地下水的地質作用
正文
地下水對岩層破壞和建造作用的總稱。地下水在流動過程中對流經的岩石可產生破壞作用，並把破壞的產物從一地搬運到另一地，在適宜的條件下再沉積下來。因此，地下水的地質作用包括剝蝕作用、搬運作用和沉積作用。剝蝕作用 地下水的剝蝕作用是在地下進行的，所以又稱為潛蝕作用。按作用的方式分為機械潛蝕作用與化學溶蝕作用。工程地質學中的潛蝕概念不包括可溶性岩石的化學溶蝕作用。
① 機械潛蝕作用。地下水在流動過程中，對土、石的沖刷破壞作用。地下水在土、石中滲透，水體分散，流速緩慢，動能很小，機械沖刷力量微弱，只能將鬆散堆積物中顆粒細小的粉沙、泥土物質沖走，使其結構變松，孔隙擴大。但經過長時間的沖刷作用，也可以形成地下空洞，甚至引起地面陷落，出現落水洞和窪地。這種現象常見於黃土發育地區。疏鬆的鈣質粉砂岩也易受到沖刷破壞。地下水充滿鬆散沉積物的孔隙時，水可潤滑、削弱、以至破壞顆粒間的結合力,產生流沙現象;或浸潤粘土物質,使之具有可塑性，引起粘土體積膨脹,導致土層蠕動和變形。
② 化學溶蝕作用。地下水可溶解可溶性岩石所產生的破壞作用，又稱喀斯特作用。地下水中普遍含有一定數量的二氧化碳，這種水是一種較強的溶劑，它能溶解碳酸鹽岩（如石灰岩，化學成分為碳酸鈣），使碳酸鹽變為溶於水的重碳酸鹽，隨水流失。碳酸鹽岩中常發育裂隙，更易遭受溶蝕，岩石中的裂隙逐漸擴大成溶隙或洞穴。在碳酸鹽岩地區，喀斯特作用可產生一系列如溶溝、石芽、溶窪、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形（見喀斯特）。
搬運作用 地下水將其剝蝕產物沿垂直或水平運動方向進行搬運。由於流速緩慢，地下水的機械搬運力較小，一般只能攜帶粉沙、細沙前進。只有流動在較大洞穴中的地下河，才具有較大的機械動力，能搬運數量較多、粒徑較大的砂和礫石，並在搬運過程中稍具分選作用和磨圓作用，這些特徵類似於地表河流。
地下水主要進行化學搬運。化學搬運的溶質成分取決於地下水流經地區的岩石性質和風化狀況，通常以重碳酸鹽為主，氯化物、硫酸鹽、氫氧化物較少。搬運物呈真溶液或膠體溶液狀態。化學搬運的能力與溫度和壓力有關，隨地下水溫度增高和承受壓力加大而增大。地下水化學搬運物除少數沉積在包氣帶的中、下部外，大部分搬運至飽和帶，最後輸入河流、湖泊和海洋。全世界河流每年運入海洋的23.4億噸溶解物質中大部分來源於地下水。
沉積作用 包括機械沉積作用和化學沉積作用，以化學沉積作用為主。
地下河流到平緩、開闊的洞穴中，水動力減小，在這些洞穴中形成礫石、砂和粉沙等堆積。由於水動力較小，地下河機械沉積物具有粒細、量少、分選性與磨圓性差的特徵，沉積物中可能混雜有溶蝕崩落作用產生的呈角礫狀的崩積物。
含有溶解物質的地下水在運移中，由於溫度、壓力變化，可發生化學沉積。例如，由於溫度升高或壓力降低，二氧化碳逸出，重碳酸鈣分解而發生沉澱；或由於水溫驟降或水分蒸發，水中溶解物質達到過飽和而發生沉澱。
地下水中溶質在粒間孔隙內沉澱，可把鬆散堆積物膠結成緻密的堅硬岩石。常見的起膠結作用的物質有鐵質（氧化鐵或氫氧化鐵）、鈣質（碳酸鈣）和矽質（二氧化矽）等。
地下水中溶質在岩石裂隙內沉澱或結晶，構成脈體。如由碳酸鈣組成的方解石脈，由二氧化矽組成的石英脈。含鐵、錳的沉澱物在裂隙面上呈柏葉狀，稱假化石。
飽含重碳酸鈣的地下水，沿岩石的裂隙或斷層流入溶洞，壓力降低，二氧化碳逸出，水分蒸發，碳酸鈣沉澱。沉澱物呈錐狀、柱狀，橫切面具圈層構造，稱為溶洞滴石，包括石鐘乳、石筍和石柱。
含有溶質的地下水流出地表，在泉口處沉澱形成的化學堆積物，稱為泉華。泉華疏鬆多孔。成分為碳酸鈣的稱鈣華或石灰華，成分為二氧化矽的稱矽華。（見彩圖）
地下水的地質作用李叔達主編：《動力地質學原理》，地質出版社，北京，1983。
張倬元、王士天、王蘭生編著:《工程地質分析原理》，地質出版社，北京，1981。
