华北煤田陷落柱的地下水内循环形成机理——以峰峰矿区为例

分析了华北型煤田,特别是峰峰矿区陷落柱的发育规律,提出了陷落柱的地下水内部循环形成机理。认为莫霍面抬高和火成岩体产生的地热异常使得奥灰水产生内部对流循环,导致岩溶发育;论证了地热,特别是亚临界和超临界水对CaCO3溶解的加速作用,认为封闭环境中矽卡岩矿物在形成过程中产生的CO2和灰岩在热解过程中产生的CO2造成CO2分压升高,导致了CaCO3溶解速度的提高。文章还提出了灰岩内对流散热过程中“烟囱”效应,认为强烈对流区的“火苗”形溶洞进一步发展成为最有利于对流的“烟囱”,上覆岩层垮落后即形成陷落柱。据此,还解释了陷落柱边缘导水的原因。