen,BAI Daoyuan,YIN Ou,et al.Characteristics of karst development and its structural control in the Huishangang-Meitanba area of central Hunan[J].Carsologica Sinica,2022,41(01):1-12. doi: 10.11932/karst2021y39

湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶发育特征及其构造控制

doi: 10.11932/karst2021y39
基金项目: 

中国地质调查局“鄂东-湘东北地区地质矿产调查”项目 DD20160031┫之子项目“湖南1∶5万浯口镇、金井、沙市街、灰山港、煤炭坝幅区域地质调查”

详细信息
    作者简介:

    姜文(1987-),男,高级工程师,硕士,主要从事区域地质和环境地质研究。E-mail:89760423@qq.com

    通讯作者:

    柏道远(1967-),男,研究员高级工程师,博士,研究方向:区域地质调查与基础地质。E-mail: daoyuanbai@sina.com

  • 中图分类号: P642.25

Characteristics of karst development and its structural control in the Huishangang-Meitanba area of central Hunan

Funds: 

 DD20160031┫之子项目“湖南1∶5万浯口镇、金井、沙市街、灰山港、煤炭坝幅区域地质调查”

  • 摘要: 湘中灰山港—煤炭坝地区岩溶塌陷发育,但对该地区岩溶发育总体特征及地质背景尚缺乏全面、深入地研究。文章依托1∶5万区域地质调查项目,结合相关资料,对该地区岩溶发育特征及其构造控制条件进行研究与总结。研究区可溶岩主要属于上古生界,少量发育于白垩系—古近系底部。地层潜在岩溶发育强度依次为马平组>大埔组>栖霞组和茅口组>百花亭组(仅指其中的灰岩质砾岩)>大隆组。平面上可划分为裸露型、覆盖型和埋藏型3种类型岩溶区,其中覆盖型岩溶区可进一步划分为强、中、弱3类。覆盖型和埋藏型岩溶区垂向上可分为浅部岩溶发育带、中部溶洞裂隙发育带和深部岩溶弱发育带。二叠统东吴抬升,中三叠世以来多次挤压和白垩纪—古近纪区域伸展等构造事件形成的褶皱、不同方向断裂裂隙系统、盆地基底构造,以及古近纪以来的差异升降运动等控制了岩溶发育特征。岩溶作用具有三个演化阶段:第一演化阶段形成龙潭组之下的溶孔、溶洞等古岩溶形态;第二演化阶段形成了岩溶低丘地貌;第三演化阶段形成覆盖型岩溶地貌。

     

  • 图  1  煤炭坝地区地质背景及岩溶分布图

    Figure  1.  Geological background and Karst distribution in Meitanba area

    图  2  煤炭坝地区A-A’横切剖面图

    Figure  2.  A-A’ cross section in Meitanba area

    图  3  地表石牙特征(大成桥)

    Figure  3.  Characteristics of surface stone teeth (Dacheng bridge)

    图  4  ZK32孔大埔组灰质白云岩溶孔特征(灰山港)

    Figure  4.  Characteristics of gray matter cloud rock dissolution pore of ZK32 (Hui Shangang)

    图  5  煤炭坝地区岩溶发育的构造演化模式

    Figure  5.  Tectonic evolution model of the development of karst in Meitanba area

    表  1  研究区主要含可溶岩地层岩石化学成分(%)

    Table  1.   Petrochemical composition of the main soluble rock strata in the study area

    地层单位样品号CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3TiO2样品岩性
    大埔组D6034-137.760.5522.284.732.290.113含泥质灰岩
    D3034-351.910.525.321.130.680.022含泥质灰岩
    MZ33-155.420.250.310.2980.1590.022灰岩
    MZ01-155.400.220.740.230.160.13灰岩
    MZ02-151.184.200.210.060.100.11云质灰岩
    D6034-250.330.475.942.0390.6750.123灰岩
    MZ05-131.9520.200.090.060.150.08白云岩
    平均47.713.774.981.220.600.09
    马平组MZ36-155.230.290.180.1190.1380.017灰岩
    MZ37-151.051.953.500.8170.3280.043含泥质灰岩
    D4182-251.633.220.400.3320.1540.025含泥质灰岩
    D2208-155.430.360.130.240.060.002灰岩
    D2208-255.450.340.060.460.060.002灰岩
    D4182-154.141.470.450.280.060.002灰岩
    MZ06-154.310.761.790.400.160.13灰岩
    MZ14-155.510.330.200.050.070.12灰岩
    平均54.091.090.840.340.130.04
    栖霞组D3090-138.5511.433.400.521.760.013云质灰岩
    D6023-154.071.500.240.240.110.002灰岩
    MZ31-153.460.572.221.0040.2730.044灰岩
    D4191-152.362.900.520.640.090.002含云质灰岩
    D3090-255.030.470.380.3860.1840.025灰岩
    D3090-333.6018.720.100.1170.6900.018云质灰岩
    MZ16-153.100.703.000.340.150.13含泥质灰岩
    MZ09-150.130.764.861.450.930.18含泥质灰岩
    MZ11-154.151.830.170.070.110.12灰岩
    MZ18-155.530.300.070.060.030.12灰岩
    平均50.003.921.500.480.430.07
    茅口组D7071-155.290.250.270.360.060.002灰岩
    D4200-148.296.180.600.340.160.002含云质灰岩
    MZ38-154.640.440.870.4460.1640.033灰岩
    MZ40-154.900.230.520.6830.2340.039灰岩
    D7071-254.251.460.110.0960.0890.018灰岩
    MZ12-154.022.120.360.130.110.12灰岩
    MZ17-155.380.340.940.290.100.13灰岩
    MZ19-139.662.7219.280.210.140.10泥质灰岩
    MZ20-142.160.3522.850.930.590.14泥质灰岩
    MZ22-147.562.549.310.670.340.15含泥质灰岩
    平均50.621.665.510.420.200.07含泥质灰岩
    大隆组MZ13-153.491.821.380.270.150.12硅质岩中的灰岩夹层
    百花亭组D2207-147.171.1811.461.700.580.045灰岩质砾岩

    注:所有样品均来自本文,其中样号以“MZ”开头者为钻孔岩芯样品,以“D”开头者为野外露头上样品。

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    表  2  研究区主要含可溶岩地层岩石化学成分(%)与线岩溶率(%)

    Table  2.   Petrochemical composition (%) and Linear dissolution rate (%) of the main soluble rock strata in the study area

    地层层位岩性特征化学成分平均含量平均线岩溶率/钻孔数备注
    CaOMgOSiO2
    大埔组—马平组C2d—P1m厚层—块状灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩及白云岩51.112.342.7710.81/30
    栖霞组P2q中-厚层状含硅质团块或硅质条带灰岩夹炭质钙质页岩或互层50.003.921.504.03/6
    茅口组P2m厚层状含硅质条带灰岩、含泥质灰岩夹泥灰岩50.621.665.514.70/52
    大隆组P3d薄层硅质岩夹钙质页岩和灰岩53.491.821.382.03/42
    百花亭组KEb紫红色复成分砾岩、砂岩,灰色灰岩质砾岩47.171.1811.464.13/15以灰质砾岩层统计

    注:氧化物含量来自于本文(表1数据);线岩溶率来自于《湘中地区岩溶塌陷调查(煤炭坝幅)成果报告》(湖南省地质调查院,2014)。

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    表  3  岩溶发育岩层与煤层的距离关系

    Table  3.   Distance relationship between karst development degree and coal seam

    灰岩与煤层间距离/m0~2525~5050~7575~100100~125125~150
    钻孔平均岩溶率/%4.402.601.430.16>0>0

    资料来源:《煤炭坝矿区岩溶水文地质特征》。

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  • 收稿日期:  2019-05-16
  • 刊出日期:  2022-02-25

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    《中国岩溶》编辑部
    2022年4月20日