宜萬鐵路巖溶與地層巖性

宜萬鐵路工程區(qū)廣泛分布碳酸鹽巖，占整個分布區(qū)的70%～75%，為巖溶、巖溶水發(fā)育提供了場所。不同地層的碳酸鹽巖巖性及其巖組組合的溶蝕特性的差異，控制巖溶發(fā)育的程度。

一、巖溶層組的類型控制巖溶發(fā)育程度

不同類型的巖溶層組反映不同的沉積相、不同的巖石礦物組成、不同的巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的特性差異。因而不同特性差異的巖溶層組的組合，其巖溶發(fā)育程度亦不同。劃分巖溶層組類型，便于對地層單位的碳酸鹽巖巖溶發(fā)育程度進行評價。結(jié)合工程區(qū)出露的寒武系-三疊系地層的碳酸鹽巖巖性、厚度、組合特征，對巖溶層組的類型劃分如下：

(1)非碳酸鹽巖巖組類型。碎屑巖類，為阻水層。

(2)不純碳酸鹽巖巖組類型。由泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖、硅質(zhì)灰?guī)r等組成，溶蝕性差，巖溶發(fā)育微弱或不發(fā)育。

(3)純碳酸鹽巖巖組類型。由灰?guī)r、白云巖組成。據(jù)其巖性特征可劃分如下亞類：

1)均勻灰?guī)r型。單一灰?guī)r連續(xù)厚度較大，溶蝕性強，有利于巖溶發(fā)育，具備斷層面、構(gòu)造破裂面等發(fā)育規(guī)模較大的巖溶、巖溶水系統(tǒng)的條件，屬巖溶、巖溶水發(fā)育層。

2)均勻白云巖型。單一白云巖厚度較大，溶蝕性欠強，但長期溶蝕作用往往使白云巖整體解體，整個巖體變得疏松，甚至呈白云石砂狀，但巖溶規(guī)模較小，往往具類似均勻含水特征。

(4)不純碳酸鹽巖與純碳酸鹽巖產(chǎn)出相間的間互類型。據(jù)間互層的特征劃分如下亞類：

1)純碳酸鹽巖層占10%～40%時，純碳酸鹽巖層可溶性強，但受非碳酸鹽巖(泥灰?guī)r、頁巖)相間控制，巖溶、巖溶水的發(fā)育受控于該純碳酸鹽巖層中，因純碳酸鹽巖夾層厚度較小，該類型總體巖溶發(fā)育偏弱。

2)以純碳酸鹽巖為主，其厚度大于整個層組厚度的60%，其巖溶、巖溶水發(fā)育程度與純碳酸鹽巖巖組均勻型差異較小，但巖溶、巖溶水發(fā)育受非碳酸鹽巖夾層限制。傾角較緩時，垂直向受限制;傾角較陡時，側(cè)向受限制。

3)純碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖所占比例相當(dāng)，其巖溶、巖溶水發(fā)育受純碳酸鹽巖連續(xù)層厚度、補給環(huán)境、構(gòu)造切割環(huán)境(包括地層產(chǎn)狀)、巖溶水流場環(huán)境等控制。巖溶層組類型的劃分如表2-2所示。

表2-2巖溶層組分類特征表

純碳酸鹽巖間互

二、各時代地層不同巖層層組、巖溶層組類型的巖溶發(fā)育程度

1. 寒武系

水井沱組(∈₁s)和石牌組(∈₁sh)。泥質(zhì)粉砂巖、頁巖等，屬非碳酸鹽巖巖組類型，為阻水層，不發(fā)育巖溶。

石龍洞組(∈₁sl)。厚度64～1 168m。上部為厚層—巨厚層灰?guī)r，中、下部為灰?guī)r與白云巖間互，為均勻型—純碳酸鹽巖巖組類型，總體屬強溶蝕、強巖溶和巖溶水發(fā)育層。

高臺組(∈₂g)、茅坪組(∈₂m)。主要為不純碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖或碎屑巖間互型，不利巖溶發(fā)育，屬弱透水層、相對阻水層。

光竹嶺組(∈₂gn)。厚度503m，主要為灰?guī)r、白云巖，屬均勻型—純碳酸鹽巖巖組類型，單層厚度、連續(xù)厚度、總體厚度均較大，為強溶蝕層，有利于巖溶、巖溶水的發(fā)育。

三游洞群(∈₃S)。中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，屬純碳酸鹽巖組—均勻型類型，整個厚度大，有利于巖溶、巖溶水的發(fā)育，屬巖溶、巖溶水發(fā)育層。

2. 奧陶系

南津關(guān)組(O₁n)。厚度130～180m。除底部有頁巖夾泥質(zhì)條帶灰?guī)r屬不純碳酸鹽巖外，其余為均勻型—純碳酸鹽巖巖組類型，溶蝕強，為巖溶、巖溶水發(fā)育層。

分鄉(xiāng)組(O₁f)。巖層厚22～60m，為厚層灰?guī)r與頁巖互層，屬純碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖間互類型，由于灰?guī)r單層厚度、連續(xù)厚度不大，碳酸鹽巖雖具巖溶、巖溶水發(fā)育條件，但受頁巖阻限，巖溶、巖溶水發(fā)育的規(guī)模、空間受限制，多循順層方向發(fā)育。

紅花園組(O₁h)。層厚41～82m，厚層灰?guī)r，屬純碳酸鹽巖巖組類型，巖溶、巖溶水發(fā)育。

大灣組—五峰組(O₁d—O₃w)�？偤�50～157m，為頁巖、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等，含泥質(zhì)高，限制了巖溶、巖溶水的發(fā)育，屬不純碳酸鹽巖巖組類型，為相對阻水層。

3. 志留系

為碎屑巖，屬非碳酸鹽巖類型，是很好的阻水層。

4. 石炭系

灰?guī)r，厚度小，常劃歸于棲霞組。

5. 二疊系

棲霞組(P₁q)。厚度139～245m。含生物屑亮晶、微晶灰?guī)r，屬純碳酸鹽巖夾不純碳酸鹽巖巖組類型，中等—強巖溶發(fā)育層。

茅口組(P₁m)。厚度97～153m。 含燧石結(jié)核的微晶灰?guī)r、局部夾硅質(zhì)巖等，為純碳酸鹽巖為主相對視為純碳酸鹽巖間互類型，巖溶、巖溶水強—中等發(fā)育。

吳家坪組(P₂w)。厚度56～150m。炭質(zhì)頁巖、含煤層等，為非碳酸鹽巖巖組類型，為阻水層。

長興組(P₂c)。厚度300m。中—厚層微晶灰?guī)r，夾硅質(zhì)灰。屬純碳酸鹽巖與不純碳酸鹽巖間互型，因該層夾于P₂w(吳家坪組含煤層)、T¹₁d(大冶組下部頁巖)兩阻水層之間，補給源和水流活動受到限制，巖溶發(fā)育受到側(cè)向阻限明顯。

6. 三疊系

大冶組(T₁d)。 總厚度259～8 000m。底部有厚約50～100m的頁巖，構(gòu)成阻水層;下部為灰?guī)r夾頁巖間互型;其余基本為均勻型—純碳酸鹽巖巖組類型，巖溶、巖溶水主要發(fā)育于上部。

嘉陵江組(T