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2020年  第39卷  第6期

水文地质
滇西陇川断陷盆地地热水化学特征及循环过程
黄琴辉, 张华, 康晓波, 王波, 刘海峰, 柴金龙, 黄钊, 王燕
2020, 39(6): 793-801.
摘要:
通过对陇川盆地开展地热地质调查,查清其地热资源分布:盆地内共出露地热点11处,热储结构类型为带状型和层状型,盆地中部为层状型,两侧盆地边缘为带状型,其中北西部受断裂控制明显,南东部受节理裂隙控制明显。其储热层为变质岩及新近系芒棒组的花岗质砂砾岩、细砂岩;地热水受大气降水影响明显,循环深度都在1 600 m以上,大部分在1 800~2 400 m之间,主要来源于深部热源,通过断裂、裂隙及砂砾石孔隙作为导水、储水上涌通道,接收来自山区补给的地下水混合出露于地表,补给距离在1.5 km以上,如南宛河温泉温度最高,地下水循环深度最深,补给距离最远,达10 km;盆地北东和西部水温高,循环深度深。
鄂西岩溶槽谷区洼地的水位响应特征及产流阈值估算
廖春来, 罗明明, 周宏
2020, 39(6): 802-809.
摘要:
以湖北省兴山县黄粮镇刘家坝和龙湾两处岩溶洼地作为研究对象,利用其降雨、水文和土壤水等监测数据,探讨灌入式补给条件下洼地汇流的水位响应特征和产流特点,并基于降雨量和洼地内明渠流量的关系,采用数学拟合方程,估算两处洼地的降雨产流阈值,进而分析了影响产流阈值的因素。结果表明:降雨强度增大,产流阈值减小;土壤前期含水率越大,越有利于坡面产流;落水洞和岩溶泉水位与降雨有较好的同步响应关系,水位变化曲线随雨强大小分别表现出“陡升陡降”和“缓升缓降”的特点;刘家坝和龙湾洼地的产流阈值分别为7.4 mm和10.6 mm。
娘子关泉域岩溶地下水位变化特征及成因
唐春雷, 晋华, 梁永平, 赵春红, 申豪勇, 潘尧云, 景泽
2020, 39(6): 810-816.
摘要:
利用多年观测资料,结合地下水补、径、排条件,分析娘子关岩溶地下水动态变化特征及成因。结果表明:(1)娘子关泉群流量在1980-2004年前总体表现为下降状态,2004年之后趋于稳定并略有回升;(2)岩溶地下水位动态空间上表现为地下水补给区比径流区变化大,时间上则分为两个不同时间段:1980-2004年表现为持续下降状态,2005-2014年表现为波动缓慢下降,部分地区水位小幅回升;龙庄岩溶地下水1998年1月到2004年1月水位下降22.9 m,平均年变幅3.82 m,2005年5月到2014年5月水位升高1.5 m,年均变化-0.17 m。
基于文献计量学分析岩溶水文地质学研究热点
郭永丽, 章程, 吴庆, 全洗强
2020, 39(6): 817-828.
摘要:
利用文献计量学方法分析2011-2018年国内外岩溶水文地质学领域研究的动态特征。通过Web of Science(WoS)核心合集数据库,以“Karst hydrogeology”、“Karst groundwater”、“Karst aquifer”、“Karst underground river”、“Karst subterranean stream”、“Karst underground stream”、“Karst spring”“Karst geothermal water”、“Karst thermal groundwater”或“Karst water landscape”为主题词,检索得到1 460篇论文,通过中国知网(CNKI)收录的EI、核心期刊和CSSCI数据库,以“岩溶水文地质”、“岩溶地下水”、“岩溶含水层”、“喀斯特水文地质”、“喀斯特地下水”、“喀斯特含水层”、“地下河”、“岩溶泉水”、“岩溶地热水”、“喀斯特泉水”、“喀斯特地热水”、“岩溶水景观”或“喀斯特水景观”为主题词,检索得到918篇论文。基于WoS和CNKI自带功能及CiteSpace软件分析国家、机构、发文量及期刊等情况,结果表明:中国地质科学院岩溶地质研究所充分发挥了其在国内的机构职能和专业优势,中国有待进一步加强其在国际上的地域优势及其活跃度;由基于CiteSpace平台的关键词共现图谱发现国际岩溶水文地质学领域研究的热点问题包括“岩溶水动力学”、“岩溶地下水数值模拟”、“岩溶水文地球化学”和“岩溶水污染”,而国内岩溶水文地质学领域研究的热点问题范围更广,包括“岩溶含水系统”、“岩溶水资源”、“岩溶水环境”和“岩溶水文工程”。
生态地质
重庆溶洼—丘峰区土地利用类型对土壤抗蚀性的影响
任霞, 严宁珍, 程永毅, 黄兴成
2020, 39(6): 829-835.
摘要:
以重庆鸡公山耕地、果园、撂荒地、灌草坡和林地5种土地利用类型为研究对象,通过野外采样调查与室内分析,采用主成分分析法对与土壤抗蚀性密切相关的11个常用指标进行筛选和综合评价,探讨不同土地利用类型下土壤抗蚀性能的变化状况和差异性。结果表明:研究区表征土壤抗侵蚀能力最优指标为:>0.25 mm团聚体破坏率、>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚度、<0.01 mm物理性黏粒含量、结构性颗粒指数和<0.001 mm黏粒含量。依据提炼出的3个主成分,建立土壤抗蚀性综合评价模型,即Y(综合指数)=0.712Y1+0.157Y2+0.131Y3,由此计算出土壤抗蚀性由强到弱为:林地> 灌草坡>撂荒地>果园>耕地。建议区内适当退耕还林还草,减少人为扰动,以利于提高土壤的抗蚀性能和水土保持能力。
青木关岩溶槽谷流域不同土地利用类型土壤可蚀性分析
陈英, 魏兴萍, 雷珊
2020, 39(6): 836-844.
摘要:
基于土壤实地采样和理化性质测试分析,采用EPIC模型K值计算方法,分析青木关岩溶槽谷流域的土壤理化性质、土壤可蚀性及其影响因子。结果发现:(1)青木关岩溶槽谷流域表层土壤(0~10 cm)可蚀性K值介于0.037 1~0.060 5之间,均值为0.048 5,中值为0.047 5,变异系数为10.71%,偏度和峰度值小于1;(2)表土机械组成中以粉粒含量为主,土壤质地属于粉壤土;有机质含量在13.98~52.24 g.kg-1之间,均值为29.20 g.kg-1;表土可蚀性K值与砂粒含量、有机碳含量呈极显著负相关,与粉粒含量呈极显著正相关,与黏粒含量呈负相关;(3)不同土地利用类型下的表土可蚀性K值以裸土地最大,为0.058 3,耕地次之,为0.053 4,其次为园地、荒草地和竹林,分别为0.048 3、0.047 8和0.046 9,针阔叶混交林最小,为0.0427,分别存在显著差异(P<0.05),变异系数介于2.7%~6.1%之间;受人类活动影响强烈的裸土地和耕地是本地区主要的泥沙策源地,恢复植被能有效提高土壤抗蚀能力;(4)不同土地利用类型土壤剖面K值均值为耕地(0.056 3)显著大于荒草地(0.051 6)与林地(0.048 1)(P<0.05),荒草地与林地K值间差异性不显著;K值剖面分布一致表现为0~35 cm相对较小且变化较大,土下35~60 cm随着深度的增加而增大。
土地利用方式下岩溶湿地土壤无机磷形态特征及分析方法适用性探讨
陈浏寰, 覃英凤, 王紫莹, 黄德周, 张苑, 梁建宏, 朱婧
2020, 39(6): 845-853.
摘要:
本研究利用SMT法和七步连续提取法对桂林市会仙岩溶湿地中典型土地利用方式(水稻田、果园、荒地)的土壤以及河流底泥中磷的赋存形态进行研究。结果表明:岩溶土壤总磷含量大小为底泥>果园>水稻田>荒地;底泥中Ex-P和Fe-P所占比例较大;荒地土壤中Or-P和Res-P为主要磷形态;水稻田和果园土壤中Fe-P所占比例较高。人为干扰明显的果园表层土壤有较大的磷淋溶风险;荒地土壤中磷的生物可利用性低,体现了其缓冲固持湿地水体中磷的生态功能。大量可溶性磷经淋溶迁移富集于底泥中,是河流富营养化的风险源。七步法表现出在提取多种复杂结合态磷上的优势,对岩溶土壤中Ca-P的提取更充分有效,更适用于研究岩溶土壤不同形态的磷分布特征。
菌剂添加对不同树种根际土壤微生物及碳酸钙溶蚀的影响
李永双, 范周周, 国辉, 周金星, 彭霞薇
2020, 39(6): 854-862.
摘要:
本实验通过对云南省建水地区植被根际土壤中高产碳酸酐酶(CA)的微生物进行分离筛选和溶蚀效应的测定,将溶蚀效果较好的菌株制成菌悬液进行盆栽实验,探究该菌株对不同树种根际土壤微生物代谢活性和碳酸钙类岩石溶蚀效应的影响。结果表明:从根际土壤中筛选到一株能够高产CA,且具有较强溶蚀效果的沙雷氏菌,施加该菌剂的处理组显著增加了土壤微生物数量,提高微生物的代谢活性和多样性,并加速碳酸钙类岩石的溶蚀。本研究旨在为今后岩溶区生态恢复过程中植物树种的选择与微生物菌剂的联合应用提供一种技术手段,为岩溶地区生态系统的治理提供一定的理论支持。
喀斯特峡谷区不同经济林地土壤水分变化特征——以贵州花江示范区为例
高阿娟, 刘子琦, 李渊, 李开萍
2020, 39(6): 863-872.
摘要:
选择喀斯特高原峡谷关岭—贞丰花江示范区为研究对象,在2018年5-9月采用土壤水分传感器对0~40 cm土层的土壤含水率进行监测,以分析花椒地、金银花地、火龙果地3种不同经济林地土壤储水量的季节变化特征及土壤含水量的剖面变化特征。结果表明:(1)3种经济林地土壤储水量随着降雨的季节变化明显,与降水随时间的变化趋势一致,但在时间上滞后于降水量。在观测期内不同经济林地0~40 cm土层土壤储水量表现为火龙果地(478.97 mm)>金银花地(372.64 mm)>花椒地(322.15 mm);(2)随着土层的加深,含水率总体呈增加趋势,观测期火龙果地、金银花地、花椒地的土壤含水率分别为35.97%、27.36%、23.55%,整体变异系数分别为9.64%、19.53%、24.27%,火龙果地为弱变异,花椒地和金银花地为中等变异。火龙果地的持水效果最好,金银花地和花椒地次之,因此在贵州省花江喀斯特高原峡谷区的石漠化治理过程中可适量种植火龙果以达到生态恢复效果,并推动当地产业发展。
典型岩溶断陷盆地农作物生态需水研究——以蒙自地区为例
曾锐, 张陶, 蒲俊兵, 李建鸿, 王赛男
2020, 39(6): 873-882.
摘要:
从合理调控生态用水角度出发,探讨典型岩溶断陷盆地区农作物生态需水问题。根据蒙自断陷盆地的岩溶地貌特征,分别选取位于盆地、坡面和高原面的大洼子、朵古、牛耳坡3个观测点,利用Penman-Monteith公式、作物系数(FAO推荐)及同期有效降雨量,估算3个观测点2018年的参考蒸散量、生态需水量以及不同作物生长所需的人工灌溉水量。结果表明:(1)大洼子、朵古及牛耳坡的参考蒸散量分别为1 346.10 mm、1 200.00 mm、1 064.30 mm,远大于同期降水量,均呈现出蒸发旺盛的特点,加大了作物对于水分的需求;同时三者的参考蒸散量表现出较为明显的时空差异,使得3个观测点的农业种植条件存在差异;(2)大洼子种植的水稻、小麦、花生、油菜、大豆、马铃薯、葡萄等作物的生态需水定额均远大于大洼子同期的有效降水,在大洼子种植的作物均需要大量人工浇灌才能正常生长,而农作物的种植与其种植条件匹配度不高;(3)朵古及牛耳坡种植的玉米、万寿菊的生态需水定额与同期有效降水之间的差值较小甚至完全满足,表明玉米、万寿菊在高原山区的种植是与当地种植条件相匹配的;而种植在朵古及牛耳坡的苹果、烤烟的生态需水定额与同期有效降水之间的差值较大,表明在高原山区大量种植苹果及烤烟对于人工浇灌要求较高;(4)研究区大部分农作物在生长发育阶段内所需的水分主要依靠人工灌溉,与本地降水分布规律匹配度不高,区内农业结构与种植模式有待调整。在岩溶断陷盆地内要种植耗水较少,对热量要求较高的作物,山区则需要发展具有生态保护和经济效益的作物,但种植的重点区域仍是盆地区。
云南喀斯特断陷盆地典型群落植物生态化学计量学特征
陈柯豪, 杜红梅, 刘春江
2020, 39(6): 883-893.
摘要:
喀斯特地区地质化学、气候和人类活动强烈影响植物群落组成、植物元素含量和化学计量特征。本文以云南省蒙自市断陷盆地区天然林、灌丛和草地群落植物为对象,研究了植物叶片12种元素含量和生态化学计量特征。结果显示:研究区内植物元素含量存在较大差异,各元素含量从高到低的顺序依次是C>Ca>N>K>Mg>P>Fe>Al>Zn>Mn>Na>Cu,三种群落植物N、K、Ca、Mg、Al、Cu、Zn、Mn含量存在显著差异。天然林与灌丛群落植物生长受到P含量的限制,而草地群落植物生长受到N与P单独或共同的影响。草地群落植物C:N、C:Ca、C:Mg显著高于天然林与灌丛植物,N:P则呈现相反格局。三种群落间植物C:Ca比例显著不同,表现为草地>天然林>灌丛。在研究区内,有27对元素含量呈现显著相关,占总元素对的40.9%。这些结果表明,云南喀斯特断陷盆地植物为适应环境,形成了独特的化学计量特征和适应策略。
油气地质
塔里木盆地塔中地区奥陶系古岩溶包裹体特征及古环境意义
张庆玉, 李景瑞, 梁彬, 淡永, 曹建文
2020, 39(6): 894-899.
摘要:
碳酸盐岩古岩溶型储层是油气勘探开发的重点领域,具有极强的非均质性,是世界级难题。古岩溶发育期次的确定一直都是古岩溶储层地质建模的技术难题。现有判别古岩溶发育期次的方法多以地表裸露古岩溶充填物特征为依据。在塔里木盆地塔中地区地质构造复杂,具有多期次古岩溶作用的叠加改造。本次利用古岩溶充填方解石流体包裹体均一温度法,研究塔中地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶作用期次与古环境条件,揭示了4期古岩溶作用环境:加里东期古岩溶作用、海西晚期古岩溶作用、印支-燕山期古岩溶作用、喜马拉雅期古岩溶作用。该研究成果对后期岩溶储层预测具有重要意义。
古岩溶流域内地表河与地下河成因联系与储层特征——以塔河油田奥陶系岩溶为例
张三, 金强, 程付启, 孙建芳, 魏荷花, 张旭栋
2020, 39(6): 900-910.
摘要:
在岩溶缝洞储层精细描述过程中,利用钻井校正地震的方法恢复岩溶末期的岩溶地貌,发现塔河油田奥陶系岩溶区内东西两侧发育由走滑断裂形成的地貌高带(分水岭),其间为一向南开口的喇叭口状洼地,南接岩溶盆地;利用钻井、测井与地震综合解释方法,发现洼地北部较陡(坡度为2.9°左右)、南部较缓(坡度为1.5°),发育由众多支流汇聚的2条岩溶水系,西侧一条在北部以地表河为主,在南部转入地下河,东面一条地表河与地下河交替发育,由3段地表河和2段地下河组成。由于强烈的侵蚀与溶蚀作用,形成了不同规模及充填物的5种地表河,但多数地表河内没有发现河流砂岩充填,只有岩溶湖泥灰岩沉积;而地下河溶洞内充填了大量的砂岩和泥岩,成为重要的油气储层。地表河原本是有砂泥沉积的,当下游发育地下河时,洪水把原有的砂泥岩冲入地下河,形成了溶洞砂泥岩沉积,除少数下游地表河残留砂泥岩外,塔河地区奥陶系岩溶地表河基本不存在砂质储层。
蜀南Z工区茅口组顶岩溶古地貌、古水系特征与刻画
聂国权, 李景瑞, 淡永, 徐亮
2020, 39(6): 911-917.
摘要:
蜀南地区茅口组灰岩岩溶储层较为发育,是蜀南地区重要的产层之一。但是该套储层非均质性强、缝洞充填程度高,储层预测具有较大困难。恢复岩溶古地貌、刻画古水系,可以摸清岩溶储层的发育分布规律,对蜀南地区茅口组油气勘探具有重要的指导意义。本文利用印模-趋势面法,以茅口组顶至长兴组顶的沉积厚度为标识,恢复了蜀南Z工区的岩溶古地貌,根据微地貌组合形态,划分了4类三级地貌单元,并结合岩溶水文地质学理论在Z工区刻画出南北向地表水系。分析认为不同的地貌位置,水动力条件具有较大差异;河流两侧位于径流区,水动力条件最强,溶蚀孔缝最发育,是下一步储层勘探方向。
灾害地质
重庆市中梁山地区隐伏塌陷特征及物探勘测的思路
张银松, 曹聪, 康世海, 刘家富
2020, 39(6): 918-927.
摘要:
为查明隐伏塌陷区域,分析重庆市中梁山地区岩溶塌陷的特征,发现塌陷主要发生在以岩溶裂隙发育为主的松散粉质黏土区域;地震映像法能方便、快速地查清土层的松散状态,而高密度电阻率法通过正演模拟发现只能探测出2~3倍电极距的异常范围,但能反映出岩溶裂隙发育的漏斗形态,即只要能找出岩溶裂隙的大致位置和浅表松散土层的范围就能圈定隐伏塌陷的区域。对中梁山地区某居民点进行野外勘测,综合以上两种方法圈定隐伏塌陷区域,其推断结果与钻探资料十分吻合,说明这种隐伏岩溶探测思路是可行的。
IFSAR-DEM在岩溶洼地探测中的应用——以薄荷省旁劳市沉降灾害评估为例
Kevin L. Garas, Madonna Feliz B. Madrigal, Ross Dominic D. Agot, Mark Carlo M. Canlas, Liza Socorro J. Manzano
2020, 39(6): 928-936.
摘要:
岩溶研究中,通常会使用高分辨率卫星图像和地理空间数据识别、描绘岩溶发育及相关地质灾害发生的地貌特征。本文旨在利用ArcGIS10.0确定干涉合成孔径雷达数字高程模型(IFSAR-DEM)识别、量化和描述岩溶洼地。这种半自动岩溶洼地/天坑探测方法采用水流模拟法,并结合(1)流域划分;(2)下沉填充法提取洼地特征;(3)下沉深度测量及分类;(4)使用2013年至2014年谷歌高光谱卫星图像和数字地形模型对探测到的岩溶洼地进行验证。该方法已在薄荷省旁劳市进行的评估中进行了预测试。使用国家测绘资源信息局(菲律宾)1991年的1:50 000比例尺地形图进行的初步封闭洼地分析,发现旁劳岛有15个天坑。利用5米高分辨率IFSAR-DEM,共探测到820个天坑,其中424个根据详细的地面实况进行了描绘,以验证了岩溶洼地的存在。地表实况包含天坑大小、形状和深度等基本形态测量分析以消除误报数据。阈值设定为沉降深度大于1米,孔径大于10米,从而最大程度精确区分实际的天坑。这种基于GIS的工具有助于生成高分辨率岩溶塌陷易发区图,继而指导当地规划者、工程师及决策者进行开发规划和土地利用。
洞穴旅游
酉水流域贵州段红色岩溶特征及成因
姜伏伟, 董颖, 陈友智, 于宁, 曹晓娟
2020, 39(6): 937-944.
摘要:
在酉水流域贵州段及其周围存在一套特殊的以红色为主、白色为辅、外观形态凹凸有序的独特岩溶地貌。文章将该类地貌命名为“红色岩溶”,并调查了研究区红色岩溶的分布范围、颜色特征、形态特征。通过地表水体pH、土壤pH和CO2溶度测试及岩石薄片鉴定,分析了红色岩溶塑形作用力及塑性环境。进一步,总结分析了红色岩溶的成因条件及成因过程。
武陵山地区红色岩溶景观形成地质条件与演化模式研究
曹晓娟, 姜伏伟, 陈友智, 董颖, 杨宏斌
2020, 39(6): 945-951.
摘要:
武陵山地区出露着层层叠叠,形似宫殿、堡垒,且与沟壑相嵌、具有较强观赏和开发利用价值的一类红色岩溶地貌景观。通过野外调查和资料分析,掌握此红色岩溶景观的分布范围,分析其发育的区域地质背景、地层岩性、地质构造及溶蚀作用等主要影响因素,以进一步解析其形成过程。结果表明:武陵山地区红色岩溶景观的形成经历了沉积成岩、抬升剥蚀、土下溶蚀成景三个主要演化阶段。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日