永安实习区喀斯特地貌特征及成因分析

第一篇：永安实习区喀斯特地貌特征及成因分析

永安实习区喀斯特地貌特征及成因分析

（学院资环学院 地理科学郑宝云 学号080904045）

（指导老师：李建成（教授），陈大涌（高级实验师））

摘要：在对永安实习区喀斯特地貌专题调查的基础上，进一步分析地貌的成因，认为地质条件，地貌条件，气候条件是喀斯特地貌成因的基本因素。通过这次的野外实习，我们了解永安石林风景区以及十八洞喀斯特地貌的基本特征和成因。这两次均为永安著名的风景区，如果当地政府对这两个地方进行合理的开发旅游资源，对永安当地的经济发展有一定的推动作用。

关键词：喀斯特地貌，地貌成因，地貌特征，永安实习区

正文

引言：通过9月17日地貌野外实习，我们在永安石林风景区观测和描述喀斯特地貌主要地貌类型的基本特征，说明地貌的成因以及作典型的地质素描图。以及在十八洞进行观测和描述地下喀斯特地貌。这两个实习区让我们对永安喀斯特地貌有了进一步的了解。⒈ 实习区自然地理概况

永安市位于福建省中西部，地处武夷山脉和戴云山脉之间的中断，东经116°56′―117°46′，北纬25°33′―26°13′；地理坐标X：27―45，Y：67－93公里，属福建省三明市管辖。

永安市是福建省中西部的交通和文化中心之一，是鹰夏铁路的必经要冲，全区铁路、公路四通八达，除鹰夏铁路外，还有永安至福加、永安至福建水泥厂铁路、以及永安至泉州、永安至清流永安至闽西诸县的公路、其它次一级公路贯穿全区，故交通十分方便。

永安地区是我国华南区典型的低谷丘陵区，全市山脉连绵起伏，一般在800米至1100米以上。由于新构造运动的影响，该区河谷水系十分发育，主干河流为沙溪，上游称九龙溪，支流称文川溪，其它大小河流沟谷遍布全市，水力资源十分丰富。

永安地区属华南地区比较典型的中亚热带海洋性季风气候，年平均气温19℃以上，最高气温达41℃，最低气温为—7.6℃.全年以7月份气温最高。全市雨量充沛，年平均降水量为1600－1700毫米。一般三月至六月为全年的雨季。

永安地区的自然资源十分丰富。除了有十分丰富的水力资源外，尚有丰富多样的矿产资源，以煤、重晶石和石灰石为主，主要分布于加福、丰海、李坊和坑边一带，其中李坊重晶石矿为我国华南地区罕见的特大型矿床；坑边石灰石矿是上市公司福建水泥股份有限公司（福建水泥）的主要矿产地，该地区是福建省主要的矿产地之一。此外，由于全市90％以上的地表均被植被所覆盖，因此，森林资源也十分丰富，是上市公司永安林业股份有限公司（永林股份）的主要原料产地。

永安也是福建省的一个重要的工农业生产基地，主要工业有福建水泥厂、福建维尼纶长和永安火电厂、永安机电厂、永安造纸厂以及加幅煤矿、丰海煤矿等。此外，近年来大小乡镇企业，如竹木器加工、小五金等蓬勃兴起。农业生产也占有比较重要的地位，主要经济作物有水稻、小麦、甘蔗、烟叶、竹笋等。

此外，永安地区的交通旅游业也占有相当的地位，闻名省内外的主要旅游景点秀丽的桃源洞很石林风景区，尚有众多的地下喀斯特地貌，如十八洞、石洞寒泉、黑风洞、小淘的甘露洞等。

此次实习区位于永安西北13公里的大湖镇，附近有新石林、翠云洞、寿春洞、十八洞、石洞寒泉六个景片。其中我们将对石林和十八洞进行野外实习。这里耸立着奇形怪状的石柱196座，最高的36米。怪石拟人状物，千姿百态，有巡山怪面人、霸王别姬、麒麟童子；有灵猴捧桃、双龙出洞、五鱼戏水、古钟悬挂，以及惊人石、朝天笏、望天星等，维妙维肖，1

栩栩如生。石林中有一巨大峭壁，长约200米，高50米，壁面经千万年风雕雨蚀，宛若敦煌壁画，耐人寻味。经有关专家考察认定，鳞隐石林规模仅次于著名的云南石林，堪称全国第二，有“福建小桂林”称誉。鳞隐石林地下有溶洞，称“冰室”，方圆数丈，可容百人，盛夏入内，暑气全消。室内钟乳千姿百态，饶有情趣。.⒉实习区地貌特征

⒉⒈地表喀斯特地貌

⒉⒈⒈溶沟和石芽

地表水对可溶性岩石发的表面裂隙进行溶蚀和冲蚀作用，是可溶性岩石表面形成一些石制沟槽，称为溶沟，相邻溶沟之间的凸起的石瘠，称为石芽。溶沟和石芽的高差从几米到几十米或更大。当石芽和溶沟连成一片，构成广阔的性面时，就称为石芽地。

裸露在地面的石芽因形态不同分成山脊式、石林式及车轨式。山脊式式芽高度不大，一般高1－2m，但分布普遍，形态非常尖锐，呈尖刀状或小山峰状；式芽式比较高大，高度可达10m以上，形态呈笋状、柱状、剑状、菌状等等；车轨式和棋盘式式芽成平行或方格状排列。

⒉⒈⒉溶斗与落水洞

地表水沿着稠密而垂直的裂隙向下渗透，在渗透过程中对周围岩石进行溶蚀，有时伴随有冲刷、塌陷，使地面形成漏斗状洼地，称为溶斗，其深度由几米到几十米，直径由几十米到几百米，漏斗成群分布的地方，地面呈蜂窝状，贵州的梅花山即以地面不满漏斗状如梅花而得名，漏斗大多分布在高原，斜坡或分水高地下。溶斗是现代喀斯特作用的产物，起着汇集地表水的作用。

落水洞是喀斯特地貌地区从地表通到地下溶洞，也叫消水洞，一般口径不大，但深度却很大，可达几十米或几百以上。落水洞是地表水沿着裂隙进行溶蚀和冲刷作用使其不断扩大而形成的，也可由地下水道和溶洞顶部崩塌而形成的，按其形态可分为两种：裂隙状落水洞，形态狭长，作一定倾斜和曲折向地下延伸，这种落水洞分布最广；井状落水洞，开状似井，它的深度和宽度都很大。在落水洞发育的地区，地表往往缺水，但落水洞有时却成为寻找地下水的标志，因为有的落水洞与地下河道相通，可以在地下河道适当地段或出口处筑坝修建水库，引水灌溉或用来发电。

⒉⒈⒊盲谷和干谷

盲谷和干谷是河流作用下的谷地。干谷是喀斯特地区往昔的河谷，但现在已经无水或仅在洪水期有水活动，成为遗留谷地。河流干涸的直接原因是喀斯特潜水面降低到河谷以下，因此使河水潜入地下，成为伏流。引起潜水面下降的原因可能是地壳上升和喀斯特作用向地下发展以及地下河袭夺地表河流上游，使它的下游变成干谷；曲流河段因地下河的裁弯取直也同样会产生干谷地貌。

盲谷是一种死胡同式的河谷，前方常被陡崖所挡，河水从崖下落水洞潜入地下，变成地下河。盲谷前端的落水洞还会往上游迁移。

⒉⒈⒋峰从、峰林和孤峰

峰从是一种连座峰林，顶部的山峰分散，基部相连成一体。峰从一般位于山地中心部分。峰林是成群分布的石灰岩山峰，山峰基部分离或微微相连。峰林一般在山地边缘。孤峰，是指散落在溶蚀谷地或溶蚀平原上的低矮山峰。锥状孤峰的顶部小，基部大的山峰，峰脚坡积物较多；塔状孤峰如圆柱形，山坡陡直；单斜状孤峰的山坡两侧不对称，一坡陡峭而另一坡和缓。

⒉⒉地下喀斯特地貌

从岩石裂隙和落水洞向地下深处渗透的水，在向下渗透的同时也对周围岩石起溶蚀作用，扩大其空间，形成大小不一的溶洞。多个溶洞连通组合成一个整体时，可称为洞穴系统。

这些溶洞起初是彼此鼓励互不相联的，因而没有统一的地下水面和固定的流向。随着溶蚀作用、冲刷作用和塌陷等不断加强，溶洞不断扩大以致相互沟通，这时，地下水归并成一个统一的地下水面，并流向附近河谷，这就是地下河，地下河继续扩展，顶部岩石逐渐变薄，直至崩塌形成落水洞或转变为地面河流，连接相邻落水洞的列岛部分则形成天然桥，天然桥演化，最终崩塌，便成为峡谷，于是地下河转变成地面河流。

地下水不断雕刻可溶性岩石，同时又在不停地塑造喀斯特地貌的奇特形态，从溶洞形成的时刻起，地下水不断起着溶蚀、冲刷、崩塌等破坏作用，而且在溶洞内又不但地进行堆积、充填等建设作用，常见的洞穴堆积有钟乳石、石笋和石柱。当含有碳酸氢钙的水从溶洞顶的裂隙渗出时，水中的二氧化碳散逸到空气中，易溶的碳酸氢钙转变为碳酸钙附在洞顶上，形成从洞顶向下悬垂的石钟乳；当水滴落到洞底，形成从洞顶向上突起的石笋，石钟乳和石笋不断生长，相互连接起来，形成石柱。此外，溶洞里还有地下河流冲积物和崩塌角砾积物，当溶洞以溶蚀作用为主时，溶洞扩大发展而 以堆积作用为主，则逐渐充填而消亡。⒊实习区地貌成因分析

⒊⒈地质条件

石林发育于石炭－二叠纪的石灰岩里，实习地区位于永（安）－梅（县）上古生代台陷带北部，夏茂胡坊复式背斜与三明复式向斜的交界处。根据区域不整合面、沉积构造、构造迹象和岩浆活动的特点，可划分为加里东旋回、印支旋回、燕山旋回和喜马拉雅旋回等四个构造层。

⒊⒈⒈加里东旋回构造层的构造特征：

本构造层由寒武系——奥陶志留地层组成，主要分布于实习区的西北部，其上界以角度不整合与其上构造层接触，反映早古生代，特别是志留末期的加里东运动对该区地壳发展的作用。

本次构造层以广泛的浅海相碎屑沉积为主，沉积厚度大，构造以褶皱为主，次之为断裂，岩浆活动不发育，仅见于少量花岗岩、伟晶岩脉侵入。

⒊⒈⒉印之旋回构造层的构造特征：

本构造层由上古生界的南靖群，石炭系，二叠系和中生界的溪口组组成，广泛分布实习地区，其上界以角度不整合与上复地层接触反映晚古生代的海西运动和中生代初的印支运动对该区地壳发展的作用。

在整晚古生代中，海西运动对华南区，包括实习地区地壳的影响不是很强烈，因此，这个阶段的地壳运动以频繁而幅度小为特征。在中生代初，印支运动对华南区地壳产生空前的影响，使海相含钙、硅质砂页岩产生强烈褶皱上升，形成陆相环境，局部地区并接受陆相含煤的梨山组沉积。

本构造层构造以褶皱为主，断裂也颇为发育，主体构造为沙县三明复式向斜的次级构造 ——坑边向斜，向斜轴向NNE向斜两翼由南靖群地层所组成，核部保存有船山组至文笔山组地层，由于断裂的影响，向斜不具对称特点，岩层倾角一般在20—50°，西北翼局部出现倒转现象。

⒊⒈⒊燕山旋回构造层的构造特征：

本构造层由中生界的文宾山组——赤石群地层组成，根据沉积建造区域不整合和构造特征，可分为上、中、下亚构造层。实习地层仅出露长林组、南园组和坂头组、沙县组、赤石群，因此从构造层讲实习区地层仅涉及到中、上亚构造层，广泛分布于实习地区，长林组、坂头组与沙县组、赤石群与第四系之间呈不整合接触，这三个区域不整合分别反映燕山运动第二、三、五幕对该区地壳发展所起的决定性作用，换句话说，燕山运动基本奠定了我省广大地区的大地构造的基础骨架。

本构造层以断裂为主，褶皱简单，多形成平缓的单个向斜，伴随着大规模的岩浆侵入活

动和火山喷发活动——反映构造层岩性以陆相火山沉积为主。

⒊⒈⒋喜马拉雅旋回构造层的构造特征：

自晚白垩后，本区进入了相对稳定时期，地壳只表现为继续隆升，造成第三纪沉积缺失，故本构造由第四系地层组成，到了更新世末，由于喜马拉雅运动二幕影响，致使本区地壳继续隆升，造成全新统与下伏地层呈假整合接触。

本构造层，构造变动以继承性断裂复活运动和断块差异隆升活动为主，褶皱不发育，地层倾角一般陡比较平缓，岩浆活动不甚发育。

由此可见实习区的褶皱，断层较发育。喀斯特地貌作用是否能进行主要取决岩石的可溶性和水的溶蚀力，但喀斯特作用的深入程度则受岩石的透水性和流动性的影响。喀斯特地貌是水对可溶性岩石的化学溶解作用为主而产生的地貌，也称为岩溶地貌。岩石的可溶性取决于岩石的成分和岩石的成分是指岩石的矿物成分和化学成分。岩石的结构是指组成岩石的矿物颗粒大小、形状、排列和岩石的胶结物质等。岩石的透水性影响着水向地下的渗流，而且关系到地下喀斯特作用的进行。岩石的透水性取决于岩石的孔隙度和裂隙度。

⒊⒉地貌条件

石林发育于石炭－二叠纪的石灰岩里，上石炭统：船山组。该地层广泛分布于黑风口、田螺岩、狮子岩、大小力岩及大湖一带，为一套浅海相碳酸盐岩建造，岩性为深灰色－灰黑色厚－巨厚层状微晶灰岩，上部含少量燧石结核和白云质灰岩，产假希瓦格蜓、麦蜓及犬齿珊瑚等化石，厚度约200米。本组石灰岩厚度大，质地纯，除普遍开采烧制石灰外，还可作为水泥、化工及维尼纶的原料及炼钢铁之溶剂等，同时也是永安地区喀斯特地貌发育的地带。

水是喀斯特作用不可缺少的条件，水的溶解能力决定于水中的侵蚀性二氧化碳的含量，水中二氧化碳的来源主要是空气中的二氧化碳，它在大气压力增加时直接进入水中。此外，土壤腐烂的动植物在化学作用下产生的二氧化碳，以及植物根呼吸时放出的二氧化碳，也是水中二氧化碳的来源，溶解在水中的二氧化碳与水化合生成碳酸氢钙（重碳酸钙），碳酸氢钙的溶解度较碳酸钙大20倍，易溶于水而被流失。

在正常情况下，水中的二氧化碳含量随温度升高而减少。但是，化学反应的速度随温度的升高而加速，通常温度升高10℃，其化学反映速度约提高一倍，因此，溶解速度还是随温度升高而增高的。水不仅对可溶性岩石发生溶蚀作用，而且还发生机械冲蚀作用，从而促进喀斯特地貌的发育。

可溶性岩石是喀斯特地貌的内在因素，根据岩石成分不同，可溶性岩石分为三类：碳酸盐类（包括石灰岩、白云岩、它们的过渡岩）石膏和硬石膏，卤类岩类（如盐岩等）。这三类可溶性岩石中，由于可溶性矿物不同，其溶解度大小也不一样。在自然界中，纯水是很少见的，常含有各种酸类和气味，当水中含有二氧化碳时，可溶性岩石的溶解度就会大大提高，虽然碳酸盐类的溶解能力不如卤类岩类或石膏、硬石膏等，但是喀斯特地貌发育最好的碳酸盐类中的石灰岩，这是因为其他两类可溶性岩石所形成的地貌不易保存的缘故。

可溶性岩石还以起内部结晶颗粒大小，岩层厚薄、裂隙发育程度、岩层倾角等方面影响喀斯特地貌的发育，一般来说，结晶颗粒越容易越易溶解，岩层较薄或有不透水夹层时，喀斯特作用受限制；岩石裂隙越发育或岩层倾角越大时，则可增加岩石透水性，导致顶部喀斯特作用的发生。

⒊⒊气候条件

气候通常以其气温和降水，配合水的作用影响喀斯特地貌的发育，在一定的气候带内都有它相适应的喀斯特地貌类型。该实习区处于热带及亚热带季风型气候。

热带喀斯特地貌的发育是在高温多雨的环境下进行的。虽然热带水中二氧化碳的含量和溶解度较小。但高温下化学反映速度快，所以碳酸钙的溶解量还是增大。多雨的环境获得较多酸类。另一方面多雨会使喀斯特水的循环速度加快，使地下水的二氧化碳含量不断补充，容实力得到加强。因此，热带地区的溶蚀量比其他地带大得多。

热带喀斯特作用以强度大，作用快为特点，地貌发育也远比其他气候带好，不论地表和地下喀斯特地貌都十分发育，具体表现为：⑴峰林发育得最好，尤其是以锥状和塔状峰林为典型，这是热带喀斯特地貌最突出的标志，为其他气候所没有。⑵地面漏陷地貌、溶蚀洼地及溶蚀谷地等广泛发育；石芽和溶沟也十分显著，石芽高大而多呈山脊式和石林式。因此，地面显得非常崎岖。⑶地下喀斯特地貌发达，形成广大的洞穴，具有“逢山必有洞”的地貌特征。

⒋小结

鳞隐石林总面积1．85平方公里，独特的喀斯特地貌造就了地上石林、地下迷宫的奇异景观。石林发育于石炭———二迭纪的石灰岩里，高的达36米，低者2—3米，形态各异，有孤立的柱状、塔状、锥状，也有共一基座的丛状、笔架状，有平顶的、尖顶的，有的是光滑的柱状而顶部却是密集的锯齿状溶沟和石芽，有的灰岩裸露，有的罩着一层藤本植物盘缠的披纱，美丽而壮观。

千姿百态的石芽、石锥、石柱、石笋，拟人状物，鬼斧神工，尤其是美猿寿桃、霸王别姬、千年之吻、想你一万年、黑熊护笋、可爱的考拉等，惟妙惟肖，妙趣横生，令你不忍离去。鳞隐石林地下还蕴藏着许多溶洞，其中十八洞主洞长217米，溶洞分上、中、下三层，洞中有洞，状若迷宫。洞中钟乳悬挂，五彩缤纷，内有一泓清泉，清澈见底，这在石林景观中是罕见的。

距鳞隐石林1．5公里的洪云山石林，这里的石林并不十分高大，但地表怪石林立，有“天然动物园”之称，您还可以展开想象的翅膀，去发现新的石林景观，给一个传神的命名！更令人惊讶的是溶洞中的钟乳石等化学溶积物仍在发育之中，色彩缤纷，光彩夺目，十分迷人。奇异的永安鳞隐石林是一处不可多得的自然遗产，具有很高的观赏价值和研究价值。

若当地政府能够对其合理的开发利用，永安的旅游业将有长足的发展，而其他产业也将在旅游业的带动下得到发展，也将对永安的经济建设有一定的促进作用。

第二篇：喀斯特地貌实习报告

喀斯特地貌实习报告

成因原理：

斯特地貌形成为石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。

形成条件：

1可溶性岩石 可溶性岩石喀斯特地貌形成的根本条件，我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度上看，卤化盐岩>硫酸盐岩> 碳酸盐岩；由于碳酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性杂质的多少而定，石灰岩> 白云岩> 泥灰岩。从岩石结构分析，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；等粒岩比不等粒岩溶解度要小。

2岩石透水性

岩石具有一定的孔隙和裂隙，它们是流动水下渗的主要渠道。岩石裂隙越大，岩石的透水性越强，岩溶作用越显著。在溶洞中，岩溶作用愈强烈，溶洞越大，地下管道越多，喀斯特地貌发育越完整，并且形成一个不断扩大的循环网。

3流水作用

1.流水的溶蚀作用

水的溶蚀能力来源于二氧化碳（CO2）与水结合形成的碳酸（H2CO3）,二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣，水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机物在水中的腐蚀和矿物风化。下面几个化学方程式反映了岩溶作用的进行：

H2O + CO2==HCO3--；

H2O + CO2==H2CO3 ；

H2CO3==HCO3--+H+（第一步：形成碳酸和碳酸根离子）

H＋ + CaCO3==HCO3－ + Ca2＋（第二步：H＋与CaCO3反应生成HCO3－，从而使CaCO3溶解）

这几步反应在大自然间是十分复杂的过程，因为温度，气压，生物，土壤等许多自然条件制约着反应的进行，并且这些反应都是可逆的，水中的二氧化碳增多，反应向右进行，就有利于CaCO3的分解；岩溶作用进行比较容易，反之则不利于岩溶作用。

2.流水的流动作用

流动的水溶蚀性更强烈一些，这是为什么？因为水中的二氧化碳需要得到及时的补充，水的溶蚀作用才能顺利进行，水的溶蚀能力才得以巩固加强。同时，流动的水带动河底砂砾对岩石进行机械侵蚀，这样更有利于岩溶作用的深入。

气候影响

比如我国西南地区气候湿润，降水量大，地表径流相对稳定，流水下渗作用连续，并且降水使流水得以更新和有效补充。因此岩溶作用得以延续进行。发展阶段

1、地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。

2、地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，超过100米深后形成落水洞。

3、从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。

4、随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。

5、地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。

6、地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云南路南的石林是上述第一阶段（溶沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。地表喀斯特地貌

1.溶沟和石芽

溶沟是指地表水沿岩石表面和裂隙流动过程中不断对岩石溶蚀和侵蚀，从而形成的石质沟槽；石芽指突出于溶沟之间的石脊，其实它是溶沟形成过程中的残余物。云南地区的石林就是发育比较好的形态高大的石芽群，它的形成条件是厚层、质纯、产状平缓、垂直节理稀疏和湿热的气候环境。

2.天坑和竖井

主要是由于岩溶地面不断凹陷，形成漏斗状的圆形洼地或竖井状的洞，在我国的重庆和四川南部地区分布较为广泛，他形成于陡峭的坡地两侧和洼地、盆地底部，因为流水沿着岩石的裂隙侵蚀强烈，所以天坑或竖井深达几十米到几百米。

3.溶蚀洼地和溶蚀谷地

溶蚀洼地是一种范围广，近似圆形的封闭性岩溶洼地，四周多低山和峰林，底部平坦，雨季易涝，旱季易干。面积一半数平方千米至十几平方千米。溶蚀谷地是溶蚀洼地进一步扩大或融合而形成的，它受构造影响比较大，面积更为广，一般数十平方千米至数百平方千米，平面条状分布，长达数十公里，底部平坦，常有地表径流，例如广西都安有一溶蚀谷地宽一公里，长十公里。这种喀斯特地形在我国云贵高原分布广泛，当地人称之为“坝”。

4.干谷

干谷是地表径流消失后岩溶区遗留下来的谷地，它的形成原因是河流的某一段河道水流沿着谷底的竖井或水洞流入地下，形成地下径流。这种地表径流转为地下径流的现象叫做伏流。还有一种形成原因即类对河道进行裁弯取直的结果。这样的地貌类型在我国华北地区和东北地区比较常见。

⒌峰林、峰丛、孤峰、天生桥

山水甲天下，阳朔山水甲桂林”，我国广西省风光独特，岩溶作用是形成这天然屏风的主要原因。

峰丛是可溶性岩受到强烈溶蚀而形成的山峰集合体。峰林是由峰丛进一步演化而形成的。当然，在新构造作用下，峰林会随着地壳的上升转化为峰丛。山峰表现为锥状、塔状、圆柱状等尖锐峰体，表面发育石芽、溶沟，山峰之间又常常有溶洞、竖井。峰丛地貌可以说是喀斯特地貌的博物馆。

孤峰是岩溶区孤立的石灰岩山峰，它需要地壳长期稳定而无太大的地质运动。奇特美丽的桂林山水会把大自然对它的宠爱告诉你。

天生桥是可溶性岩下部受流水溶蚀而形成的拱桥状地貌。

6.地表钙华堆积

这是一类典型的地表喀斯特地貌，主要有瀑布华，钙华堤坝和岩溶泉华。瀑布华指地表瀑布水流速度陡然增大，内力作用减小，水中的二氧化碳外逸，形成瀑布华。我国贵州著名的黄果树瀑布就属于这一种。

钙华堤坝形成是溶解大量CaCO3的高山冰雪溶水和含大量CaCO3地下渗透的岩溶水在地下径流一段距离后，以泉的形式排出地表。随着水温增高和水流速度增大以及大量藻类植物的作用，形成了大量钙华沉积。钙华中含许多杂质和多种不同元素，并且有水生植物的影响，使得钙华呈现出多种色彩。这种地貌在我国四川黄龙寺一代分布较广，黄龙寺旅游业的发展可以说与这种独特的喀斯特地貌景观紧密相连。岩溶泉华是溶有大量CaCO3的泉水涌出地表，由于温度升高和压力减小，使得CaCO3在泉口形成钙华沉积，长时间的积累使泉华形成不同的形状，这也是大自然赐予人类的一幅美景。这种喀斯特地貌在我国云南较为常见。

地下岩溶

1.溶洞的概况

溶洞是地下水沿可溶性岩的裂隙溶蚀扩张而形成的的地下洞穴，规模大小不一，大的可以容纳千人以上；形态千奇百

怪，溶洞中有许多奇特景观，如石笋、石柱、石钟乳、石幔等。小的连一个人都难以通过。溶洞是水的溶蚀作用、流水侵蚀以及重力作用的长期结果。

溶洞景观在我国的湖南、四川、贵州、云南、广西等省区分布较为广泛。

2.溶蚀地貌——石锅和边槽

如果一个溶洞顶部的某一局部地点受到较为强烈的紊流作用，随着水压增大，溶

蚀能力增强，这些地方的溶蚀量比周围大，从而形成向顶侧凹入的弧形面，这样的地貌称为石锅。边槽是指溶洞的边壁在水的溶蚀作用下形成向洞测凹陷的槽状地貌。这两种溶蚀地貌在溶洞中很常见。

3.堆积地貌

堆积地貌

是溶洞景观中的精华部分，在我国西南地区的溶洞中你尽可以欣赏那神奇的洞天世界。重力水的堆积是溶洞堆积地貌的主要形成方式，溶解了大量可溶性岩的水滴断续的从溶洞顶部落下并不断积累，从而形成绚丽多彩的石钟乳、石笋、石柱、石幔、边石堤等。

石钟乳是一种呈倒锥状的岩溶堆积物，大的可达数米，小的只有几厘米，主要是岩溶水沿着溶洞顶部细小的裂隙渗出并在滴水处不断沉淀产生的。它紧紧与洞顶相连，不断向洞底延伸。

石笋是由洞底向上伸展的岩溶堆积物，主要是岩溶水滴滴落到洞底并不断沉积的产物，它与石钟乳相对生长，一般呈笋状、塔状和锥状。

石钟乳和石笋的横剖面都具有同心圆结构。

石钟乳和石笋相对生长，并逐渐结合成一体，随着岩溶水的不断沉积，慢慢形成粗壮的石柱。

石幔是岩溶水沿着洞壁呈薄膜状的漫流过程中CaCO3逐渐沉积的产物，一般呈片状、层状，并且有弯曲的流纹，高者达数十米，非常壮观。

边石堤是指溶洞底部两侧堤状堆积物，高度一般几厘米到几十厘米，呈弧形阶梯状。

另外，在溶洞中还有许多奇特的景观，有的似莲花开放，有的如树枝伸展，还有一些石葡萄、石珊瑚等

第三篇：阳春喀斯特地貌考察实习报告

阳春考察实习报告

1、实习的目的和地点

①、通过学习切身感受阳春喀斯特地貌和山川的秀美，并实际认识一些关

于喀斯特地貌的形成，增强学习地理学习的兴趣。

② 考察剖析实习区域利用地理学理论和思想在资源开发和经济建设过程

中典型的成功和失败的案例，培养学生作为地理工作者的责任感和使命

感。

③ 使学生初步掌握一些野外自然地理研究的工作方法，为今后组织中学生

地理课外活动或参加地理调查解决生产实际问题奠定基础。

2011年4月14日，我们在老师的带领下去了阳春市潭水镇凤来村和阳春国家地质公园春湾石林考察喀斯特地貌；马水镇石菉参观了蓝铜矿和孔雀石的采石场的旧址。通过这次考察，我们清楚理解了喀斯特地貌形成过程，主要表现在表露出来的地表岩溶形态和地下岩溶形态；蓝铜矿、孔雀石的形成和应用价值。

一、喀斯特地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。喀斯特地貌在地面主要是地表流水溶蚀和侵蚀。喀斯特地貌形成为石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙

[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大，形成了溶洞。

这样的岩溶地貌在我国分布非常广泛，在广西、广东、云南、贵州、四川、湖北、湖南的石灰岩分布集中而广泛。广东喀斯特地貌主要分布在粤北地区，即清远北部和韶光东北部，还有就是粤西地区，包括阳春、罗定、肇庆等地。

阳春市潭水镇凤来村和春湾喀斯特景观是典型的岩溶地貌，这些岩溶地貌主要是晚生古代中的中期石炭纪和后期泥盘纪，构造阶段是泛大陆形成时期，从天山造山期到广西造山期是演化，从而地壳上升为陆。在新构造运动上升的山区，溶蚀作用较强，经过漫长的时间演化，可溶性岩石被破坏和改造。

在阳春见得最多就是地表岩溶形态，有大部分的峰林和孤峰。峰丛和峰林是石灰岩遭受强烈岩溶而形成的山峰集合体，但是峰丛和峰林也有很大的区别。峰丛是一种连坐的峰林，基部的相对高度超过峰林部分想多高度。峰丛是由岩溶说的垂直渗入溶蚀扩大而成。峰林是峰丛进一步发展的结果，当峰丛之间进一步溶蚀向深处发展，知道水平流动带，这是地下河可能初露成地表和，是侵蚀作用加强，峰丛基座被切开，相互分离成峰林。孤峰是孤立的石灰岩山峰，有峰林进一步发展而成，相对高度由数十米至百余米。孤峰是地壳相对长期稳定的条件下，岩溶山峰发育到后期的产物。

由此说来，阳春喀斯特地貌是成年期的峰林想老年期的孤峰发展，现在正处于地貌的晚年期。很多孤峰开始出现。

喀斯特地貌会对土壤造成石漠化，这是荒漠化在岩溶地区的一种表现。石漠化是在岩溶去脆弱的生态环境下，由于人类的不合理经济和社会活动造成人地矛盾突出，是植被遭受严重破环，加之坡陡，引起严重的土壤侵蚀，从而导致岩体裸露，土地生产力衰退的演变过程。这种情况在春湾喀斯特地貌风景区表现特别明显。

春湾的龙宫岩就是地下岩溶形态，溶洞的形态是多种多样的，规模大小不一，重力水的堆积是溶洞堆积地貌的主要形成方式，溶解了大量可溶性岩的水滴断续的从溶洞顶部落下并不断积累，从而形成绚丽多彩的石钟乳、石笋、石柱、石幔、边石堤等。石钟乳是一种呈倒锥状的岩溶堆积物，大的可达数米，小的只有几厘米，主要是岩溶水沿着溶洞顶部细小的裂隙渗出并在滴水处不断沉淀产生的。它紧紧与洞顶相连，不断向洞底延伸。石笋是由洞底向上伸展的岩溶堆积物，主要是岩溶水滴滴落到洞底并不断沉积的产物，它与石钟乳相对生长，一般呈笋状、塔状和锥状。石钟乳和石笋相对生长，并逐渐结合成一体，随着岩溶水的不断沉积，慢慢形成粗壮的石柱。洞内还有穿山式地下河，这类地下河与地面河水面一致，一般式连接梁祥林溶蚀盆地中地表河的通道。

二、上面是凤来村和春湾的喀斯特地貌，还有马水镇的石录的蓝铜矿和孔雀石。

蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，也是石青。它常与孔雀石一起产于铜矿床的氧化带中。蓝铜矿可作为铜矿石来提炼铜，也可作蓝染料，还可以做成工艺品。马水镇之所以有这样一个铜矿，春合水位于吴川—四会北北东向构造带,邻区有石碌铜矿、网山钨矿等,具备一定成矿条件。石菉铜(钼)矿床是属于接触热液交代矽卡岩型铜(钼)矿床。

蓝铜矿石做宝石不耐用，硬度低，不能长时间保持好的光泽，只能用做串珠和胸针。也用于雕刻各种礼拜用品和装饰品，壁炉和桌面镶嵌等。铜绿的主要应用是制烟火、油漆、磷毒解毒剂等等。

二、实习心得体会

在实习进行的过程中，同学们遇到最主要的困难就是脑子里没有像样的知识网络，由这引发的一系列问题令到同学处处碰壁。在野外观察，信息量繁重，干扰条件太多，自己没有坚硬的理论来作为依托是根本不行的。虽然旁边有老师的细心的讲解，可是在野外还不像在教室，书本就放在触手可及的地方，随时可以翻查自己不懂的知识点，一旦知识点反映不过来，再加上野外实地中必须去掉相当大的一部分无关的现象，才能从中挑选出有价值的信息。对于同学来讲，没有雄厚的知识储备做铺垫，无怪会对老师的启发询问产生不知所措的感觉，真是书到用时方恨少。

在野外实地观测，一个观察点和下一个观察点之间有着一定的距离，每个点都有其特殊的成因，构造，形态，以及以后将会产生的变化等等，所以对于每一个观察点的记录与测量都是相当重要的，这是为以后的进一步分析整理得到结论都是至关重要。

通过这次考察，深刻理解了《地质学与地貌学教程》中的岩溶地貌，除了课堂上的学习，还有课外的考察，利于我们学生牢固掌握专业知识，同时也利用这次考察亲近大自然，感受大自然的鬼斧神工。

309地理一班

组员：杨鸿辉 毛琬玲 黄萍

练海琪 罗素映 李英

第四篇：adakite地球化学特征及成因

adakite地球化学特征及成因

1968年，Green and Ringwood提出，大洋玄武岩（MORB）在岛弧俯冲带转变为榴辉岩之后，可以发生部分熔融，形成钙碱性的安山岩。然而，Stern和Gill的试验和地球化学研究表明，绝大多数岛弧安山岩不可能由俯冲的MORB部分熔融形成。现今各大洋周边俯冲洋壳的平均年龄为60Ma，已基本冷却，岩Benioff带的地热梯度较低（≤10 ℃/km），洋壳在俯冲过程中不能直接熔融，而是发生变质并逐步脱水。富含大离子亲石元素（LILE）的水热流体向上运移，交代地幔楔，并使之发生部分熔融，形成岛弧拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩。岛弧玄武岩经过分离结晶等演化，形成典型的岛弧玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩岩系。

1990年，Defant and Drummond重新提出，某些岛弧钙碱性安山岩和英安岩为俯冲版片部分熔融形成。在一些地区，如果年轻、热的洋壳发生俯冲，则沿Benioff带的地热梯度高（25~30 ℃/km），洋壳可能发生脱水熔融，形成高铝的中-酸性岩石。这类岩石最早发生于aleutian群岛的Adak岛，因此，被命名为adakite，指的是新生代与年轻洋壳俯冲有关的、具有独特地球化学特征的一类中-酸性火山岩或侵入岩，其地球化学特征与太古代高铝的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）相似。由于其特殊的成因，对研究陆壳的起源和演化、俯冲带的元素地球化学行为以及壳-幔相互作用有重要意义，对探讨一些造山带的古构造演化也很有帮助。

1、adakite的岩石地球化学特征

adakite的主要矿物组合为：斜长石+角闪石±黑云母，单斜辉石和斜方辉石极少，只在Aleutian和墨西哥的高镁安山岩中有所发现。副矿物包括磷灰石、锆石、榍石及钛磁铁矿等，其含量一般高于典型的岛弧岩浆岩。与经典的岛弧玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合不同，adakite很少有相关的玄武岩或玄武安山岩相伴生，如果有，则玄武岩富Nb（≥20×10-6），LILE也非常富集。

adakite的典型地球化学特征如下：SiO2≥56%，Al2O3≥15 %，K2O/ Na2O比值低(<0.5)，Mg#[Mg2+/Mg2++Fetotal]一般大于0.47，甚至高达0.70；Sr含量高（400×10-6～2000×10-6），Y和HREE含量低（Y≤18×10-6, Yb≤1.9×10-6），REE强烈分异，因此，La/Yb和Sr/Y比值很高；高场强元素（HFSE）亏损，在蛛网图中，Sr和Eu呈正异常或没有异常，但一般不具负异常；同位素组成类似MORB（144Nd/143Nd>0.5129,87Sr/86Sr<0.705）。

2、adakite与岛弧钙碱性英安岩对比

adakite的REE强烈分异，LREE富集，HREE亏损，而典型的钙碱性英安岩的HREE较富集，REE分异程度低；adakite具有明显的Sr正异常，Eu呈正异常或没有异常，负Eu异常很少，表明没有斜长石的分离结晶，Sr/Y比值高，而岛弧钙碱性英安岩具有Sr和Eu的负异常，Sr/Y比值低；岛弧钙碱性英安岩具有明显的HFSE负异常，adakite具有负Nb异常，但其Zr和Ti一般不具有异常；adakite的Ni和Cr含量高于典型的岛弧钙碱性英安岩。

3、adakite地球化学特征的成因

（1）Eu和Sr正异常。Sr和Eu在斜长石中的分配系数远远高于其它矿物，adakite源区残留相中缺少斜长石，是产生Sr和Eu正异常的主要原因。此外，角闪石、单斜辉石和石榴石常具有Eu负异常，它们的分离结晶也可以使熔浆产生Eu正异常。但是，adakite的Eu含量还可能受到斜长石的分离结晶、MORB源区Eu的亏损以及蚀变作用等因素的影响。

（2）Y的亏损及高Sr/Y、La/Yb比值。adakite源区部分熔融的残留相为榴辉岩或石榴石角闪岩。在角闪岩、石榴石和单斜辉石中，Sr的分配系数很小（分别为0.058，0.015和0.2），而Y的分配系数较高（分别为3.2、12.5和2.0），因此，熔融残留相中存在上述矿物将导致adakite岩浆亏损Y和HREE并具有Sr/Y和La/Yb比值。

（3）较低的K/Rb比值。K和Rb都为高度不相容元素，在多数造岩矿物（如橄榄石、辉石、石榴石等）中分配系数差别很小，但K在角闪岩中的分配系数较Rb高，角闪石的分离可能导致adakite具有低-中等的K/Rb比值.（4）Nb和Ta亏损。已有的试验表明，金红石具有很高的晶体/熔体Nb和Ta分配系数。熊小林等（2005）所获得的熔体相微量元素资料证实金红石控制部分熔融过程中Nb和Ta的分配，只有金红石才能导致adakite质熔体负Nb-Ta异常，因而金红石是adakite质熔体产生时一个必要的残留相，即TTG熔体只能由含金红石的榴辉岩或角闪榴辉岩产生。应当指出，俯冲嗲火山弧玄武-安山-英安岩也普遍存在着Nb-Ta亏损现象，但弧岩浆Nb-Ta亏损的机制与adakite不同。总所周知，火山弧玄武岩浆是有俯冲洋壳释放的流体所交代的地幔楔部分熔融产生的。普遍认为俯冲洋壳释放的流体具有富集大离子亲石元素，亏损Nb和Ta等高场强元素等特征，由这种流体交代的地幔楔熔融产生的弧岩浆继承了流体相LILE富集和Nb-Ta亏损等微量元素特征。

4、adakite的形成机制 新生代以来的adakite分布在环太平洋周边，并且主要与年轻洋壳的俯冲有关，其源区的深度为70~90 km。adakite的Nb、Sr、Pb同位素地球化学特征与MORB相似，在俯冲带的变质玄武岩中还发现了具adakite成分特征的混合岩化脉体，均说明adakite可能是年轻的俯冲板片部分熔融形成的，试验也证明角闪岩-榴辉岩的熔融可能产生具有adakite成分特征的岩石。然而，最近的研究表明，adakite可能有多种形成机制：

（1）年轻的（<25 Ma）、热的俯冲板片的部分熔融。Defant and Drummond认为，如果俯冲板片的年龄>30 Ma，沿Benioff带的地热梯度较低，板片发生脱水作用，流体上升交代地幔楔并使之发生部分熔融（熔融残余为橄榄石和辉石），形成正常的岛弧玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩。但如果俯冲洋壳的年龄<20~30 Ma，则沿Benioff带的地热梯度高（25~30 ℃/km），俯冲板片在脱水之前温度就可达650~700℃，从而可能发生脱水熔融（熔融残余为石榴石、角闪石和金红石），形成adakite岩浆，类似于太古代高铝TTG的形成。

（2）年老的洋壳发生斜向俯冲。在Aleutian的Adak和Komandorsky岛，俯冲板片年龄>40 Ma，该地区adakite被认为是板片因斜向俯冲而得到充分的加热，从而发生部分熔融形成的。Yogodzinski等又提出在Adak和Komandorsky岛，俯冲板片的前缘被撕裂，撕裂部位在进入软流圈地幔时形成热窗，从而使老的洋壳也得以充分加热而熔融。

（3）老的洋壳在俯冲开始阶段发生部分熔融。；例如，在菲律宾Mindanao的东部，俯冲板片年龄为始新世，但是仍然有adakite形成。（4）已经消亡的俯冲板片的部分熔融。Peacock等认为，Arid Hills、Jaraquay和Baja California的adakite是底侵的镁铁质下地壳或消亡板片部分熔融形成的。

（5）俯冲角度平缓（flat subduction）的洋壳部分熔融。Gutscher等和Defant and Kepezhinskas提出，如果俯冲板片的角度较为平缓，近水平移动，则可以被充分加热，发生部分熔融，例如在秘鲁和厄瓜多尔。在全球已知的10个俯冲角度平缓的地区，8个伴有adakite的形成。

（6）底侵玄武岩的部分熔融。Drummond and Defant提出，底侵玄武岩熔融将产生低铝TTG，而不是高铝TTG，因为变质玄武岩（基性麻粒岩）在下地壳熔融的残留相中富含钙质斜长石，会抑制熔浆中的Sr和Al2O3含量，并产生Eu负异常。然而，许多学者认为，增厚陆壳下的底侵玄武岩部分熔融，也可以形成adakite。典型的例子有秘鲁的Cordillera Blanca杂岩和埃塞俄比亚西部的Birbir杂岩。Birbir杂岩的源区为底侵的玄武质岩石，变质程度为石榴角闪岩相，其熔融条件为0.8~1.2 GPa，800~1000 ℃。增厚的地壳在伸展过程中，软流圈上涌产生的热足以使玄武质岩石发生部分熔融。

（7）拆沉作用（delamination）。拆沉作用指密度大的岩石圈 沉没到密度较小的软流圈之中。现今的拆沉作用只限于盆岭、西藏及安第斯等少数地区。在挤压增厚的地区（>50 km），下地壳玄武质岩石可以转变为榴辉岩相，发生拆沉作用，一些与拆沉作用有关的岩浆可能与年轻的、热的俯冲板片熔融发生的岩浆有相似的地球化学特征，如具有高的Sr含量和Sr/Y、La/Yb比值。

第五篇：高速公路路面破坏和路基病害的特征及成因分析

高速公路路面破坏和路基病害的特征及成因分析

摘要：我国的公路事业进入了以建设高速公路、一级公路等高等级公路为主的新时代。早期修建的一些高速公路，在没有达到设计年限的情况下，也开始进行大修。不仅对社会、交通造成了较大的影响，也在经济上造成了很大的损失。因此，高速公路路基路面的早期损坏问题引起了广泛的关注。作者在文中深入分析了高速公路路面破坏和路基病害的特征及成因。关键词：高速公路；路面破坏；路基病害我国高速公路路基、路面的早期损坏有多种形式，也是由多种不同原因引起的，其中对路面使用性能和使用寿命影响最大的是结构性破坏、水破坏和严重辙槽。

一、高速公路路面破坏的特征及成因引起高速公路半刚性基层沥青混凝土路面的早期破坏有多种原因，表现为多种形式。1.1变形类填土路堤上的路面竣工后以及开放交通后，路基会产生不均匀沉降，导致其上路面顶面产生波浪式的不平整。在未填筑路堤之前，地基处于平衡状态。填筑路堤后，地基受到动静荷载的共同作用产生固结形变，直到达到新的平衡状态为止。地基产生固结形变的大小，既与填土高度有关，又与地基内部各层土的压缩系数有关。填土路堤地基存在横向承载能力显著不均匀的特性，两侧地基的承载力小，中部承载力大，路堤产生不均

匀沉降，路堤两侧边部产生外倾式沉降，将路面和路基掰开，在路面上产生宽度较大的纵向裂缝，其特点是上宽下窄。软土基层沉降是由于软土地基引起路面产生很大的不均匀沉降，使路面纵断面产生大的变形。主要原因是施工期太短，在软基还没有固结沉降达到基稳定时就铺设沥青路面；另一重要原因是复合地基处理深度和臵换率小。1.2松散类由路面结构性破坏产生的网裂。所谓路面结构性破坏，是指路面结构的承载能力不能抵抗现有行车荷载的反复作用，而产生的路面结构性整体破坏。其外观特征为轮迹带上产生裂缝，进一步发展成纵向网裂形变带。由水破坏产生松散变形类病害尤其广泛，主要表现为几种不同情况：第一种是由于雨水较快的透入空隙率较大的沥青混凝土表面层后，由于其下层比较密实，在进入表面层的水还未来得及往下层渗透前，表面层就开始产生水破坏。表现为沥青路面的表面层产生圆形坑洞。第二种情况是由于透入表面层的水较快渗入中面层，滞留在中面层的水因难于或来不及透过中面层进入底面层之前，中面层沥青混凝土强度变弱，沥青剥落，甚至松散，导致表面层首先在行车道底轮迹带上产生网裂形变，有的甚至产生明显辙槽。第三种是由于透入表面层的水透过中面层进入底面层，如果在底面层表面有粘结防水层，或有质量好的下封层，同时进入的水量不大，则滞留在底面层的水会使底面层沥青混凝土强度减弱，进而沥青剥落，甚至沥青混凝土

松散，导致沥青混凝土路面表面产生网裂形变。在基层顶面没有粘结防水层，或虽做了下封层但质量不好的情况下，进入底面层的水将直接滞留在基层顶面。行车荷载生的水压力，使滞留水首先冲刷基层表面的水泥细料或二灰细料，接着向下冲刷并形成白浆，在行车荷载的泵吸作用下，白浆被唧到面层表面层，浆被唧出的过程中，沿途的沥青混凝土碎石上的沥青剥落，轻者表面产生网裂变形，重者很快产生坑洞，碎石被甩出洞外，洞中积水。沥青混凝土面层的表面层、中面层和底面层都不能让水侵入和滞留，只要水能侵入任一层并滞留在该层就会产生水破坏。水破坏的重要内因是所用沥青混凝土的空隙率较大。所用沥青混凝土，特别是表面层沥青混凝土的实际空隙率较大，雨水较易进入表面层，并导致水破坏。水破坏的另一重要内因是片面强调平整度，忽视了压实度。水破坏的第三个重要内因是沥青混凝土的不均匀性大。由于矿料质量、施工技术要求和工程管理等多方面原因，我国高速公路面层所用沥青混凝土的离析现象和不均匀性较大，在面层表面随机分布这数量不一的薄弱点位。在降雨过程中，雨水在一些薄弱点位被快速行驶车辆轮胎下产生的较大动水压力压入表面层。水破坏的第四个内因是沥青混凝土面层的裂缝。由于沥青混凝土是一种热胀冷缩的材料，它的温缩系数是半刚性基层材料的4倍左右。新沥青混凝土面层刚产生的裂缝，往往仅深入表面层的上部。过一个冬季或一

定时间后，裂缝又会深入到下层底部，甚至引发基层在相同的位臵开裂。造成基层上部冲刷甚至松散的原因，是表面水的反复进入和冲刷的结果，不是基层本身“衰老”的结果。1.3车辙车辙、拥包等流动变形损坏当高速公路车辆渠道化以后，车辙问题逐渐成为主要病害。由于我国普遍采用半刚性基层沥青路面的结构，基层本身的变形不是主要的，多数都是沥青混和料产生的流动性车辙。其主要成因是路面在高温情况下劲度模量大幅度降低，抗剪切变形能力不足以抵抗超载和重载车作用下的剪应力，尤其是在长大纵坡上坡路段，由于重载车车况差、爬坡车速降低，更为严重。严重车辙的内因是由于沥青混凝土的矿料级配不合适。我国已通车的多数高速公路都使用规范中的连续式密集配。沥青混凝土的高温抗形变能力较差，不能承受重载交通的反复作用，容易产生严重辙槽。有的为避免产生水破坏，有意在沥青混凝土中多用细集料和沥青。未经认真试验研究，就大量使用美国的SUP.自由水进入并长期滞留在中面层内，使中面层沥青混凝土强度显著减弱、沥青剥落直到松散，表面开始产生较严重辙槽、辙槽两侧鼓起。1.4裂缝类沥青路面开裂是国际上最普遍的损坏现象之一，只不过是裂缝发生的早晚、多少及裂缝的类型有所不同。我国沥青路面的裂缝有横向裂缝、纵向裂缝、网裂、沉降裂缝等。横向裂缝是由于在寒冷季节气温骤降和反复的温度变化后，因疲劳而产生的温缩裂缝；半刚性

基层的干缩和冷缩开裂造成的沥青路面的反射性裂缝；或者两者综合作用产生的裂缝。温缩裂缝至今国际上并没有有效的根治措施，不属于早期破坏。第二种是自上而下的表面裂缝。近年来国际上对沥青路面自上而下的表面裂缝研究甚多，发现当沥青层较厚时，由于路表面沥青容易老化，沥青混和料的自愈能力逐渐丧失，极限拉伸应变不断减小，在车载荷载直接作用下，在轮迹部位产生大的拉应力或剪应力，导致路面产生开裂。但我国沥青路面的表面裂缝有相当部分与由于沥青层的层间污染没有很好粘结成为整体，首先使表面层或上、中层压碎有关。第三种是自下而上的疲劳裂缝。由于我国路面的沥青层较薄，高速公路沥青路面的纵向裂缝和网裂比较普遍，其原因是路面承载能力不足，导致路面的结构性损坏。基层结构松散，尤其在有雨水的不利季节，承载能力不足于承受超载车和繁重交通的作用，造成路面大面积损坏。基层松散的原因少数是施工时没有成型，大部分是由于半刚性基层在施工过程中水泥剂量过高，强度过高，收缩严重开裂，使整层的半刚性基层分裂为大块，在使用过程中又逐渐破碎为小块，最后成为碎块。

二、高速公路路基病害的特征及成因2.1基层高速公路的半刚性基层厚度多在20cm左右，采用水泥稳定碎石（或砾石）或石灰粉煤灰稳定碎石（或砾石）半刚性底基层厚20－40cm，采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半刚性材料

层的总厚度通常不超过60cm，最薄为40cm.半刚性材料路面的承载能力取决于半刚性材料层的质量和厚度因素，如果基层或底基层质量不好或不均匀性大，不能形成一个完整的整体，容易导致沥青路面产生局部破损。在路面设计和施工都符合要求的情况下，半刚性路面的结构性破坏常发生在行车道的轮迹带上。在轮迹带上先产生纵向细小裂缝，尔后产生通过轮迹带的横向裂缝，最后发展成网裂和形变。2.2岩土地基填土路堤路基产生纵向不均匀沉降，使路面顶面产生波滚式的不平整。其产沉降的原因：一是原土地基产生固结变形，在填筑路堤之后，地基收到加载作用，产生压缩变形。二是路堤本身产生固结变形，是与填土高度、土的性质和压实度密切相关。路基压实度不够产生的纵向裂缝由于地基和填土在槽向不可避免的不均匀性，特别是在有表面水渗入地基的情况下，沥青路面和水泥混凝土路面或早或迟都会产生一些细而短的纵向裂缝。桥头跳车是由路基路面沉降引起的，是路基路面纵向变形最严重的一种形式。它是由于桥头填土较厚，路基路面容易产生大的沉降，而桥头的沉降量很小，从而产生错台高差。这种现象在软基路段、湿陷性黄土地区尤为严重。2.3特种土层的路基淤泥质黏土、红粘土等软土地基往往因固结沉降稳定时间长，或是因修路微型水文地质条件发生了改变，从而引起路面沉陷。湿陷性黄土路基：在地下水的作用下老的空穴增大，并发生新的空穴。2.4不良地质现

象对路基稳定的影响地基位于（或存在）不良地质体，如滑坡、空穴，由于高速公路的修建改变了微地貌环境，水地质条件、工程地质条件均发生了变化，在持续动荷载作用下，原有的不利地质条件被进一步激发、扩大，从而引起路面沉陷、裂缝，甚至大范围的路基塌滑。高速公路位于古滑坡体上，路基的一部分位于滑动面上，在动载荷作用下，引发路基边坡大范围失稳和路基深部的空穴，在路基填土的压力和车辆动荷载作用下发生沉陷，引起路面沉陷。综上所述，将路面破损和路基病害成因类型对应分析，能够发现它们相互作用、相互影响。路基病害会引起路面破损，而路面破损又加快了路基病害的产生和发展，表现为路基压实度减小、含水量增大、裂缝松散体的产生。路面破损往往是路基病害的表现形式。这就为“三维一体化”检测理论方法提供了客观事实依据。参考文献：[1]何仙伟。公路路基路面设计安全检查问题探讨[J].中国高新技术企业，2008，（08）[2]汽车存放与公路安全系统[J].发明与革新，2002，（03）[3]云天。高速公路安全行驶[J].汽车维修，1997，（03）