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2017年  第36卷  第3期

基础地质
喀斯特断陷盆地环境地质分区及功能
王 宇, 张 华, 张 贵, 王 波, 彭淑惠, 何绕生, 周翠琼
2017, 36(3): 283-295. doi: 10.11932/karst20170316
摘要:
喀斯特断陷盆地是随着新生代高原隆升产生的断裂活动所引起的断块差异沉陷及溶蚀作用共同形成的山间盆地。由其以局部地块断陷为主导并伴随侵蚀及溶蚀的成因机制所决定,具有地貌分区明显、新构造运动强烈、水资源分布不均、土壤植被分带性强、气候垂向变化明显、人类活动区间差异大等特征。其中,地貌形态—成因类型既是地质环境本质特征的综合反映,又是对生境具有重大影响的自然因素,而且容易认识和识别,是环境地质分区的良好标志。以地貌形态—成因类型为标志,喀斯特断陷盆地可划分为侵溶蚀山区、溶蚀丘峰谷地区、沉积平坝区、侵溶蚀河谷区4个环境地质分区。侵溶蚀山区生态功能突出,溶蚀丘峰谷地区生态与经济功能并重,沉积平坝区经济功能尤显重要,侵蚀河谷区视所处大江大河流域的区位及宏观影响而定。资源开发和环境恢复治理,应与环境地质分区功能相协调,按流域系统评价和全面权衡利弊、科学规划布局,才能取得可持续的成效。
雪玉洞母岩沉积地质特征及其对次生沉积物的影响
雷佳琪, 伍坤宇, 由 超, 姜雪萌, 王 鹏, 蒋勇军
2017, 36(3): 296-305. doi: 10.11932/karst20170302
摘要:
为了研究洞穴母岩对洞穴系统及次生沉积物产生的影响,以重庆丰都雪玉洞母岩为研究对象,对其沉积地质特征进行了详细的研究,同时还探讨母岩的沉积地质特征与洞穴发育及次生沉积物特征之间的关联。结果表明,雪玉洞的母岩层位为下三叠统飞仙关组第二段,其沉积相为颗粒滩。母岩的岩性为砂屑灰岩、鲕粒灰岩、砾屑灰岩, 夹少量微晶灰岩。母岩和洞穴次生沉积物的主要矿物成分是低镁方解石(LMC, low magnesium calcite)。母岩较低的Mg/Ca导致洞穴滴水的Mg/Ca也较低,这使得组成次生沉积物的低镁方解石晶体快速侧向生长,并导致方解石晶体纯净、粗大且自形程度高。雪玉洞母岩顶底板岩层沉积期稳定的滩间海沉积环境有助于形成高强度的厚层微晶灰岩从而为洞穴系统的发育提供有效的支撑。这表明洞穴母岩的沉积地质特征会在物质基础的层面对洞穴系统的发育以及洞穴次生沉积物的特征产生显著影响。
贵州南部紫页1井威宁组沉积微相特征及其沉积演化
陈厚国, 潘 明, 王 敏, 卢树藩, 罗香建, 朱 勋
2017, 36(3): 306-312. doi: 10.11932/karst20170303
摘要:
贵州南部紫云地区的威宁组以台地边缘藻丘沉积为主要特征。紫页1井钻孔岩芯显示:威宁组总体由台地边缘礁(丘)向局限台地、开阔台地过渡的海退进积层序,其间包括台地边缘藻(丘)、局限台地、开阔台地三个亚相,发育生物粘结岩(SMF7)、有骨屑颗粒的生屑灰泥质颗粒石灰岩/颗粒质灰泥石灰岩(SMF10)、核形石砾屑碳酸盐岩/颗粒灰岩(SMF13)、集合颗粒灰岩微相(SMF17)、均质无生物泥晶灰岩微相(SMF23)、岩屑漂浮岩/砾屑碳酸盐岩/角砾岩微相(SMF24)六个微相;威宁组的沉积充填序列由六个岩性组合基本相同、沉积环境、沉积微相特征大致相似的沉积旋回构成。每一个沉积旋回均以台地边缘礁(丘)相的藻凝块灰岩为主体,向上则渐变为局限台地、开阔台地相的生物碎屑灰岩,表明威宁组至少经历了六次海平面升降变化过程;威宁组的出现代表了罗甸—水城北西向槽盆边缘斜坡相的打屋坝组富有机质泥页岩的终结。
贵州水城地区早二叠世包磨山组碳酸盐岩微相特征及沉积环境
龙建喜, 陈建书, 彭成龙, 潘 明, 龚桂源
2017, 36(3): 313-318. doi: 10.11932/karst20170304
摘要:
水城地区包磨山组地层比较发育,岩性主要由一套碳酸盐岩夹细碎屑岩组成,碳酸盐岩横向结构变化较大。文章对水城地区自西向东实测7条相关剖面,通过系统采样300余件,室内制作岩石薄片鉴定,碳酸盐岩归纳为6个微相:有丰富有孔虫或藻类的颗粒灰岩/灰泥质颗粒石灰岩(SMF18)、有骨骼颗粒的生屑灰泥质颗粒石灰岩/颗粒质灰泥石灰岩(SMF10)、核形石砾屑碳酸盐岩/颗粒灰岩(SMF13)、海百合富集的石灰岩(SMF12-CRIN)、包壳的生屑颗粒(SMF11)、藻粘结灰岩(SMF7)。通过对比不同剖面碳酸盐岩结构特征、生物组合特征及水动力能量特征,总体反映了水城地区包磨山组时期沉积环境横向上自南西向北东由开阔台地→局限台地过渡,垂向上经历了至少3次向上变浅的海平面变化。与水城西北向槽盆萎缩期的沉积效应一致。
水文地质
山东福山铜矿岩溶裂隙水充水矿井涌水量预测
李 铎, 魏爱华, 贾 磊, 陈 康
2017, 36(3): 319-326. doi: 10.11932/karst20170305
摘要:
福山铜矿位于山东省烟台市,围岩主要是大理岩,岩溶裂隙水为矿床直接充水水源。在分析研究区水文地质条件、岩溶发育特征和地下水流态的基础上,建立了地下水三维渗流模型,模型考虑了地下水在三个主渗流方向上的各向异性,将疏干巷道概化为排水沟,针对金属矿床开采水位降深大,边界流量随着降深的增大而增加,采用通用水头边界,随着降深的变化边界流入量依据水位值计算得到。利用群孔抽水试验资料和长期观测资料对模型进行识别和验证,最终对矿井疏干排水量和不同年份的正常涌水量进行预报,模拟结果为-80 m、-200 m、-300 m、-400 m和-450 m水平平水年正常涌水量分别为7 500 m3/d、14 060 m3/d、28 070 m3/d、37 200 m3/d和41 600 m3/d。从岩溶发育特征和地下水流动特征看,在这类岩溶地区建立地下水三维渗流模型是可行的。
山东淄博沣水泉域岩溶水系统模拟及水源地优化开采预测
郭达鹏, 康凤新, 陈奂良, 成建梅, 罗 伟
2017, 36(3): 327-338. doi: 10.11932/karst20170306
摘要:
沣水泉域岩溶水系统是淄博市及周边地区最主要的供水水源,因原有大武水源地水质严重污染,急需开辟新的水源地,故须重新开展泉域岩溶水资源评价和开采规划工作。文章在充分概化研究区水文地质概念模型的基础上,借助FeFlow软件,建立了基于等效连续介质的三维非均质各向异性岩溶水模型,并利用2016年水位动态数据对模型进行识别和验证。经模型计算可知,在2000-2015年,研究区岩溶地下水日均补给量为104.47万m3/d,排泄量为80.27万m3/d,正均衡24.20万m3/d。对原大武水源地与新增刘征水源地优化开采方案预测的结果表明,最优开采方案为:(1)保持大武水源地现状35.91万m3/d开采条件下,刘征水源地最大开采量为5.5万m3/d,刘征 -大武富水地段最大可开采量为41.41万m3/d;(2)满足刘征 -大武富水地段最大开采条件,大武水源地最大可减采至33.41万m3/d,刘征最大开采量为8万m3/d。
金沙江河谷巧家段地下水化学特征
张 贵, 胡文君, 李 倩, 刘晶晶, 王 枫, 邹 磊
2017, 36(3): 339-345. doi: 10.11932/karst20170307
摘要:
金沙江河谷巧家段地形切割强烈,最大相对高差可达2 719 m,水文地质条件差异大,河谷区内泉水出露众多。对河谷区内38组泉水水化学组分进行分析的结果表明:地下水化学类型较简单,主要为HCO3- Ca、HCO3- Ca?Mg、HCO3- Mg?Ca型;地下水溶解性总固体(TDS)浓度变化较大,总体上TDS浓度自河谷斜坡补给-径流区至谷底排泄区,具有逐步增高的趋势;孔隙水TDS浓度明显高于岩溶水;地下水宏量组分HCO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-与TDS具有正相关关系。据水化学组分变化分析谷底第四系地层中出露大泉的形成条件,其为孔隙水与岩溶水相混合形成。
基于MODFLOW的岩溶管道水流模拟方法探讨与应用
赵良杰, 夏日元, 杨 杨, 邵景力, 易连兴, 王 喆
2017, 36(3): 346-351. doi: 10.11932/karst20170308
摘要:
针对岩溶管道水流特征,选取广西寨底岩溶流域为研究对象,分别采用三维有限差分地下水流动模型(MODFLOW)中的Drain和River模块概化模拟岩溶管道特征,结合管道内上游、中游及下游三个观测孔对比分析两种方法的适用性,结果表明:末期等水位线图中位于管道两侧处流线均有形状突变,符合实际管道水流动态特征,且能模拟出管道内水位变化趋势。最后分析两种方法模拟管道水流的原理,Drain模块中岩溶管道仅起排水作用,不允许管道内水流流向周围含水层,而River模块允许岩溶管道水与周围含水层水流交换,因而相对Drain模块而言,应用River模块概化模拟岩溶管道更加精确。 
生态地质
喀斯特生态系统服务研究进展与展望
韩会庆, 苏志华
2017, 36(3): 352-358. doi: 10.11932/karst20170309
摘要:
喀斯特生态系统是全球典型的脆弱生态系统之一,它为人类提供了重要的服务功能和价值。回顾国内外喀斯特生态系统服务研究的文献可发现,当前研究多遵循“土地利用变化—生态系统服务价值响应”的研究范式,仅重视中小尺度喀斯特生态系统服务价值的空间异质性,强调土地利用变化和生态工程对生态系统服务价值的影响。而今后应加强基于“生态系统结构、过程—功能—服务”级联框架的喀斯特生态系统服务研究,构建喀斯特生态系统服务分类体系,突出大尺度喀斯特生态系统服务评估,拓展喀斯特生态系统服务之间权衡与协同及喀斯特生态系统服务对人类福祉的影响,定量分析自然和人为因素对喀斯特生态系统服务的影响。
基于GIS和AHP的贵阳市环城林带生态敏感性评价
禹艺娜, 王中美
2017, 36(3): 359-367. doi: 10.11932/karst20170310
摘要:
贵阳市环城林带对贵阳市生态环境起着控制和调节作用。近年来,随着城市化建设的发展,环城林带遭到不同程度破坏。为了保护现存环城林带资源,文章根据贵阳市环城林带地质环境条件的调查与测试资料,选择7个生态敏感性影响因子(地层岩性、地质构造、高程、坡度、坡向、地表水域和人类活动),采用GIS技术对各单因子的敏感性进行分区,最后利用层次分析法(AHP)和空间加权叠加技术对林带生态敏感性进行综合分区。结果表明,不敏感林区占林带总面积的4.82%,分布于研究区北部;轻度敏感区占18.01%,分布于南部、东北部及东南部;中度敏感区占42.91%,分布于东部、西部及东北部;高度敏感区占29.61%,分布于北部区域;极度敏感区占总面积的4.65%,零星分布于各林区。针对各敏感区存在的主要生态环境问题提出治理与保护对策,为预防和治理贵阳市环城林带生态环境问题提供科学依据,对今后贵阳市生态规划与建设提供科学指导。
粤北岩溶峰林植物钙吸收、转运、返还能力及适应性分析
魏兴琥, 雷 俐, 刘淑娟, 关共凑
2017, 36(3): 368-376. doi: 10.11932/karst20170311
摘要:
选择粤北岩溶峰林30种典型植物种,系统测定了不同植物的根际土、根、茎干、叶片、枯落物全钙含量,采用吸收系数、转运率、返还率指标分析了不同植物对钙利用、储存及返还土壤的特征,并以各样本全钙含量为指标进行不同植物钙适应性的聚类分析,结果表明:(1)峰林植物对岩溶土壤富钙环境具有良好的适应性,其全钙含量与土壤根际全钙含量之间呈显著的正相关关系,但不同植物的钙吸收系数差异较大,攀援灌木的钙吸收系数分别是乔木、小灌木和草本植物的1.21倍、1.22倍和1.30倍;(2)不同生活型植物的叶片、茎干、根系全钙含量差异较大,各类灌木的叶片、茎干、根系全钙含量平均值分别是乔木全钙含量的1.08倍、1.07倍、1.17倍,是草本植物叶片和根系全钙含量的1.39倍、1.82倍,全钙含量总体上呈现:根系>叶片>茎干的趋势;(3)30种峰林植物的钙返还率在22.06%~103.84%之间,草本植物钙返还率最大,为67.18%,其次为乔木的58.72%,灌木最小,为55.90%,但3种生活型类型之间无显著性差异;(4)根据聚类分析结果可以将30种峰林植物对富钙环境的适应性分为富钙高吸收低返还型、少钙低吸收高返还型、多钙高吸收中返还型、多钙中吸收中返还型4种类型,30种植物中有26种属于多钙中吸收中返还型,这证明岩溶峰林植物对土壤富钙环境有良好适应性。
岩溶地区休闲农业旅游对土壤环境的影响
王 帅, 邓 佳, 邓富玲, 骆云中, 谢德体, 莫 莲, 杨思思, 杨 娟
2017, 36(3): 377-386. doi: 10.11932/karst20170312
摘要:
为了探明在川东岩溶地区蓬勃兴起的休闲农业旅游活动对土壤生态环境的影响,以重庆市铜梁区黄桷门奇彩梦园(黄门现代农业园区)(下称“奇彩梦园”)和北碚区金果园(休闲观光果园)(下称“金果园”)游步道两侧的土壤样区为研究对象,通过现场调查、采样和实验室分析,研究了土壤各生态指标受影响的距离、受冲击规律及重金属潜在风险。结果表明:受农业游憩影响,两园区土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮及碱解氮随着离游径的距离变小呈递减的趋势,土壤容重呈递增的趋势,而土壤pH值仅在奇彩梦园表现出随离游径的距离变小呈递增趋势,各指标受影响的范围主要集中在4 m内;运用践踏指数分析得出两园区处于轻度践踏状态,土壤腐殖质层和草本并没有完全破坏,土壤生态环境在自然状态下可以得到一定恢复。通过对两园区土壤重金属的评价,发现各样区土壤环境处于清洁或尚清洁状态,Cd和Pb在部分样区内含量达到安全警戒状态(污染指数>0.7),需采取措施重点防控。
旅游地质
喀斯特峡谷洞穴景区景观保育与发展协同评价研究——以云南九乡峡谷洞穴景区为例
李玉辉, 丁智强, 俞筱押, 蔡胡霖, 李 明
2017, 36(3): 387-395. doi: 10.11932/karst20170313
摘要:
建立自然保护、恢复与社会经济发展相协调的保护地评价指标体系,以达到评估景观保育情况,分析在社会经济发展中的作用,获取景观保育持续提升的方向和对策是本文目标。以云南九乡峡谷洞穴景区为例,设计了景区景观的自然性、功能性和属地性指数评价体系。九乡景区景观自然性指数为7.004,属次生景观类;景区功能性指数是7.58,属发展型景区;属地性指数6.8,属景区产业向服务社区与居民就业方向转型的过渡产业型景区。根据九乡景区景观格局和保护利用状态,提出四个景观保育区,分别是乡土植物廊道和文化景观保育区、峡谷河道景观保育区、峡谷洞穴景观与地表植被保育区、植被管护与石漠化治理区等。景观保育措施主要是自然保育与恢复,以实现管理景观自然化,同时发展景区社区主导的旅游服务业与开发民特产品,增强景观保护的社会经济基础。
大巴山国家地质公园岩溶景观空间分层结构及受新构造运动的影响
付 顺, 阚瑷珂, 马德芹, 肖 进, 胡 瑾, 李德昊, 徐墁泽, 刘 素, 李文韬
2017, 36(3): 396-406. doi: 10.11932/karst20170314
摘要:
大巴山国家地质公园岩溶景观种类齐全、组成系统完整,其发育和分布受构造控制作用显著。文章探讨大巴山国家地质公园岩溶景观特征及其空间分层结构受构造控制的作用机制,发现岩溶空间形态总体呈现掀斜式强烈抬升、河流深切的亚热带中低山峡谷岩溶特点,新构造运动间歇性隆升对岩溶景观垂向发育影响较为显著。岩溶发育的空间层位划分为三个高程层级,从下至上连续分段为440~700 m,700~1 200 m,1 200~1 890 m。空间分层结构反映某一阶段地壳总体处于相对稳定的时期,发育水平岩溶系统(溶洞),后期地壳发生快速抬升,出现少量竖向岩溶系统(落水洞),溶洞的分布与相应的侵蚀基准面(现代河床、各级阶地)相适应。根据发育层级推测,研究区至少经历过四次规模较大的间歇性快速抬升构造活动,各级夷平面先后受喜马拉雅运动第Ⅱ幕和第Ⅲ幕影响。喜马拉雅运动多次间歇性快速抬升过程中,丰沛的地下水和地表水下切并快速溶蚀形成多层剥蚀台地。在新构造运动相对稳定期,有充分的条件循环交替溶蚀导致垂向、水平岩溶均出现较大规模发育。
喀斯特旅游地生态安全动态评价与障碍因子分析——以桂林为例
鲍青青, 刘胜峰
2017, 36(3): 407-414. doi: 10.11932/karst20170301
摘要:
喀斯特旅游地生态环境脆弱,动态监控喀斯特旅游地的生态安全并找出障碍因子对喀斯特旅游地可持续发展具有重大的意义。文章以生态安全理论为基础,应用PSR模型建立了喀斯特旅游地生态安全评价指标体系,通过模糊综合法对桂林2004-2013年的旅游生态安全进行了实证研究。结果表明:(1)2004-2013年的桂林生态安全状况呈现下降-逐步上升-保持平稳的状态,总体呈好转趋势;(2)2004-2013年间桂林不安全等级隶属度减小,临界安全等级隶属度增加,安全等级隶属度小幅波动,说明影响桂林生态安全的限制因子在逐渐减少,生态系统发展潜力较大,但桂林生态系统压力水平逐年增加,未来需警惕压力指标恶化;(3)桂林生态安全的主要障碍因子为旅游人数增长率、旅游经济密度、旅游用地综合利用水平、人均旅游收入和环保占GDP的比重。因此,建议通过控制旅游容量、提高旅游资源利用效率和建立旅游环境监测系统等措施来维护桂林旅游生态安全。
技术方法
液液萃取电感耦合等离子体光谱法测定碳酸盐岩中的单质硫
全洗强, 陶 鑫, 杜文越, 秦愫妮, 俞建国
2017, 36(3): 415-418. doi: 10.11932/karst2017y20
摘要:
建立了碳酸盐岩样品中单质硫的分析方法,此法以正己烷为萃取剂,在180.7 nm和182.0 nm波长下用电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)测定国家标准物质GBW(E)07108和碳酸盐岩样品。正己烷萃取碳酸盐岩中单质硫的回收率在90%~110%之间;每个样品测定7次,相对标准偏差(RSD)<5.0%。结果表明,此法满足实验要求,可用于大批量碳酸盐岩样品中单质硫的测定。
Gas Bench II-IRMS磷酸法在线测定水中溶解无机碳碳同位素分析条件及影响因素
唐 伟, 王 华, 蓝高勇, 杨 会, 吴 夏, 涂林玲, 应启和
2017, 36(3): 419-426. doi: 10.11932/karst20170315
摘要:
采用Gas Bench II-IRMS 对水中溶解无机碳碳同位素在线测定影响因素进行研究,确立了分析方法。通过对影响因素的研究确定了水中溶解无机碳碳同位素测试的最佳平衡时间;样品水中溶解无机碳浓度与样品测试的信号强度呈明显正相关;测试过程中色谱柱温度的高低不仅会影响样品峰的出峰时间,还会影响样品峰宽、峰高及峰积分面积等,影响最终测试结果。为了确保水中溶解无机碳碳同位素测试方法的准确性与可行性,进行了方法试验验证,水中溶解无机碳碳同位素比值(δ13C)的测定值与验证单位给出的δ13C测定值相一致,此测试方法具有可行性。在线测试的高效率和小样量与传统方法比较有显著优势,这为拓展同位素分析技术的应用领域提供了一种快速、高效的手段。本测试分析方法适用于地下水、地表水、大气降水的溶解无机碳碳同位素组成的在线测定。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日