地应力对碳酸盐岩溶解和岩溶发育的影响

摘要：

地应力对碳酸盐岩溶解和岩溶发育的影响研究是一个值得注意但又长期被忽视的问题，结合地球化学、地质热力学、矿物岩石学、岩石弹塑性力学方面的知识，在理论上全面地分析地应力的影响。研究表明，在应力作用下，碳酸盐岩岩体内应变能提高、溶解反应自由能增加、裂隙发育特征与水流运动条件发生变化，使得碳酸盐岩固体表面处溶解物饱和浓度增大，改变了岩体内水流的厚度、水流流态以及水中碳酸盐岩溶解物浓度，从而影响了碳酸盐岩的溶解速率；且应力的存在改变了有效的水岩相互作用面积；应力作用下碳酸盐岩溶解存在的“应力-溶解”耦合竞争循环机制使得岩溶发育出现混沌现象和自组织行为，初始应力介入所导致的一个很微小的影响因可被迅速放大至成百上千倍而不可忽略，自然界中碳酸盐岩岩体内溶解和结晶并存、串珠状溶洞以及孤立溶洞的形成发育机制一定程度上可归结为应力溶解自组织行为的结果。

关键词：碳酸盐岩、溶解速率、应力溶解耦合、竞争机制

分类号：P641(水文地质学与工程地质学)

资助基金：中国地震局地壳应力研究所中央级公益性科研院所基本科研业务专项ZDJ2012-17;国家自然科学基金青年基金41202218

在线出版日期：2014-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：896-904