中国岩溶

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2020, 39(1): 1-10. doi: 10.11932/karst2019y32

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1937

639

摘要:
通过对页岩气勘查开发区碳酸盐岩分布特征、岩溶发育规律及岩溶水的赋存与动力循环过程展开研究，采用系统分析法，归纳出平缓单斜型单层、背斜褶曲型多层、向斜褶曲型单层和断裂型四种岩溶水文地质结构，其中平缓单斜型单层和背斜褶曲型多层水文地质结构区岩溶介质类型主要为管道-裂隙型，地下水径流畅通，易导致岩溶水污染。

温泉钙华沉积的影响因素

刘海生, 周训, 张彧齐, 海阔, 余鸣潇, 谭梦如, 尚子琦

2020, 39(1): 11-16. doi: 10.11932/karst20200101

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1711

573

摘要:
钙华是在泉水、河水、湖水、洞穴周围沉积的非海相碳酸钙沉积物。钙华是陆地水循环过程中物质迁移的一种表现形式，研究钙华的形成有助于了解局部水文循环中的物质迁移规律并间接了解古气候与古水文地质条件。部分温泉的泉口附近沉积有形态多样的钙华。本文综述温泉钙华的形成过程、钙华沉积的主要影响因素和它们之间的相互影响关系。水化学条件是钙华沉积的物质基础和必要条件，水动力条件是钙华沉积的充分条件，生物效应对钙华沉积起到加强的作用，沉积环境通过影响水化学条件或水动力条件间接控制钙华的沉积。

外源水和外源酸对万华岩地下河系统岩溶碳汇效应的影响

刘朋雨, 张连凯, 黄奇波, 覃小群

2020, 39(1): 17-23. doi: 10.11932/karst2019y39

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1731

392

摘要:
流域的岩石化学风化过程是全球碳循环中的重要环节。近年来流域水化学碳汇通量估算已越来越多地关注到外源水（硅酸盐风化）及外源酸对全球碳循环的影响。文章选取万华岩地下河流域为研究区，流域硅酸盐岩和碳酸盐岩分布面积占比为64%和36%，于2017年对洞口进行为期一年的取样监测，并分别于4月和9月对万华岩地下河系统内13个水点的离子组成进行监测，利用水化学平衡法和Galy模型，对流域岩石化学风化速率和CO2消耗通量进行了计算，对万华岩地下河系统的岩石风化和碳循环过程进行了分析。结果表明，万华岩地下河系统岩石风化消耗CO2的速率为31.02 t?（km2?a）-1；以碳酸岩风化为主，其风化速率为硅酸盐溶蚀的20倍；流域内碳酸盐岩风化对CO2消耗量占到整个流域的92.16％；不同岩石风化类型对碳通量的贡献率以碳酸溶解碳酸盐岩最大，为87.06%；流域上游的外源水对岩溶碳汇具有巨大的促进作用，外源水汇入后碳酸盐岩碳汇速率可以达到无外源水汇入流域的2倍；硫酸溶解碳酸盐岩次之，为9.24%；碳酸风化硅酸盐岩最小，为3.7%，在计算流域碳汇量的时候应将硫酸参与岩石风化的影响去除。

新田县富锶地下水动态特点与成因分析

苏春田, 杨杨, 巴俊杰, 罗飞, 李小盼, 赵光帅

2020, 39(1): 24-33. doi: 10.11932/karst2019y34

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1940

510

摘要:
为掌握湖南省新田县富锶地下水的动态特点，在2017年1-12月对两处富锶地下水进行了一年定期采样分析。结果表明：S045下降泉Sr2+含量在丰水期、平水期、枯水期基本保持稳定，其值分别为0.27 mg?kg-1、0.25 mg?kg-1、0.26 mg?kg-1，S045下降泉Sr2+含量全年保持相对稳定的主要原因是水文地质特点决定了降雨对S045富锶下降泉Sr2+含量的稀释效应有限；ZK1机井Sr2+含量表现为丰水期＞平水期＞枯水期，其值分别为0.73 mg?kg-1、0.68 mg?kg-1、0.52 mg?kg-1，水循环条件的差异引起水位的变化导致高锶潜流带水与低锶浅潜流带水混合比例不同，使ZK1机井中锶含量与大气降雨具有正相关性。而离子比值法表明：S045下降泉的γ（Na?）/γ（Cl?）比值在丰水期、平水期、枯水期分别为0.78、0.44、0.49，γ(HCO〖_3^-〗+SO〖_4^(2-)〗)/γ(Ca2++Mg2+)比值在丰水期、平水期、枯水期分别为0.99、0.98、0.96；ZK1机井的γ（Na?）/γ（Cl?）比值在丰水期、平水期、枯水期分别为75.24、71.34、126.08，γ(HCO〖_3^-〗+SO〖_4^(2-)〗)/γ(Ca2++Mg2+)比值在丰水期、平水期、枯水期分别为37.13、30.54、44.89，这说明ZK1机井中地下水发生了阳离子交换。S045下降泉的γ（Cl?）/γ（Ca2?）比值在丰水期、平水期、枯水期平均值分别为1.09×10-2、1.06×10-2、1.05×10-2，ZK1机井的γ（Cl?）/γ（Ca2?）比值在丰水期、平水期、枯水期平均值分别为1.29、0.98、0.94，ZK1机井γ（Cl?）/γ（Ca2?）显著高于S045下降泉，表明ZK1机井水水动力条件弱于S045下降泉，这是机井中Sr2+高于下降泉的重要因素。

晋祠泉域岩溶水生态系统健康评价

陆帅帅, 郑秀清, 李旭强, 陈军锋, 张永波, 臧红飞

2020, 39(1): 34-41. doi: 10.11932/karst2019y18

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1963

417

摘要:
文章尝试性地提出岩溶水生态系统的概念，从系统的特征、功能和面临的威胁三方面论述了其内涵，基于驱动力—压力—状态—影响—响应（DPSIR）模型，综合考虑自然因素和人类活动叠加影响，构建了岩溶水生态系统健康评价指标体系；用层次分析法（AHP）确定指标权重，用综合评价法确定岩溶水生态系统所处健康状态，并将其分为很健康、健康、亚健康、不健康和病态五级。并以晋祠泉域为例，采用ArcGIS空间分析技术确定岩溶水生态系统健康评价等级。结果表明：泉域煤矿开采区处于不健康状态，东部平原区和中部径流区均处于亚健康状态，碳酸盐岩裸露区和汾河周边区域处于健康状态，分别占晋祠泉域总面积的29%、31%和40%。

西南某岩溶区地下水系统示踪试验与解析

张浪, 李俊, 潘晓东, 黄晓荣, 彭聪

2020, 39(1): 42-47. doi: 10.11932/karst2019y36

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2066

496

摘要:
以西南某典型岩溶区为例，解析示踪试验在岩溶管道连通性以及获取水文地质参数中的应用。选择落水洞为投放点，分别从落水洞西侧和东侧寻找地下水出露点作为接收点，判别落水洞地下径流的实际去向以及落水洞与接收点之间的水力联系。结合Qtracer2软件对示踪试验成果进行定量解析,确定示踪剂回收率、地下水平均流速、最快流速，估算出岩溶管道结构特征和水文地质参数。结果表明：落水洞与接收点JS01、JS03之间不存在直接水力联系；落水洞与接收点JS02存在水力联系且岩溶管道极为发育，含水介质不均匀，地下水运移路径较为通畅，为典型的紊流流态；落水洞地下径流的主要方向是由西向东，但在丰水期雨量较大期间，接收点JS04能够接收到荧光素钠，说明丰水期水位上涨后两者间会有水力联系,导致部分水量向落水洞西侧排泄。

岩溶区山-坝系统土地利用耦合演化研究的初步探讨

赵宇鸾, 魏小芳, 李秀彬

2020, 39(1): 48-53. doi: 10.11932/karst2019y38

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1780

395

摘要:
文章阐述了岩溶区山-坝系统土地利用耦合演化研究的必要性，梳理了岩溶区山-坝系统土地利用变化研究进展及其存在的问题。在此基础上，首先构建了基于远程耦合模型的岩溶区山-坝系统土地利用耦合演化研究的理论分析框架；其次，探讨了岩溶区山-坝系统土地利用耦合演变过程、驱动机制、管控模式、影响评估四点研究内容；最后提出了实证研究思路与技术途径。

洞穴遗址保存环境的探测与研究——以桂林甑皮岩遗址为例

卫敏洁, 姜光辉, 郭芳

2020, 39(1): 54-61. doi: 10.11932/karst20200102

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1883

426

摘要:
合理开发、利用并保护洞穴遗址是传承和发扬遗址文化的重要前提。文章以桂林甑皮岩洞穴遗址为例，通过对遗址的探测与监测，在认识遗址水文地质单元和地下水特征的基础上，识别其在保存与开发过程中存在的问题，从而提出保护遗址的可能措施，同时也为类似条件洞穴遗址的保护提供参考。研究结果表明甑皮岩遗址的三个保护区存在的问题各不相同：核心保护区主要面临化学侵蚀的风险；一级保护区现有的保护手段缺乏多样性；二级保护区存在监测力度不够的问题。据此提出以下措施:(1)核心保护区应深入研究地下水和还原环境对文化层侵蚀作用的机制；(2)一级保护区应加强对污水排放的管理，增多保护洞穴遗址的形式和手段；(3)二级保护区应加大对环境指标的监测力度，管控保护区范围内工程的建设。由此扩展到一般性洞穴遗址的保护措施有：建立能够显示环境动态的长期监测体系;采用3S技术建立监测网络并辅助规划决策；规范洞穴遗址的勘查与规划管理；多途径提高洞穴遗址保护的宣传力度和公众的参与乐趣。

2000-2014年人类活动对贵州省植被净初级生产力的影响

盛叶子, 曾蒙秀, 林德根, 彭海军, 朱丽东, 李凤全, 余奕泓, 王能静

2020, 39(1): 62-70. doi: 10.11932/karst2020y01

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1663

352

摘要:
利用MODIS实际净初级生产力数据与CASA模型估算得到的潜在净初级生产力，建立贵州省2000-2014年人类活动相对贡献指数（RCI），并依据各县喀斯特地貌面积和等级比例探究其年际变化及空间分布特征，再通过相关分析辨析选定的人类活动因子对其的影响。结果表明：（1）贵州省RCI均小于-0.5，人类活动促进了植被净初级生产力的增加，以2007年为转折点，影响程度先增强后减弱；（2）贵州省东北部、中部及西部地区的RCI多大于0，人类活动对生态环境有负面干扰作用；东南部及北部边缘地带的RCI多小于-1，人类活动的正面影响较强；（3）贵州省中部、北部大部分地区的RCI缓慢下降，人类活动对植被的正面影响增强；东南部部分区域的RCI由负转正，人类活动负面干扰作用增强；西南边界地区的RCI呈上升趋势却仍为负值，人类干预程度呈减弱趋势；（4）贵州省农业活动在人类活动的负面影响中有重要作用；城镇化与经济发展对生态环境既有正面影响，也有不可避免的负面干扰。

塔河油田十区西碳酸盐岩缝洞型油藏的宏观油水分布控制因素

曾成, 陈本池, 李宗杰, 马学军, 薛明喜

2020, 39(1): 71-79. doi: 10.11932/karst2020y001

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1709

416

摘要:
塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型油藏的储层非均质性强，油水分布状况复杂。弄清其在区域尺度上（10 km×10 km）的宏观油水分布规律，对于缝洞型油藏开发过程中的控水稳油意义重大。本文以塔河油田十区西为研究区，在全方位高精度三维地震数据处理、解释和反演的基础上，对岩溶古构造和开发过程中的油水动态进行综合分析，探讨研究区碳酸盐岩缝洞型油藏的油水宏观平面分布格局的控制因素。结果表明：研究区在加里东中期第I幕岩溶发生期形成了相对均匀的古岩溶含水层，在海西早期油气充注进古岩溶含水介质以后，海西晚期发生的深部热液活动对缝洞体进行了封闭定容，造成缝洞分隔，并且奠定了目前油水在平面上的宏观分布格局。

黔中地区浅覆盖型岩溶塌陷成因机制与防治对策——以紫云县白云小学岩溶塌陷为例

杨元丽, 孟凡涛, 李明惠

2020, 39(1): 80-87. doi: 10.11932/karst20200103

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2092

553

摘要:
黔中地区处于贵州省第二阶梯，平均海拔800~1600 m。具有可溶岩分布面积广、岩溶极其发育、第四系土层覆盖薄、地下水埋深浅、地下水动力条件强等特点。岩溶地面塌陷是该区主要地质灾害之一。为了查明贵州省紫云县白云小学岩溶塌陷的成因及发育机制，在塌陷区开展了水文地质调查、地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、岩土样测试等多项工作。综合研究表明，白云小学岩溶塌陷是特殊的“水－土－岩”不良因素共同作用的产物。根据塌陷区的岩土组构特征，建议在黔中岩溶地区进行工程选址前，采用“监测预防+控水+工程治理”综合防治措施。

松藻矿区岩溶瓦斯“四位一体”防治技术及应用研究

袁湘涛, 刘言, 周东平, 蒋和财, 陈景江

2020, 39(1): 88-94. doi: 10.11932/karst2019y33

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1767

326

摘要:
岩溶瓦斯问题已成为影响和制约煤矿安全生产的重要致灾因素。为保障岩溶影响区岩石巷道掘进过程中的施工安全，有效防治岩溶瓦斯灾害，以重庆松藻矿区为研究对象，分析了岩溶瓦斯来源及岩溶瓦斯赋存规律，提出了基于岩溶瓦斯小块段区域预测、梯级渐进式局部探测、近距离局部防治和安全防护措施的“四位一体”防治技术。现场应用表明，严格实施“四位一体”防治技术能够有效防止岩溶瓦斯事故。

微动HVSR法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性研究

梁东辉, 甘伏平, 张伟, 韩凯

2020, 39(1): 95-100. doi: 10.11932/karst20200104

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1891

562

摘要:
微动HVSR（Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio）法是一种简单有效的被动源地震勘探方法，当测点下方介质存在明显的速度变化时，HVSR曲线会呈现相应的异常形态。为探索该方法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性，选择桂林毛村地下河流域内的大岩前村作为研究区，并在此开展野外试验。研究区发育有一条地下河管道，通过精准的洞穴测量，获得了此地下河管道的平面位置和洞高等信息。在研究区的地下河管道上方地面布设3条物探测线，均进行微动HVSR法测量，并用探地雷达法测量作对比。结果表明，两种物探方法的异常位置与测线下方地下河管道的实际平面位置基本一致，证明微动HVSR法可作为一种有效的地下河管道和溶洞探测方法。

探地雷达散射矩阵在估算地下管线方位角的应用

陈筠, 池昌峰, 徐东升, 梁风

2020, 39(1): 101-109. doi: 10.11932/karst20200105

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1870

436

摘要:
文章分析了探地雷达与电磁场的入射和散射相关的散射矩阵S的性质，散射矩阵中的四个元素提供了入射波场不同极化方向对应的信息，基于此，利用散射矩阵S的Alford旋转，估算细长目标体的方位角。由于低振幅和噪声等缘故，实际上角度的估算是一个不稳定的过程，因此，选择使用范数作为筛选最佳振幅的工具，使角度的估算更加准确和稳定。利用埋在均匀半空间内的金属管的三维模型所得到的模拟数据，对该方法进行了测试，在选择合适的振幅时，确定Frobenius范数‖S‖F≥0.1·‖S‖F(max)的标准，结果表明，估算地下管线方位角的方法是有效的。

河北阜平神仙洞探测研究及开发建议

周文龙, 高占冬, 吴克华, 黎有为, 李坡, 贺卫

2020, 39(1): 110-118. doi: 10.11932/karst20200106

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1704

422

摘要:
2015年在太行山区阜平1∶5万水文地质调查工作中发现了北方大型岩溶洞穴——神仙洞。2017年继续对该洞穴采用无纸化测量、三维激光扫描等方式进行重点探测，并比对两套数据以验证无纸化洞穴测量的精度与准确性。通过对神仙洞地下河开展的示踪试验，首次证实了神仙洞与金龙洞相连通；通过对神仙洞发育演化分析以及资源景观评价，认为神仙洞地质遗迹景观，特别是一些组合形态，在北方溶洞中具有较高价值，并提出保护性开发建议，旨在为集中连片特困区旅游扶贫开发提供精准支撑。

贵州喀斯特天坑的研究现状与展望

吴金, 张朝晖

2020, 39(1): 119-126. doi: 10.11932/karst2019y35

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1981

475

摘要:
基于贵州特殊的地貌地形，采用野外实地勘察、文献数据统计分析法，并结合目前喀斯特天坑的研究报道，对贵州喀斯特天坑发育的地质背景、成因、类型及其分布规律现状进行总结，并对其发展趋势和研究方向提出了展望。结果表明：（1）贵州喀斯特天坑共有25个，按深度和形态规模分类，超级天坑有3个，大型天坑有2个，中型天坑有18个，小型天坑（直径和深度100 m以下）有2个；（2）贵州喀斯特天坑主要以早三叠统永宁镇组、夜郎组，三叠系下统罗楼组加紫云组和三叠系中统小米塘组加凉水井组的不等厚地层为主，包括三叠统厚层块状灰岩、中石炭统及下二叠统厚层块状灰岩地层；（3）贵州喀斯特天坑成因包括塌陷型和冲蚀型两类，以塌陷型天坑为主；（4）贵州喀斯特天坑主要分布于贵州中部、南部、西部以及西北部一带，呈现出从南向北、从西向东，天坑数量逐渐减少，规模由大到小，超级或特大型天坑主要分布于黔南一带。

喀斯特洞穴空间分布与河网密度关系研究——以贵州省为例

黄亮, 赵卫权, 吕思思, 杨家芳, 苏维词

2020, 39(1): 127-136. doi: 10.11932/karst2020y02

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2153

518

摘要:
通过叠加分析探究贵州省喀斯特洞穴位置与河网密度的空间关系，从岩性、构造、气候、地形方面解释两者关系的成因。针对洞穴点位河网密度的统计显示：洞穴点集中分布在河网密度中及偏小的区域，正态QQ图显示洞穴点河网密度大体呈正态分布。分析岩性、构造、气候和坡度等影响因素的结果显示：洞穴主要发育在碳酸盐岩区域，并在纯碳酸盐岩、碳酸盐岩夹非碳酸盐岩、非碳酸盐岩分区上表现出负相关性；断层、褶皱中心缓冲区域洞穴最多，并随距离增大洞穴数量减少；温润气候条件为洞穴及河网发育提供了充足水源，溶蚀强度加大，表现在洞穴密度随降雨量和气温的增长而增加；地形条件限制了水力路径和洞穴发育。多因素促使贵州省发育了成熟的地表、地下两套水循环系统，地表水促进溶洞发育，洞穴反过来限制地表径流发育，两者相互影响，使得洞穴与河网密度呈现集中分布的趋势。

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2020年第39卷第1期

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