溶蝕孔隙，又稱溶孔，是碳酸鹽礦物或伴生的其他易溶礦物被地下水、地表水溶解後形成的孔隙。
溶蝕孔隙指沉積過程及成岩後由於溶解作用所形成的孔隙。地下水的溶解作用往往在沉積過程中就已開始進行，並延續到成岩作用結束。
基本介紹
- 中文名：溶蝕孔隙
- 外文名：Denudation pore
- 別稱：溶孔
- 形成過程：沉積過程到成岩
- 原因：溶解、構造
- 特點：形狀不規則
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形成過程
地下水的溶解作用往往在沉積過程中就已開始進行，並延續到成岩作用結束。在這個階段，地層中原生孔隙發育時，地下水大都比較活躍，並通過溶蝕而使孔隙進一步增加。成岩作用結束後，溶蝕孔隙仍可繼續發育。尤其在不整合侵蝕面附近，由於處於滲流帶及潛流帶下部，地下水在原生孔隙發育帶很活躍，加上地表水的不斷補充，因而在不整合面附近往往形成極為發育的溶蝕孔隙。
形成原因
溶解度
碳酸鹽岩溶解度與其成分的Ca2+/Mg2+比值、粘土含量、組構及構造等因素有關。碳酸鹽岩溶解度的大小與其Ca2+/Mg2+比值有密切關係。在地下水富含CO2的一般情況下，溶解度與Ca2+/Mg2+比值成正比關係，即石灰岩比白雲岩易溶。我國西南地區室內試驗表明，若以純石灰岩的溶解度為1，則白雲岩的溶解度介於0.7~0.4。因此，在通常情況下，石灰岩比白雲岩更容易產生溶蝕孔洞。
但是，在某些特殊情況下，地下水中富含硫酸根離子時，白雲石的溶解度會大於方解石。在這種地區，白雲岩中的溶蝕孔洞比石灰岩中的更為發育。
碳酸鹽岩中不溶殘餘物(主要是粘土)的含量，對溶解度有很大影響，二者成反比關係，即碳酸鹽岩的溶解度隨粘土含量的增加而減小。如四川樂山震旦系白雲岩，孔洞發育的層位，其不溶殘餘物含量小於1%;當不溶殘餘物含量超過10%時，很少見有大溶孔。
根據上述岩石成分的兩方面影響，碳酸鹽岩的溶解度按下列順序遞減:
石灰岩~白雲質灰岩~灰質白雲岩~白雲岩~含泥石灰岩~泥灰岩。
岩石的組構和構造對碳酸鹽岩的溶解度也有影響。一般來說，隨著顆粒變小，溶解度降低。這是由於顆粒或晶粒較細的碳酸鹽岩含有粘土物質較多，包裹著方解石或白雲石顆粒，使地下水不易直接與這些碳酸鹽礦物接觸，自然被溶解的機會就減少。粗粒結構的碳酸鹽岩中，粘土含量較少，再者其粒間孔隙或晶間孔隙較大，地下水比較容易通過，易於產生溶蝕孔洞。
一般在厚層至中層狀碳酸鹽岩中孔洞發育好，薄層與非碳酸鹽岩相組合的地層孔洞發育差。這是因為厚層碳酸鹽岩一般是在相對穩定的環境下沉積的，不溶殘餘物含量較少，質純，易產生孔洞。薄層碳酸鹽岩一般為不穩定環境下的沉積，含不溶殘餘物較多，降低了溶解度;而且在這種岩層組中，常伴有緻密的粘土岩或泥灰岩與之成互層或夾層，妨礙了地下水的運動，也不利於孔洞的形成。
溶解能力
地下水的溶解能力是由地下水的性質和運動狀態決定的。地下水並不是純水，其中經常含有礦物離子溶質，其中以CO2成分最普遍，且對碳酸鹽岩的溶解性影響最大。
當地下水中含有CO2時，水溶液呈酸性;隨著CO2溶解量的增加，溶液的pH值降低，當其降至3.2時，便成為較強的酸性水，對碳酸鹽岩的溶解能力大大增強。當這種地下水在碳酸鹽岩地層中流動時，便逐漸將岩石溶解，並形成重碳酸鹽被地下水帶走。反之，當水中缺乏CO2時，則發生碳酸鹽沉澱作用，堵塞孔隙，膠結岩石。
另外，岩石的溶蝕程度還與地下水的溫度和壓力有密切關係。
地貌氣候構造
地下水運動是造成溶蝕作用發育的重要原因，而地下水的運動卻又與地貌、氣候和構造等因素有關。
在地貌上，溶蝕帶多在河谷和海、湖岸附近地區較為發育。因為這些地區是泄水區和匯水區，地下水浸泡溶蝕時間長，在這些地區的碳酸鹽岩層內部往往發育有很大的暗河。
在氣候上，溫暖潮濕的地區，溶蝕作用最為活躍。
從構造角度觀察，在不整合古風化殼地帶，由於長期沉積間斷，岩石出露地表遭受風化剝蝕，地表水沿斷層、裂縫滲人地下，產生大量溶孔、溶洞、溶縫、溶道，形成規模巨大、錯綜複雜的溶蝕空間，稱為岩溶帶。如果構造運動使該區長期、不勻速上升，上升快的時期，岩溶發育較差;上升緩慢時期，岩溶發育較好，這樣好壞交替，就會形成多層岩溶帶，在垂向上發育的厚度和深度可以達到很大。如果該區經歷了多次沉積間斷，有若干個不整合面，則相應可形成數個岩溶發育帶。當然，在張性斷層經過的地區，張性裂縫多，岩體破碎，有利於地下水進出。從現代岩溶調查來看，岩溶帶緊隨斷層分布，岩溶與斷層的關係比河流與斷層的關係更為密切。對於褶皺而言，背、向斜的不同部位，岩溶發育程度也是不同的。一般情況下，向斜軸部岩溶最發育，褶皺軸部比翼部岩溶發育，但是在背斜傾沒端、向斜翹起端，尤其是各類褶皺構造的交匯部位，岩溶最發育。另外，地層產狀是水平、傾斜或直立，岩層的組合方式(如透水層與不透水層的組合形式)等，均對溶洞的延伸方向、排列和規模有一定影響。如有多層透水層與非透水層間互組合時，可形成多層岩溶帶，各岩溶帶厚度受上、下不透水層限制。
所以，岩溶帶的發育和分布受多種因素控制，既要綜合考慮，又要結合各地地質情況具體分析。
特點
溶孔的特點是形狀不規則，有的承襲了被溶蝕顆粒的原來形狀;邊緣圓滑，有時在邊壁上見有不溶物殘餘。溶解作用產生的孔隙既可以發生於後生階段，如不整合面下的岩溶帶，也可以發生於成岩晚期和成岩早期(準同生階段)，後者一般多見於近岸淺水地帶沉積物暴露水面的時候。
分類
（1）粒間溶孔。指碳酸鹽岩顆粒之間膠結物或基質被溶蝕後而形成的孔隙。
（2）粒內溶孔和鑄模孔。粒內溶孔是指各種碳酸鹽岩顆粒內部，由於選擇性溶解，顆粒被局部溶蝕而形成的孔隙當溶蝕作用擴展到整個顆粒，形成與原顆粒形狀、大小完全一致的孔隙時，亦可稱為鑄模孔隙。
（3）晶間溶孔。指晶體間的物質被溶蝕所形成的孔隙，多發育在白雲岩中，主要溶蝕晶體間的方解石。溶蝕範圍也可能部分涉及到周圍的晶體，溶孔大小較均勻。
（4）晶內溶孔。晶粒內部被溶蝕而形成的孔隙，若整個晶體被溶蝕，形成與原晶體粒形狀、大小相同的孔隙時，可稱為晶體鑄模孔隙。
（5）溶孔、溶洞。指不受岩石組構控制，由溶蝕作用所形成的孔隙。常呈不規則狀，直徑大於10 cm稱為溶洞。溶孔、溶洞發育的儲集層，在鑽井過程中，常可見井噴、井漏和鑽具放空等現象。
（6）窗格孔隙。由選擇性溶蝕作用而成。孔隙多呈扁平狀平行於岩石的層面，在裂縫發育的層系中窗格孔隙亦可形成良好的儲層。
