2　库坝区岩溶发育规律

2.1　库区岩溶发育概况

在库区上游区，规模较大的岩溶现象主要发育在上部中寒武统张夏组下段亮晶鲕粒灰岩中，发育规模以大型的溶洞为主，分布高程330.00～340.00m，与河流Ⅳ级阶地高程相吻合，并沿构造裂隙发育。由于其分布高程皆高于库水位，与水库渗漏无关。

在水库中游区，由于可溶岩与非溶岩相间叠置，垂直渗流不畅，且岸坡山体陡峭，岩性条件和地形特征限制了岩溶的发育。

在近坝库区，同样存在可溶岩与非可溶岩相间迭置，但由于受盘谷寺断层和太行山背斜的影响，地质构造发育。在单斜构造区主要表现为馒头组下部岩层的层间小褶皱、小断层；在龟头山主要表现为褶皱、断层交错发育；五庙坡断层以南至F1断层之间主要表现为断层的密集发育，地质构造发育的规模和程度控制或影响着岩溶发育的规模。

在坝址下游区，受五庙坡断层带和F1断层影响，断层密集发育，岩溶亦多沿基底面以上断层带发育，主要表现为串珠状溶孔溶隙，且连通性较好。在断层的交汇处，多表现为规模较大的溶隙。在该区其他地段，岩溶发育现象不明显。

2.2　坝址区不同构造分区的岩溶发育规律

2.2.1　单斜构造区岩溶发育的空间分布规律

（1）岩溶发育的分布与地质构造行迹的强弱相一致。在余铁沟—老断沟以北的单斜构造区，层面向北缓倾，构造形迹微弱。但在馒头组下部，受太行山背斜影响，发育一拖曳褶皱层，其轴向一般280°～300°，褶皱起伏差，一般为1.0～2.0m。层间小逆断层常常与褶皱相伴而生，往往下部是断层，上部变为皱（褶）。在层间“皱曲”发育的地段，由于岩体较为破碎，地下水径流条件好，岩溶现象也较为发育，溶孔溶洞多发育在“皱曲”的核部或者沿小断层发育。“皱曲”越发育的地方，岩溶发育现象就越明显，岩溶发育规模亦较大。

（2）岩溶发育与距离岸坡的远近相关。岩溶发育与距离岸坡远近的关系，侧面反映着岩溶发育与地表水、地下水活动和风化卸荷作用近岸—远岸的强弱分布关系。

根据对坝址区右岸的钻孔、平洞的溶蚀现象的统计分析，溶洞发育的密度、规模都明显与岩体距岸坡远近有关。如馒头组中发育的角砾岩，探洞中揭露的较大规模的溶洞以及钻孔中的溶蚀现象，均随着远离岸坡逐渐减弱或变得不明显，总体上在距岸坡70.0～80.0m后随距离增加有减弱趋势。另外，根据库坝区右岸钻孔压水试验的统计资料，相同岩层的透水性，从近岸—中远岸—远岸有逐渐减弱的趋势，这也从侧面说明坝址区右岸岩层的岩溶化程度由近岸向远岸逐渐减弱。

（3）规模较大的溶蚀现象与古河道等地下水强径流区分布相一致。除受岩性与构造作用控制外，右岸馒头组岩层的较大规模的岩溶现象与古河道、河流阶地等地下水强径流区的分布也有较大关系。

目前右岸揭露的规模较大的岩溶现象主要在PD19、PD25平洞中及吓魂滩对岸峭壁上，平洞中较大规模的溶蚀现象发育的洞段基本上和古河道的分布相一致（见图3）。

此外，坝址区岩溶较为发育的地段及其高程基本上处于历史Ⅲ级阶地形成的一级斜坡区及古河道下部，历史河道底高程约在240.00～250.00m，距岩溶发育层距离5.0～25.0m，处于地下水径流比较强的区域，具有岩溶发育的有利条件。

2.2.2　龟头山褶皱断裂发育区岩溶发育分布

在余铁沟—老断沟以南和五庙坡断层之间的龟头山褶皱断裂发育区，该地段断层、褶皱发育，岩层产状凌乱，岩溶发育不像右岸成层性明显。下部中元古界汝阳群碎屑岩顶面高程在225.00～260.00m，该顶面以下为非岩溶化地层。岩溶发育主要表现为馒头组下部岩层中的岩溶及龟头山古滑坡体的岩溶。整体上处于五庙坡断层以北的龟头山一级斜坡区，其发育高程和河流Ⅲ级阶地相吻合。

2.2.3　断裂带密集区岩溶发育分布

该区由于属于断裂带密集区，岩溶发育主要受断层及其发育规模控制，多集中在断层及其影响带内。在断层及其影响带附近，岩溶发育主要沿原有的构造裂隙发育，岩溶现象多表现为沿断层发育的串珠状溶洞，而在该区其他断层不发育的地段岩溶现象不明显。在较大的断层或者多条断层交汇处，往往有较大的溶隙发育，其延伸方向一般与断层走向相同。

2.3　库坝区岩溶发育的控制因素分析

2.3.1　地层岩性

地层岩性是岩溶发育的基础，可溶岩的位置决定了岩溶发育的分布，可溶岩可溶性的强弱及厚度限制了岩溶发育的规模。

馒头组岩层以下为相对不透水的前震旦系地层，构成了整个区域上的地下水排泄的基底面和溶蚀基准面。同时在馒头组地层，可溶的质纯白云岩、灰岩的分布决定了馒头组中岩溶发育的层位，不可溶的泥灰岩及页岩等限制了岩溶发育的位置，由此形成了坝址区馒头组地层岩溶间层状发育的特征。

2.3.2　地质构造

在水库库坝区岩溶发育的诸多影响因素中，地质构造对岩溶发育起着主导控制作用。

从2.2节中不同构造分区的岩溶发育规律可以看出，3个构造分区的岩溶发育均受构造作用控制明显，余铁沟—老断沟一线以北的单斜构造区，受构造作用影响较弱，上部张夏组厚层鲕状灰岩中，溶洞主要沿一组走向为NWW的高角度节理裂隙发育，下部馒头组地层中仅在坝址区层间小褶皱发育或靠近古河道的局部地段可见有较为明显的溶孔、溶洞发育；在余铁沟—老断沟一线以南地区，由于靠近太行山背斜轴部及五庙坡断层带，同时受盘谷寺断层的影响，岩溶发育受构造作用控制明显，岩溶发育程度一般高，且主要沿断层发育，尤其是在断层间的交汇地段，岩溶现象更为明显。

2.3.3　地下水活动

河口村水库库坝区岩溶发育规模受区内河流及地下水活动的影响明显，较大规模的溶蚀现象一般发育在靠近古河道、河流阶地及岸坡等河流及地下水活动强烈的区域。

在水库上游区，规模较大的溶洞主要发育在高出沁河水面70.0～80.0m的Ⅳ级阶地附近，分布高程330.00～340.00m。在近坝库区，岩溶发育的高程与Ⅲ级阶地高程相吻合，同时较大规模的岩溶发育与古河道的分布相一致。

2.3.4　风化卸荷作用

在坝址区分布的馒头组下部岩层，其岩性为白云岩、泥灰岩及页岩互层，强度软硬相间，近岸坡地段风化卸荷作用表现较强。根据坝址区平洞、钻孔等勘探资料以及河谷两侧的岩溶发育现象的调查，随着由岸坡向山体内侧距离的增加，岩溶发育的规模及程度都明显降低。这主要是由于随着风化、卸荷、淋滤、溶蚀等外营力作用从岸边向远岸区逐渐减弱，造成岩体的变形、破碎程度和地下水活动也相应减弱，因而坝址区岩溶的发育也具有由岸边向远岸区减弱的特点。

综上所述，库坝区的岩溶发育与地层岩性、地质构造、风化卸荷作用以及河流和地下水的活动密切相关，地层岩性是本区岩溶发育的基础，地质构造作用对本区岩溶发育起主导控制作用，而风化卸荷作用、河流阶地和古河道分布区历史时期的地下水活动影响加剧了岩溶发育的程度及规模。