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1996年  第15卷  第Z1期

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中国南方岩溶区的旱涝灾害及治理途径
张之淦
1996, 15(Z1): 1-10.
摘要:
中国南方岩溶区地处湿润热带、亚热带,水资源充沛,是我国南方水稻区的重要组成部分。一般就地开发20%左右的天然水资源即可满足水稻灌溉的需求。但由于①季风固有的年际和季节降雨分布不均和②裸露型岩溶特有的河川径流的剧烈水文变化,旱季河川径流(含地下径流)多数只能满足25%~30%灌溉用水的需求。 由于缺少调蓄雨季水资源用于旱季灌溉的手段,迄今本区水稻灌溉主要利用未经调蓄的旱季天然径流。这是因为在非岩溶区行之有效的利用地表水库调蓄雨季径流的办法因不利的地质条件在岩溶地区收效甚微,以致天然径流未获有效的调控,终于导致旱涝灾害频繁。 探寻和开发有效的地下调蓄技术,从而建立起适合岩溶地区双层水文网特点的水利建设模式,是当前摆在我国岩溶工作者面前的一项迫切任务。本文根据南方岩溶地貌景观特征进行了农业环境分区,并对现有岩溶水人工调蓄技术及其在三个地貌景观大区中的适用性做了评述。
论岩溶山区的单元流域治理
韩行瑞, 周游游
1996, 15(Z1): 11-17.
摘要:
中国西南地区大面积分布的岩溶山区是我国环境最恶劣、经济最不发达的贫困地区之一。根据其特殊的环境及水文地质条件,本文提出了“岩溶单元流域”的概念,并探讨了它的内涵、研究路线及治理技术方法。 由于岩溶发育的不均一性以及地下分水岭和非可溶岩体的存在,岩溶山区形成了很多由地下分水岭或非可溶岩体所圈闭或半圈闭的“岩溶单元流域”。 岩溶单元流域是一个由地表水和地下水组成的完整的水文系统,也是岩溶发育的岩溶洞穴-裂隙系统。其特殊的环境条件下(母岩、土壤、小气候、水文),通常也形成了特殊的小生态系统,很多的村镇就座落于这些面积为10~100km~2流域内。 流域治理的首要工作是开发岩溶地下水以解决灌溉和能源问题。最好的方法是修建地下水库和抬高地下水位以及蓄积洪流;其次是恢复森林植被,改善生态,防止水土流失和石漠化的发展,因此必需保持一定面积的生态林并发展生态农业;此外,变单一农业经济为多种经营,包括开发矿产资源,发展旅游事业及地方特产。 文中给出了若干成功的实例。
中国南方岩溶石山地区的治理与扶贫
朱远峰
1996, 15(Z1): 18-23.
摘要:
中国西南岩溶区人均年收入少于440元的贫困人口有2000万,其中有1000万人还缺乏足够的饮用水源。该地区贫困的自然原因是:降水年际分配不均,农作物生长期降水量少;岩溶发育,降水很快渗入地下深处;渗漏严重,建库条件差,作物耗水量大;森林植被减少,70%的水资源量为弃水;土层薄,耕地少且分散;水土流失快,旱涝灾害严重。治理贫困的总体思路应为:以岩溶小流域(系统)为单元;工程措施与生物工程措施相结合,治水,治土,发展生态农业;因地制宜开发资源,发展乡镇企业.初步研究表明,西南岩溶区可划分为:峰丛山区、峰林平原、高原岩溶盆地三种地质类型。文中通过对有关类型开发利用岩溶水、发展生态农业、治理贫困的实例总结,分别给出了不同岩溶地质环境类型的具体开发模式。
黔北岩溶山区的生态环境及改善途径
周游游, 韩行瑞
1996, 15(Z1): 24-32.
摘要:
通过四年来对黔北岩溶山区生态环境的专门研究和对我国西南岩溶山区的考察,本文从水文地质条件、农业地质背景、土地类型、气候特征和植被状况五个方面阐述了当地的生态环境现状.半个世纪前的历史地理概况和近40年来生态环境变迁过程的调查分析结果表明,本区的生态环境曾十分良好,小生境类型繁多,产品种类独特、质量优异,具备林、粮、牧、副并举的先天条件。但由于自身的生态环境较为脆弱,加之近半个世纪的不合理的资源开发,生态环境遭到了严重破坏,并不断恶化.如果任其发展下去,将形成不利于人类生存的石漠。因此,生态环境的改善治理已刻不容缓。上述研究的基础上,结合当地的资源特点,本文首次提出了黔北岩溶山区生态环境改善治理的基本途径是建立外向型生态农业体系,其中资源开发的重点是岩溶水和土特优产品;改善治理的基本单位是岩溶化景观块体。
岩溶地区农业发展的地质环境研究——以广西岩溶区为例
夏日元, 朱远峰, 李兆林
1996, 15(Z1): 33-40.
摘要:
岩溶地区地质环境特殊,其农业综合发展及生态环境治理正日益引起人们的重视。本文在全面分析广西岩溶区地质环境资料的基础上,探索从农业综合开发角度进行岩溶地质环境类型定量划分的方法。针对各类型区的自然资源状况及岩溶地质环境特点,提出了农业生产发展方向及生态环境治理规划。 在岩溶地质环境类型划分中,选取直接制约农业发展的资源、环境要素作为分类的依据,包括地貌形态组合、气候资源条件(光、热、降水、自然灾害)、水文条件与水资源(地表水、地下水)等15个定量指标。采用聚类分析法进行计算分类,将广西岩溶区地质环境分为六种类型十七个亚类。第Ⅰ类型区位于广西区中部,主要特点为;以峰林平原及丘陵地貌为主,光热丰富,水资源中等;第Ⅱ类型区位于广西区东北部,主要特点为:以峰林平原及丘陵地貌为主,光热偏少,地表水丰富,地下水中等,第Ⅲ类型区位于广西区北部,主要特点为:以岩溶谷地地貌为主,光热中等偏少,水资源中等;第Ⅳ类型区位于桂西南,主要特点为:以岩溶谷地和丘陵地貌为主,光热丰富,水资源中等至缺乏;第Ⅴ类型区位于桂西北,主要特点为;以峰丛洼地、丘陵地貌为主,光热偏少,水资源缺乏;第Ⅵ类型区位于桂东北,主要特点为;以峰林平原、丘陵地貌为主,光热中等,水资源丰富。
岩溶区碳循环与大气CO2的源汇关系——以贵州岩溶区为例
李彬, 袁道先
1996, 15(Z1): 41-49.
摘要:
全球碳循环的研究表明,人为CO2收支存在不平衡现象。据不同的估算,其未知汇为(1.8±1.4)×1016gC/a或(2.0~4.7)×1016gC/a。通过对贵州高原岩溶区岩溶作用带及其相邻圈层碳循环的观测、研究表明,岩溶作用带的碳循环强度与其相邻圈层(土壤层、生物圈、大气圈)的碳循环强度密切相关,表层带岩溶泉水中的HCO-2与上部圈层的CO2浓度呈较好的正相关关系。同时,在不同生态、地质条件下,各圈层的碳循环强度也不一样。通过不同方法(水化学法、简单化学模型法和野外溶蚀试验法)的计算表明,贵州高原岩溶区因碳酸盐岩的溶蚀而消耗的CO2的单位年碳通量为1.78×106~2.106×107gC/a·km2。据此,从全球角度出发,全球每年因碳酸盐岩的溶蚀而消耗的碳通量约为3.916×1013~4.633×1014gC/a。因此,碳酸盐岩这一巨大碳贮库在当今的全球模式中可能仍是一个不容忽视的汇项。另外,通过对岩溶区伴随表生化学沉积作用而发生的CO2释放量的估算和观测,其源的作用可能要比汇的作用小得多
碳酸盐岩土壤CO2的动态特征及其对溶蚀作用的驱动
徐胜友, 何师意
1996, 15(Z1): 50-57.
摘要:
由于气候及人类活动等环境因素的影响,直接观测碳酸盐岩-大气系统中CO2剖面的动态及行为比较困难。作者以碳酸盐岩发育的土壤作为CO2产生、贮存、运移的介质,对土壤剖面中CO2的分布及动态特征、不同深度标准石灰岩溶蚀试片的溶蚀作用以及岩溶地下水的水化学参数进行了观测研究,并结合以往的研究资料,对岩溶作用的气体动力学机制进行了探讨,获得如下新认识: (1)土壤剖面CO2分布特征与气候密切相关。在旱季,土壤剖面中CO2的浓度差异较大,而在雨季,CO2则趋于均匀分布; (2)一般情况下,土壤剖面中具有土壤—大气、土壤—碳酸盐岩两个方向的CO2的浓度梯度,而冬季仅有土壤—大气方向的浓度梯度; (3)石灰岩试片的溶蚀强度与CO2绝对浓度的大小无关,主要取决于试片附近CO2的浓度梯度的大小,即CO2的浓度梯度愈大,碳酸盐岩的溶蚀作用愈强烈; (4)岩溶地下水的pH值、HCO-2含量的变化与土壤剖面中CO2绝对浓度的变化存在着较大时间差异,而与CO2浓度梯度的动态几乎完全对应。这一地质现象,从另一个侧面反映了在岩溶动力系统中,CO2的浓度梯度才是岩溶作用的主要驱动因素。
广西弄岗自然保护区生物岩溶显微形态之发育特征
王福星, 曹建华
1996, 15(Z1): 58-64.
摘要:
生物岩溶显微形态是显微生物体直接对碳酸盐岩钻孔溶蚀的产物。生物作用在岩石表面留下的显微形态可分为: 1.单体形态 包括(1)球状钻孔形态,由球状生物体(组织),如(球状藻细胞、球状地衣子实体等对岩石进行钻孔溶蚀而形成;(2)丝状钻孔形态,由丝状藻体、球状藻体、丝状真菌、苔藓假根对岩石进行生物物理、生物化学作用而形成;(3)栅栏状、蠕虫状显微钻孔形态,由异层地衣体共生球状藻形成。 2.组合形态 组合形态是单体形态在一个完整钻孔溶蚀剖面中的排列、组合方式。从表及里,其组合形态单元有:有机质层、藻类钻孔层和真菌钻孔层。组合中有时包含苔藓假根钻孔层。主要的组合形态有:(1)有机质层+藻类钻孔层;(2)有机质层+真菌钻孔层;(3)栅栏状或蠕虫状钻孔层+丝状(真菌)与球状(藻细胞或真菌孢子)钻孔混合层+真菌丝状钻孔;(4)栅栏状或蠕虫状钻孔层+球穴状钻孔层;(5)两种或多种丝钻孔共生;(6)球状钻孔与丝状钻孔共生。 据现有研究,影响生物岩溶显微形态发育的因素有:(1)显微生物类型;(2)岩石的成分、结构和构造;(3)环境因子——光强度、水分和温度等。 由此可见生物岩溶显微形态是生物、岩石及环境因子三者之间相互作用、相互协调的产物,其组合特征隐含了大量的(生物)岩
广西弄岗自然保护区森林群落内环境生物岩溶侵蚀营力之特征
曹建华, 王福星
1996, 15(Z1): 66-73.
摘要:
生物岩溶溶蚀作用包括直接作用和间接作用。直接作用是指生物体对碳酸盐岩的钻孔溶蚀作用,并在岩石表面留下特征性的溶蚀产物;间接作用则是生物通过新陈代谢改变周围环境的物理、化学性质而导致对碳酸盐岩的溶蚀。本文阐述了在广西弄岗森林岩溶区和桂林裸露岩溶区用标准溶蚀试片进行野外对比试验,获得了多种不同的生物微环境(空气中、土壤中、积土溶盆、积水溶盆、积土溶沟、石生植物根系等)及森林群落内环境中生物岩溶侵蚀营力之特征。 (1)不同生物微环境导致石灰岩的溶蚀速度各异。在弄岗森林区,林区内溶蚀速度变化幅度9.19~15.15mB/100d,在树木覆盖较稀疏的山顶,则为8.22~29.97mg/100d,相差3.65倍。在桂林裸露区,雨季溶蚀速度变化幅度为2.60~76.90mg/100d,相差29.58倍,旱季为0.51~45.22mg/100d,相差88.67倍。 (2)森林群落的存在,形成了独特的具缓和性的内环境系统(如日温差及年温差缩小、保持高的相对湿度、群落内外气体交换性能差等等)。其石灰岩的溶蚀速度也显示出同样的特性,即从空气中→土壤表面→土壤下20cm→土壤下50cm,其石灰岩的溶蚀速度在弄岗森林区为10.27mg/100d→14.19mg/100d→64.38mB/100d→74.25mg/100d;而在桂林裸露区则为39.56mg/100d→15.33mg/100d→70.60mg/100d→
中国古喀斯特发育时期及其形成的古地理环境
翁金桃
1996, 15(Z1): 74-82.
摘要:
中国古喀斯特的形成受大地构造演化和古地理位置的控制。本文结合中国地壳运动的特点,概述中国各地质历史时期发育的古喀斯特。并根据古地磁资料所恢复的古地理位置及所保留的喀斯特形态组合等,讨论了古环境。 根据大地构造的演化,中国地质历史上发育的古喀斯特,可划分为5个主要时期,即元古代喀斯特发育时期、早古生代喀斯特发育时期、晚古生代喀斯特发育时期、中生代喀斯特发育时期和第三纪喀斯特发育时期。 根据古地磁资料所恢复的古地理位置及所保留的古喀斯特形态组合特征和动植物化石、孢粉组合等,中国不同时期的古喀斯特主要形成于热带或亚热带湿润气候环境(南纬30°至北纬20°)。并形成了相应的矿产,如铝土矿、煤、喀斯特油气储集层等。 中更新世是中国古喀斯特与现代喀斯特的分野期。中国北方在中更新世以后逐渐变为干冷的环境,有利于在第三纪湿热气候形成的古喀斯特形态的保存,因此易于恢复古环境;而中国南方自第四纪开始,一直处于湿热气候环境,许多喀斯特形态持续发育,不利于古喀斯特形态的保存,因此较难恢复其古环境。
论中国岩溶峰丛洼地的形成
蒋忠诚
1996, 15(Z1): 83-90.
摘要:
中国的岩溶峰丛洼地,作为世界岩溶的典型模式,主要分布于秦岭以南的湿热岩溶区。这种岩溶峰丛洼地以高度有序的奇峰与深洼地配置是多边形为主要的地貌结构特征。古老坚硬的水平地层、质纯层厚的块状灰岩、相对隆升的地块和弱的外源水作用是峰丛洼地发育的基本条件。高温多雨、湿热同期的季风气候使峰丛洼地系统远离平衡态,并在系统自身地形结构的影响下产生不同地貌部位的差异溶蚀作用。因此,我国特殊的气候是其奇特的峰丛洼地形成的关键因素。此外,我国古环境的变迁历史对峰丛洼地的形成也有重要的影响。一般地说,我国峰丛洼地的形成经历了表层岩溶化、集中溶蚀和差异溶蚀三个重要的地貌过程。
滨海区承压水开采压力场二次转换系统分析
崔光中, 关碧珠, 易连兴, 杨基广, 张国梅
1996, 15(Z1): 91-101.
摘要:
位于中国南方的雷琼自流盆地,面积1.53×10~4km~2,被琼州海峡分割为南北两翼,盆地赋存丰富的淡水、矿泉水和热水资源。近年来由于对其南北翼的湛江和海口两城市进行了中、深层承压水大规模开采,降压漏斗降至-20~-30m,并巳大面积伸入海区,从而面临海水入侵的危险. 作者在对雷琼滨海地区开采承压水压力场中三大压力区形成和转换研究的基础上,提出如下新概念;(1)负压区的形成是压力场第一次转换,负压区扩展并与恒压(海)区接触是压力场第二次转换;(2)二次转换能否构成海水入侵的决定因素是负压区的状态空间,它包括负压(压力)分布状态及含、隔水体的结构状态;(3)滨海承压水的开采资源量是状态空间的函数值等。通过二次转换的系统分析和进行数值模拟,追踪负压区零压力界面的扩展及与海区关系,指出雷琼盆地的中、深层承压水(重点)开发区存在过度集中和局部偏浅的开采,有可能导致产生压力场二次转换。在雷琼自流盆地开发滨海区承压水资源时,防海水入侵不是不允许而且也不可能阻挡海水进入,而是在保证水质合乎饮用水卫生条件下,控制海水进入量,以换取最大的淡水激发资源。
黄河中上游能源基地岩溶水污染特征与防治对策
唐健生, 韩行瑞, 时坚, 刘德深
1996, 15(Z1): 102-108.
摘要:
黄河中上游岩溶区,具有水煤共存的资源型环境特点。在能源基地建设和当地的社会经济发展中,岩溶水资源及其环境的保护,是基地建设主管部门不容忽视的重要问题。本文根据区域岩溶水环境调查、监测、评价,探讨了本区岩溶水污染特征及污染原因。由于区内的生产和生活活动及原生环境条件不良,已使多个岩溶水系统明显受到污染,局部地带岩溶水污染巳极为严重。引起岩溶水污染的主要原因是:(1)煤炭开采的废水、废渣排放和环境状态变异,造成污染物下渗进入岩溶含水层;(2)能源基地配套工业“三废”排放和建设区城镇生活“三废”排放,污染物进入水循环体系污染岩溶水;(3)原生地球化学环境中富集氯化物和硫酸盐,因水流补排运移过程中,污染物溶解介入引起岩溶水水质恶化。针对本区资源环境特点和经济建设中水资源供需矛盾的严重性,提出加强资源综合利用与废水资源化,以严格控制污染源;改造水源环境,以改良水源质量状况,防、治结合;资源开发与环境保护同步进行的岩溶水污染防治措施和建议。
岩溶水化学参数与水动力参数耦合之水文地质勘探意义——以天津蓟县为例
蔡五田
1996, 15(Z1): 109-116.
摘要:
能否将岩溶水系统的水化学参数与水动力参数有机地结合起来,以指导水文地质勘探工作,一直是水文地质学家努力探索的一个问题。本文以天津市蓟县地区岩溶水系统为研究对象,利用十余年来积累的大量水化学和水位资料,以渗透系数计算公式为理论依据,将流场与水化学场(钙离子、镁离子、硫酸根离子、方解石饱和度及白云石饱和度)叠加,画出了十余条岩溶水强渗透带;并首次利用抽水试验资料,建立了岩溶水钙离子浓度、二氧化碳分压、氟离子浓度与含水层导水系数的耦合关系,依此在研究区圈出了五个富水区和七个贫水区。这一研究成果不仅为开发天津市的岩溶水资源指出了勘探方向,而且也丰富了水文地质的勘探方法和思路,具有良好的应用前景。
岩溶地下水系统灰色特征及灰参模型研究——以桂林东区岩溶裂隙管道、凯里岩溶裂隙地下水系统为例
易连兴
1996, 15(Z1): 117-123.
摘要:
本文结合岩溶地下水系统自身所具有的灰色特征,首次把灰色系统理论引入地下水渗流模型中,建立起具有灰源汇项、灰边界、灰水文地质参数等灰变量岩溶地下水系统水流模型(KGSGPM);研究了水文地质灰参数求解方法——枯、雨季参数法和最优区间参数法。并把灰参模型应用于贵州凯里岩溶裂隙和广西桂林东区岩溶裂隙管道两种类型地下水系统中,取得了更符合系统特征的水文地质参数,为复杂和多变的岩溶地下水系统评价提出了一种方法。同时文中还从另一侧面进一步研究了在多孔介质上建立的达西流模型对岩溶地下水系统的适应性。两种类型的计算结果表明,岩溶裂隙管道型比岩溶裂隙型其水文地质参数具有更大的灰度。
宁波市主要环境地质问题及其防治对策研究
凌泽民
1996, 15(Z1): 124-131.
摘要:
论文讨论了宁波市的主要环境地质问题并提出了相应的防治对策。作者对由于长期开采承压含水层中的地下水导致的地面沉降及海水入侵问题进行了探讨。研究评价了软土地基的稳定性,在通过资料收集、分析,对软土的变形及强度特性的基础上进行研究,建立了岩土数据库,并对软土的微结构及演化历史作了定量研究。还综合分析了影响地基稳定的各种因素,利用模糊数学对地基稳定性进行了评价。在考虑地面沉降的现状及其影响因素的情况下,对地面沉降幅度、地下水位、土的物理力学性质及其空间结构之间的关系进行了研讨,所建立的计算模型能够准确地反映各土层性质的变化。与此同时,还对海岸的岩土体进行了重点研究,并根据其岩土特性对海岸进行了稳定性分区。作者通过研究港口淤积,提出了与其相应的地质模型并拟定了防止港口淤泥沉积的措施。通过研究区域地质构造、地震活动性及地应力场,对宁波市区域地壳稳定性进行了评价。最后,结合土体稳定性及地壳稳定性,对宁波市进行了稳定性分区,并评价论述了各区的特性。
桂林红土的工程地质性质及其形成条件
韦复才
1996, 15(Z1): 132-140.
摘要:
桂林红土主要由更新世残积、坡残积、冲洪积及坡洪积经后期湿热化改造而成。在物质组成上,其粘粒含量较高,一般都在50%以上;矿物成分以次生的高岭石、伊利石、绿泥石、滑石、针铁矿以及蒙脱石、蛭石、混层粘土矿为主,含量通常在40%~75%;化学成分上铁铝氧化物大量富集,钾、钠、钙、镁等碱和碱土金属氧化物明显减少,前者一般达25%~35%,后者常常在5%以下. 经近千组土工试验资料综合分析,桂林红土具有以下几个基本特征: (1)土的孔隙比大、压缩性小、强度高。孔隙比通常大于1.0;压缩系数一般在0.3MPa-1以下,最小可至0.03MPa-1;内聚力和内摩擦角最高可分别达110~130kPa和37°~40°。 (2)高液限、高塑性、高含水量。液限、塑性指数、天然含水量一般各自为42%~60%,18%~31%和26%~40队 (3)透水性和崩解性较小,饱和度较高。渗透系数多在1.5×10-5~5.0×10-8cm/s,崩解量一般小于1%,饱和度通常在90%以上。 (4)比表面较大,阳离子交换量较小。前者最高达281m2/g,后者一般小于12EPM。 (5)普遍具有中—弱胀缩性,而且缩大于胀。自由膨胀率一般为30%~40%,在50kPa压力下,膨胀率相当部分显示负值,而体缩率和线缩率则分别达6%~12%和1.3%~3.3%
抽水型岩溶地下水库的设想——以广西来宾县小平阳乡为例
陈伟海, 张之淦, 黄敬熙
1996, 15(Z1): 141-149.
摘要:
抽水型岩溶地下水库的基本原理是在枯水季节抽取超过天然径流量的地下水,形成人工疏干漏斗(即地下水库调节库容),以获得需要的水资源量;雨季通过天然回灌,把调节库容重新充满。岩溶平原区水资源天然调节能力差,地下水丰、枯流量变化大,即使开发利用全部的枯季径流也难以满足灌溉需要。而平原区浅层岩溶带管道多呈网络状发育,岩溶发育强烈且相对均匀,岩溶渗漏问题严重,通过修建地表水库或堵洞成库调节径流,成功率极低。利用地下水库调蓄是解决干旱缺水问题的主要手段之一,技术上可行,经济上合理。 小平阳岩溶平原区强富水含水层出露面积120km~2,浅层岩溶含水层(0~30m)平均给水度为0.025;实行全乡耕地90%水利化,需地下水库库容2480万m~3,疏干漏斗平均深度8.61m。枯水年地下水入渗补给量约为水库库容的5倍,雨季回灌时间3~5天。抽水引起的疏干漏斗在丰水期都能得到回灌恢复,不致于造成区域地下水位持续下降。开发抽水型岩溶地下水库可能引发的主要环境问题是岩溶塌陷和泉流量减少;但如果开发利用流域水资源的20%,则上述问题不严重且相对易于处理。
岩溶区地下水库库容评价的初步探讨——以贵州仁怀长岗出水洞地下河为例
陈定容, 韩行瑞, 罗伟权, 李文兴
1996, 15(Z1): 150-156.
摘要:
岩溶区修建地下水库,其库容在修建前是难以确定的。本文利用仁怀县长岗出水洞地下河资料,以地下河蓄水空间几何形态概化法和水箱模拟法对拟建地下水库不同水头高度的水库库容进行了计算。其蓄水空间几何形态概化法和水箱模拟法计算结果分别是;坝前水头30m时,库容量为19.57万m~3和19.68万m~3;坝前水头20m时,库容量为9.19万m~3和9.35万m~3;坝前水头10m时,库容量为2.43万m~3和2.57万m~3。此计算结果为该地下水库的规划设计提供了依据。
地下河洞穴发育的系统演化
朱学稳, 张任, 韩道山
1996, 15(Z1): 157-166.
摘要:
洞穴成因在岩溶学理论研究中占有极其重要的地位。岩溶洞穴的渗流带、潜流带和地下水面生成理论是众所周知的。Davis W.M.(1930)提出了灰岩洞穴成因的两循环模式,即洞穴的发育早期在潜流带,后期则处于渗流带中。本世纪70年代以来,Ford D.C.进一步提出了灰岩洞穴自潜流带向地下水面发展的四状态模型(the four-state model),是近代灰岩洞穴成因理论研究的重要进展。 根据我国南方灰岩分布区大量地下河系统存在的事实,本文作者从洞穴发育与形成必定属于某个物质能量输入—输出系统的基本认识出发,并利用Ford D.C.和Ewers R.O.的模拟实验研究成果,建立了地下河系统洞穴形成和演化的新模式。将这一系统的物质与能量输入—输出分为侧向输入、面状输入和多元输入三种基本状况。这一生成系统的洞穴则划分为流入型洞穴、流出型洞穴和含水层洞穴三种基本类型。流入型洞穴以渗流带洞穴和地下水面洞穴为主;流出型洞穴以地下水面洞穴占优势;含水层洞穴则常以深潜流洞穴为特征。论文指出,流入型洞穴的发育、扩大与延伸是从输入点开始的。一地下河系统中主要流入型洞穴的发展强度多数比该系统流出型洞穴为大。可能发生的溯源侵蚀作用只会在流出型洞穴发展的后期阶段出现(当洞道产生紊流时)。
桂林盘龙洞石笋地质时代的划分
林玉石, 张美良, 覃嘉铭
1996, 15(Z1): 167-173.
摘要:
桂林盘龙洞石笋以9个沉积旋回为基础,以旋回顶底沉积间断面为标志。通过对该石笋的沉积旋回、纹层组合、结构构造、层面构造等沉积特征的研究,并配合化石成分、微(痕)量元素、同位素组成测试及40多个沉积纹层系统测年,结果表明,此石笋形成于晚更新世末—全新世,其间的新仙女木冰期发生在距今11080±80年前后,是晚更新世与全新世的分界,但石笋主体形成于全新世,可细分为早(Q14)、中(Q24)、晚(Q44)四期,各期下限分别为11080±80年前、6461±250年前、4296±170年、2354±140年前。各时段(期)根据石笋沉积速率、滴水量及动态等差异、沉积旋回间的圈(壳)层不整合或平行不整合等,可再分为早、晚亚期(参见前文Tab.2),这是至今桂林地区全新世地层剖面工作最细、时代划分依据最充分的剖面,桂林地区宜以此作为标准剖面。
洞穴沉积物氧同位素计温及古气候记录研究
覃嘉铭
1996, 15(Z1): 174-182.
摘要:
在人类的生存与发展中,气候变化因素的影响尤其重要。为了预测未来气候状况,就必须了解过去气候的变化历史,研究各种尺度的气候变化规律。 本项工作是在桂林盘龙洞大型石笋详细沉积学研究的基础上,对其现今滴水与相应的沉积碳酸盐及洞穴环境条件进行两年以上的观测,为检验同位素平衡沉积及14C的充分交换程度提出依据。与此同时,还沿石笋轴心进行系统的AMS-14C、U系及稳定同位素综合研究,提出了桂林地区3.6万年来气候变化模式。 1.末次冰期 由于全球干冷气候影响,本区岩溶作用大为减弱,部分时段滴水中断,石笋停止生长,形成深褐色的风化面。 (1)距今3.6~3.2万年,地面年平均最低气温8~9℃,最高13℃(桂林现今多年平均气温19.1℃)。 (2)距今3.2~1.2万年,沉积间断,在晚大理副冰期时,最低年平均气温6~8℃。 (3)距今1.1万年时,新仙女木事件(Younger Dryas)本区表现明显,最低年平均气温9℃。 2.全新世 新仙女木事件后,气温急速上升,至10700年已升至现今水平。自前9000年至今可划分3个由暖到冷的大旋回,每个旋回持续约3000年左右。其中最高气温高于现今3~4℃左右,最低约低于现今3℃左右。 该石笋的氧同位素记录与碳同位素、石笋生长速率所提供的气候信息基本一致,并可与我国物候记录?
含油区一种复合环形构造的模式识别
莫源富, 茹锦文
1996, 15(Z1): 183-188.
摘要:
自从陆地卫星发射以来,地球表面的环形构造已成为一种普遍可识别的地质构造现象。世界上一些大型油气聚集构造常常和这类环型构造有关。本研究所涉及的复合环型构造位于四川省东北部,即通南巴构造,是一个具有油气远景的大型构造。盆地内主要为燕山期、喜山期所形成的挽近构造现象,然而盆地基底印支期、加里东期的古老构造仍发生继承性活动,所形成的地质构造现象与挽近构造十分不协调,并形成许多复合构造。 本文所述的多重复合环形构造位于通南巴构造的东部涪阳坝一带。从法国SPOT卫星影像中判读出一个直径约32km的环形构造,内中包含着三个北东向排列的次级环形构造,中间一个呈北西向的长椭圆形(14.5km×6km),两侧对称分布一个直径约5km的小环形,并分别形成三个次一级构造高点。笔者重点对这一多重复合环形构造之间是否存在着成生联系进行了讨论。 通南巴背斜构造,总体呈北东东向,系盆地基底古生界古老构造在益层中的复活形态,在涪阳坝附近又为北西向的挽近构造横跨复合。为了证实这一卫星影像中的多重环形构造的成生符合于上述地质推断,笔者开展了计算机应力网模拟。从实际地质资料中提取了两种不同方向背斜构造的方位、大小、强度等有关参数,然后编制相应的计算机程序。
锦屏水电工程区岩溶水文地质研究中氢氧同位素的应用
龚自珍
1996, 15(Z1): 189-199.
摘要:
锦屏水电工程区位于四川省冕宁县、盐源县境内雅砻江大河湾处。利用河湾的天然落差,拟开凿长约18km引水隧洞,以取得约300m的发电水头,获得丰富而廉价的电力资源。 工程区面积约400km2,属典型高山深谷地貌。锦屏山主体山峰高程在4000m以上,相对高差达2100~3000m。出露地层以三叠系为主,碳酸盐岩占70%以上,并有程度不同的大理岩化,其间夹砂板岩,组成以锦屏山为主体的NNE向复式向斜,轴部在分水岭地带。地层倾角65°~68°。除锦屏山、青纳等走向断层外,构造裂隙发育。 中三叠统白山组(T2b)大理岩是工程区主要岩溶含水岩组,厚750~2270m,分布于中部,南北有磨房沟和老庄子两个大泉,年平均流量分别为5.566m3/s和2.46m3/s。两侧为Tsy间层大理岩的中等或弱岩溶含水岩组,厚1500m左右,分散状泉水流量2~1001/s。本区岩溶水受大气降水直接补给,向雅砻江排泄,与外界无水力联系,为一独立的水文地质单元。 本区共设有同位素水样点59个,D、18O、T 149组,D、18O 58组。
岩溶地球化学的野外研究方法及观测实例
何师意
1996, 15(Z1): 200-206.
摘要:
本文阐述了捕捉一些碳、水、钙循环踪迹的野外岩溶地球化学研究方法。它们是以碳酸盐岩溶解的开放系统的三相平衡理论为依据的。述及的野外观测项目和内容包括:现场测定水的pH值的意义及实际操作步骤;现场测定岩溶水中重碳酸根离子含量及其岩溶意义;土壤CO2气体浓度的测定;石灰岩溶蚀观测试验,包括试样的制作、安放及数据的获得,岩溶作用的环境因素的配套观测,主要包括地质、气候、水文及植被因素等。文章最后以桂林岩溶地质试验场的野外观测为实例,进一步阐明上述方法的具体应用,并对该区实际观测资料作了分析,得到的结论是:CO2作为系统最活跃的因素之一,不仅本身具季节性变化,而且直接影响水的pH值及碳酸盐岩的溶解和沉淀过程。将各种指标配套研究发现:水的pH值与水中的HCO3-呈负相关,表层岩溶带泉水的硬度普遍高于包气带泉水的硬度;植被发育情况和年降雨量,在一定程度上可从水化学的年变化规律中反映出来。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日