第二章 岩石中的空隙与水分.ppt

第二章 岩石中的空隙与水分 岩石中的空隙 岩石中的水分 岩石的水理性质 含水层与含水系统 第1节 岩石中的空隙 岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。 孔隙 – 松散沉积物中的空隙 裂隙 – 坚硬岩石地层中的空隙 溶穴 – 可溶性基岩地层中经溶蚀后的空隙 第1节 岩石中的空隙 不同介质中的空隙特征 第1节 岩石中的空隙—孔隙 Outwash sand and gravel in a gravel pit 第1节 岩石中的空隙—孔隙 概念：松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。 孔隙度（n）： 或 V 表示包括孔隙在内的岩石体积 Vn表示岩石中孔隙的体积 第1节 岩石中的空隙—孔隙 影响孔隙度n大小的因素： 颗粒的排列方式： 等体积球作立方体排列，是最疏松排列 n = 47.64% 等体积球作四面体排列，是最紧密排列 n = 25.95% 第1节 岩石中的空隙—孔隙 第1节 岩石中的空隙—孔隙 颗粒大小： 理论上讲（按等体积球），n与颗粒大小无关，但实际上则无理想的等体积颗粒，大小必不相等，甚至大小悬殊。一般颗粒越大，则n越大。但由于分选性的影响，往往孔隙度反而减小。实际n值可大于47.64%或小于25.95%。 第1节 岩石中的空隙—孔隙 分选性(sorting) 分选性越差，颗粒大小越悬殊，n则越小。反之则越大。 颗粒形状 形状越不规则，棱角越明显，排列越疏松，n越大。反之则越小。 胶结程度 胶结越好，n越小。 第1节 岩石中的空隙—孔隙 特殊孔隙的影响： 结构性孔隙 虫孔、根孔、甘裂缝等次生空隙 因此，对粘性土，它们对n的大小影响很大，不可忽视。 第1节 岩石中的空隙—孔隙 Actual tortuous flow paths through the pore spaces 第1节 岩石中的空隙—裂隙 坚硬岩石中的空隙，除沉积岩尚包含一定的原生孔隙外，其余的岩浆岩和变质岩一般均很少存在粒间孔隙。岩石中的空隙主要由各种成因的裂隙——成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙所构成。 裂隙岩石的空隙特征，主要表现为单个裂隙或裂隙组在发育方向与几何尺寸上的差异性、分布上的不均匀性、裂隙相互间的连通性、裂隙的充填情况以及裂隙面的粗糙程度等方面，这些都对地下水的分布与运动具有重要影响。 第1节 岩石中的空隙—裂隙 体积裂隙率（Kr） 裂隙体积（Vn）与包括裂隙在内的岩石体积（V）的比值，即 面积裂隙率（Ka） 单位面积岩石上裂隙面积的大小。 线裂隙率（Kl） 垂直裂隙走向方向上单位长度上裂隙的条数。 第1节 岩石中的空隙—溶穴 Limestone exposed in a road cut 第1节 岩石中的空隙—溶穴 概念 可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩等，在地下水溶蚀下会产生空洞，这种空隙称为溶穴（隙）。 岩溶率（Kk） 第1节 岩石中的空隙—三者比较 空隙特征 孔隙：分布均匀、连通性好、各向异性不明显 裂隙：分布不均匀、连通性差、各向异性明显 溶穴：以空隙大小悬殊、分布极不均匀为特征 空隙发育的复杂性 松散层主要发育孔隙，但粘性土失水干缩后可产生裂隙； 坚硬岩石中也不全为裂隙或裂隙-溶穴。如有些沉积岩往往存在大量的原生孔隙，其数量可大大超过裂隙与溶穴。 第1节 岩石中的空隙—三者比较 不同地区岩性空隙度比较 第2节 岩石中水的存在形式 第2节 岩石中水的存在形式— （矿物表面）结合水(bound water) 第2节 岩石中水的存在形式— （矿物表面）结合水 强结合水的特点 密度大于1，平均2g/cm3左右 不受重力影响 不能流动。只有在温度105~110℃时才以气态的形式脱离颗粒表面而移动 溶解盐类能力弱 -80 ℃时仍不结冰 第2节 岩石中水的存在形式— （矿物表面）结合水 有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度 不能传递静水压力 无导电性