淮南上窑-凤阳山位于淮南煤田复向斜北翼,构造地质条件极为复杂,寒武系地层裸露区岩溶较为发育。为此,通过调查该地区寒武系岩溶发育特征及成因机制,不仅为淮南煤田煤炭资源开采过程中岩溶水害防治提供一定理论依据,也丰富了我国华北地区寒武系岩溶研究成果。 本文采用野外地质调查、地质剖面测量、薄片鉴定和构造统计等方法系统分析了区内寒武系岩溶发育特征以及主要控制因素,并结合区域构造演化史,探讨了寒武系岩溶形成机制,主要成果如下: (1)淮南上窑-凤阳山地区寒武系岩溶以现代表生岩溶为主,主要发育在馒头组、毛庄组、徐庄组、猴家山组等碳酸盐岩地层中。按照岩溶的发育程度和形态,可分为裂隙(裂隙网络)、溶隙和溶洞。 (2)可溶性碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础。碳酸盐岩以灰岩为主,其次为泥质灰岩、灰质白云岩和白云岩等,微观结构主要为缝合线、剪切和拉张破裂形成的微孔、微裂隙以及碎屑结构等,岩层主要以灰岩、泥质灰岩和泥岩互层。物质成分、微观结构以及宏观岩层组合是岩溶差异性发育主要内在因素。 (3)区内岩溶发育特征受到断裂、褶皱以及节理的共同影响。其中,上窑地区岩溶在向斜核部以垂向溶隙为主,其次沿层面发育NNW、NW、NNE和NE向的裂隙、溶隙。共轭裂隙处发育串珠状溶洞、岩溶塌陷坑;凤阳山地区除受到板块边缘对冲挤压影响外,还受到郯庐断裂带影响,较为典型的岩溶发育点为韭山洞和狼巷迷谷,韭山洞主要沿NWW、NW、近EW走向发育,在狼巷迷谷,发育NNW向、NNE向、NWW向和NEE向裂隙网络。 (4)除岩性、构造外,土壤、植被以及水文地质条件也是岩溶发育重要控制因素,土壤和植被加强了水流的溶蚀性,水文地质条件控制着径流的方向和强度。 (5)上窑地区岩溶形成机制主要为,寒武系碳酸盐岩在沉积过程中受到层间溶蚀作用基础上,后经挤压抬升后,产生裂隙、断裂、褶皱,在大气降水与土壤植被作用下,形成位于推覆褶皱断块的垂向溶蚀裂隙网络。 (6)凤阳山地区岩溶形成机制主要为,地层受挤压、断裂后,成为复向斜北翼。在寒武系馒头组软硬岩相间接触带,发生拉张和剪切变形后,产生沿层面和垂直于层面的拉张裂隙,形成岩溶洞穴和表生溶隙网络地貌。 图[47]表[11]参[89]