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2023年 第42卷  第4期

2023 年 4 期目录
2023, 42(4): 1-2.
摘要:
“珠江流域与西南诸河流域水文地质与水资源调查”专栏
南方岩溶地区水文地质调查的问题与改进措施
王宇
2023, 42(4): 627-635. doi: 10.11932/karst20230401
摘要:
通过南方岩溶地区1∶5万水文地质调查项目检查、评审意见书及记录等大量资料的梳理,参考有关文献、对照现行行业规范及管理要求,归纳分析了部分调查项目存在的问题和不足,主要表现为综合研究工作及成效较差、专题研究联系实际不够、第四纪地质调查较为浅显、钻探控制作用发挥较差且探水成功率低、水资源评价内容不全面。文中联系实际探寻了产生问题的主、客观原因,主要有南方岩溶水文地质条件复杂、物探找水的准确性尚待提高、成果质量及研究程度考核指标不突出、项目成员专业构成和经验不足等。提出基于借鉴前人经验、推广应用新技术、全面理解和执行规范,以问题为导向,改进水文地质调查的措施建议,旨在促进解决当前地质调查中存在的问题,助力水文地质调查的高质量发展。
MODFLOW-CFP软件在岩溶水系统数值模拟应用中的若干关键问题
谭家华
2023, 42(4): 636-647. doi: 10.11932/karst20230402
摘要:
MODFLOW-CFP软件很好地解决了管道流与含水层连续介质地下水渗流的耦合问题以及管道中水流运动的层流−紊流转换问题,为岩溶管道型地下水系统的定量研究提供了一个适用的数值模拟平台,近年来也在工程实际中得到了较多的应用。为了更好地利用和推广该软件在岩溶地下水系统定量平价和研究中的应用,避免新方法在实际应用中的盲目性,文章结合MODFLOW-CFP软件自身的特点、岩溶水系统常见的水循环特征及其在实际应用中存在的一些关键问题,从地下水数值模拟的基本要求出发,探讨如何通过一些有针对性且相对比较容易开展的野外岩溶水文地质调查、降雨−流量(水位)高分辨率监测、地下水示踪试验和综合分析研究等工作,提取MODFLOW-CFP模型所需的关键结构要素、水文地质参数以及模型识别的目标函数,进而提高复杂岩溶水系统地下水数值模型的仿真度和预测精度,推动岩溶地下水定量研究的发展。
基于“三源模式”的岩溶地下河区污染场地修复治理——以遵义坪桥地下河系统为例
易世友, 焦恒, 周长松, 高峰, 陈涛
2023, 42(4): 648-661. doi: 10.11932/karst202304y02
摘要:
在分析岩溶地下河系统范围内水源、污染源特性的基础上,建立了双源调查、源汇追踪和源头阻控为主要内容的岩溶地下河污染修复治理模式——三源模式。以遵义市坪桥地下河系统为例,利用三源模式对该地下河污染进行修复治理实践。结果表明:研究区分布有各类水点25处,以钻孔、岩溶泉点、地下河出口为主,特征污染物为以NH$_4^{+}$、${\rm{NO}}_3^{-}$、${\rm{SO}}_4^{2-}$、Mn2+、Se2+为主;分布有各类污染源点15处,以工业废渣堆放场为主,主要分布在地下河系统下游坪桥工业园区一带,特征污染物同样为以NH$_4^{+}$、${\rm{NO}}_3^{-}$、${\rm{SO}}_4^{2-}$、Mn2+、Se2+为主;地下河系统范围内有3条地下水污染通道,均分布在地下河出口与坪桥工业园区Z1(1#、2#)废渣处置场之间;通过对2#废渣处置场排洪竖井-地下河出口这一污染通道上游段进行帷幕工程修复后,地下河出口可减排污水排放量47 244 m3·a−1,NH$_4^{+}$、Mn2+浓度可降低66%~78%,其中NH$_4^{+}$最低削减量为16 250 kg·a−1,Mn2+最低削减量为10 960 kg·a−1。研究结果可为类似地区岩溶地下河系统污染修复治理提供参考。
昆明盆地地下水水质水位长序列数据特征分析
康晓莉, 周俊蓉, 高瑜, 张华
2023, 42(4): 662-671. doi: 10.11932/karst20230403
摘要:
通过对昆明盆地,特别是主城区长序列水质水位监测数据对比分析,采用水文地质法、数据统计法、Piper和Matlab软件建立模型进行水质水位动态特征和变化趋势分析研究。昆明盆地地下化学类型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主。孔隙水超标项以Mn、NH$_4^{+}$、NO$_3^{-}$、COD为主;岩溶水超标项以Mn、NH$_4^{+}$、F为主;近年来超标物项目趋于复杂,出现I、${\rm{SO}}_4^{2-}$、As、Cd等有毒有害和有机物超标,水质变化原因为工业和生活污染加剧。对地下水位20年长序列动态变化特征和趋势研究表明,昆明盆地地下水位年际变化主要受工农业生产、开采量和工程活动等影响,孔隙水2002—2009年呈下降趋势,2009年后总体呈上升趋势;岩溶水2002—2012年呈下降趋势,2012年后总体呈上升趋 势;翠湖等5个降落漏斗区地下水位回升趋势较为显著,主要与昆明市限制地下水开采、封填地下水开采井的措施密切相关。基于水质、水位动态分析结果,提出保护建议。
岩溶断陷盆地湿地成因类型及水流系统特征研究
张华, 王波, 高瑜, 康晓莉, 王宇, 刘绍华, 康晓波, 罗为群, 赵勇
2023, 42(4): 672-684. doi: 10.11932/karst20230404
摘要:
云南断陷盆地岩溶湿地众多,是云南高原生态系统的重要组成部分,但因各种原因,造成湖泊淤积、水面面积缩小以至消亡,滇东地区的湖泊退化较为明显,近30年内有20多个天然湖泊过早消亡。文章开展滇东岩溶断陷盆地内具有代表性的通海湖泊退化型(杞麓湖湿地)、泸西地下水聚积型(黄草州湿地)、宣威地下河淤塞型(格宜串珠状湿地)三种类型典型岩溶湿地研究,主要研究湿地的成因类型及特征、湿地“三场”(径流场、水化学场、温度场)特征,分析岩溶断陷盆地内天然形成的湿地地质条件、水文地质条件、水环境影响因素及定量评价水环境质,以及岩溶湿地自然及人为影响因素、影响形式、作用强度、效应和水源减小、污染加剧、水质下降、湿地萎缩等及其生态环境问题。研究结果表明,通海湖泊退化型(杞麓湖湿地)受人为和自然因素影响较大,水质水量是其退化的主要原因;泸西地下水聚积型(黄草州湿地)受湿地内地下补给、净化、修复,水质总体较好;宣威地下河淤塞型(格宜串珠状湿地)受区域地下水水位变化影响,地下水总体丰富。文章研究成果为岩溶断陷盆地湿地的保护、科学研究、利用、生态修复提供地质依据。
乌蒙山以礼河流域岩溶地下水富集特征及供水意义研究
邓国仕, 岑鑫雨, 唐业旗, 钟金先
2023, 42(4): 685-698. doi: 10.11932/karst20230405
摘要:
岩溶地下水是乌蒙山集中连片贫困区内居民生产生活的主要水源,归纳区内地下水富集特征并探讨岩溶地下水的供水意义对于当地地下水资源勘察和开发利用具有重要的现实意义。文章针对乌蒙山以礼河中上游区域,基于现场水文地质调查,对水样进行采样和测试,并结合地下水天然资源量的计算方法,归纳总结了研究区内岩溶地下水的富集特征,并结合富水程度、供水条件和水质特征三个方面探讨了岩溶水的供水意义。研究得到以下结论:(1)研究区内岩溶地下水的富集特征可归纳为五种类型:断裂导水带、断裂溶蚀谷、条带溶蚀谷、褶皱溶蚀谷、阻水接触带;(2)富水块段内地下水化学类型以Na-HCO3型和Ca·Mg-HCO3型为主,水质整体较好,I~III类水占比为79%,超标指标主要为硝酸盐和耗氧量;(3)各富水块段地下水的天然补给量和排泄量分别为329.7~14 512.4万m3·a−1和4.6~1 308.4万m3·a−1,排泄量占补给量比值为0.3%~15.5%,区内地下水资源剩余开发潜力较大;(4)断裂溶蚀谷、条带溶蚀谷和阻水接触带供水意义显著,其余富水块段在不同程度上受限于水资源时空分配不均、不具备供水条件、水质较差等情况,其供水受到影响。
湖北某抽水蓄能电站建设中地下河系统多元信息综合分析评价
曹建文, 杨海洋, 王喆, 赵良杰, 林玉山, 栾崧, 李录娟
2023, 42(4): 699-710. doi: 10.11932/karst20230406
摘要:
岩溶发育特征是岩溶区水电工程建设中必须查明的水文地质条件,岩溶渗漏问题更是工程建设成败的关键。湖北某抽水蓄能电站上水库位于岩溶洼地区,工程区地下水系统边界不清、条件不明,可能面临严重的岩溶渗漏问题,本次研究将区域构造分析、地貌成因识别、地下河追踪溯源、微动态自动化监测等多种技术手段有机结合,提取多元信息综合分析,对工程区地下河系统进行了有效识别。结果表明:上水库周边不存在隔水层及阻水构造,子良坪背斜控制了地下水系统的基本格局;地下河岩溶管道具有单支管道状结构特征,南北向岩溶管道不发育,上水库存在向南西侧发生管道式渗漏的风险;上水库内垂向溶蚀作用强烈,建议进行库底土工膜全库盆防渗处理,工程蓄水后应防范可能发生的不均匀沉降和岩溶塌陷问题。
基于迟滞排泄水箱模型模拟岩溶断流泉水文过程
岑鑫雨, 钟金先, 邓国仕, 许模
2023, 42(4): 711-721. doi: 10.11932/karst20230407
摘要:
传统的连续排泄水箱难以模拟岩溶泉断流现象,通过将表层岩溶带调蓄水箱对管道水箱的补给设置为迟滞排泄模式,模拟岩溶断流泉水文过程,并应用于丽江市黑龙潭岩溶泉域。研究结果表明,该模型较好地模拟了泉群流量动态及断流现象;当降雨量明显增大时,通过表层岩溶带调蓄水箱进入裂隙水箱的水量变幅不明显,而管道水箱的分配水量迅速增加,反映了集中补给的大气降水在岩溶系统中形成快速流的过程;黑龙潭泉群水量的绝大部分(82%~95%)来自于管道水箱,岩溶水流在时间和空间上分配的不均匀性易导致泉群断流。该研究提供了将水箱模型应用于岩溶断流泉模拟的参考,有助于理解该类型岩溶水系统的水文过程。
桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控
黄奇波, 邹胜章, 覃小群, 陈学军, 代俊峰, 焦友军, 李腾芳, 莫凌云, 宋宇
2023, 42(4): 722-732, 762. doi: 10.11932/karst20230408
摘要:
会仙湿地是“漓江之肾”,对漓江补水和生态环境改善具有重要作用,但湿地水资源调蓄功能较弱,严重制约了湿地功能的发挥。本研究以会仙湿地为示范区,对湿地核心区狮子岩地下河系统和睦洞湖分散排泄系统流量进行了一个水文年的观测,并实施水资源调控措施。结果表明:会仙湿地岩溶含水层对大气降雨具有一定的调蓄作用,但调蓄功能较弱,雨季后若连续2个月无降雨地下河基本断流;会仙河通过桂柳古运河补给睦洞湖,补水效果取决于会仙河大坝的蓄水高度,当会仙河大坝蓄水高度小于149.25 m时,会仙河无法对湿地进行有效补水,对该大坝重修可增加对睦洞湖湿地的补水效果。针对狮子岩地下河系统具有管道集中径流、流量大、水量充足的特征,在地下河采取了上游“蓄”和“引”,中游“堵”,下游“拦”的三级调控工程使地下河水位从出口到八仙湖段1 km范围内提高70 cm,可缩短狮子岩地下河溶洞湿地低水位期1个月以上。针对睦洞湖分散排泄系统地下水具有分散排泄的特征,采取出口“拦”的水资源调控技术,成功将出口水位抬高30 cm,核心区水位抬高10~20 cm,使睦洞湖湿地低水位期推迟2个月以上。
黔中洋水背斜分散排泄系统地下水化学特征
王若帆, 赵良杰, 李强, 吉勤克补子, 焦恒, 江峰, 陈刚
2023, 42(4): 733-741. doi: 10.11932/karst20230409
摘要:
黔中洋水背斜分散排泄系统位于贵州磷矿的主要产地,区域内磷矿山、磷化工、磷石膏堆场集中分布。研究该地区地下水化学特征,对于合理开发利用地下水资源具有重要意义。文章以岩溶地下水系统为研究对象,采集了主要地下水露头样品,运用离子对比法、主要离子比值法等水文地球化学研究方法,对地下水化学组分和离子来源进行深入分析。研究结果显示,研究区的碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水、矿井水三者的水化学组分存在显著差异。碳酸盐岩岩溶水的主要化学组分来源于白云岩和白云质灰岩的溶滤作用;基岩裂隙水的主要化学组分含量是钙质泥岩溶滤与大气降水共同作用的结果;矿井水的主要化学组分则来源于白云岩、白云质灰岩的溶滤作用和人为工程活动的影响。本研究为该地区地下水资源的合理开发利用提供了科学依据,同时也有助于保护地下水资源和维护区域生态环境。
湖南新田岩溶地下水碘分布特征及其控制因素分析
李小盼, 聂国权, 苏春田, 潘晓东
2023, 42(4): 742-752. doi: 10.11932/karst2023y024
摘要:
在湖南新田县部分岩溶区发现高碘地下水,威胁着周边居民的饮水安全,查明该区域地下水中碘的分布特征及其控制因素具有重要意义。采集新田县66组泉水样和45组井水样,采用水化学图解法、主成分分析法和GIS技术,分析了泉水和井水的水化学特征,查明了地下水中碘的空间分布特征,剖析了碘富集的主要控制因素。研究发现泉水与井水中碘含量分别为2.7~92.8 μg·L−1和4.15~3 861 μg·L−1,其中,53.3%井水样品碘含量超过《水源性高碘地区和高碘病区的划定》(GB 19380-2016)标准中的界定值100 μg·L−1。受沉积环境、pH、Eh和地下水径流条件影响,高碘地下水主要沿着一条NE−SW向的河谷分布,从峰林谷地地区到地势低洼的河谷平原地带,地下水碘含量整体随着径流条件变差呈现逐渐增加的趋势。海相沉积所形成的富碘富有机质地层是高碘地下水形成的地质基础,发生有机质降解和竞争吸附的弱碱性偏还原环境是导致碘被释放到地下水中的主要因素;此外,水流滞缓的封闭地下水环境也是控制高碘地下水形成的重要因素。
缅甸岩溶地质概况
韦延兰, 李文莉, 黄晨晖, 秦凤蕊
2023, 42(4): 753-762. doi: 10.11932/karst2023y006
摘要:
缅甸岩溶地质研究正处于快速发展阶段,系统综合的岩溶地质资料有助于从宏观上了解缅甸岩溶情况。文章在系统收集资料的基础上,综合多种尺度地质图、水文地质图、构造图及其遥感资料,编制1∶100万缅甸岩溶地质分布图,从地质演化过程、岩性组合、气候环境等方面综合剖析岩溶作用的背景条件,以此总结缅甸岩溶分布规律和岩溶景观特征,为“全球岩溶地质”数据库提供基础支持。缅甸的岩溶分布面积达7×104 km2,是东南亚岩溶分布面积第二大的国家,厚层的古生代碳酸盐岩地层、复杂的构造运动、温润多雨的气候、活跃的生物活动等均有利于岩溶作用的发生,其发育峰林、峰丛、洞穴岩溶景观,岩溶景观资源潜力巨大,具有全球最高的生物多样性,但同时也面临着生态被破坏、干旱、洪涝等地质环境问题。
碳汇与碳中和
广西壮族自治区碳排放时空规律及达峰预测
高淼, 吴秀芹
2023, 42(4): 763-774. doi: 10.11932/karst20230410
摘要:
广西壮族自治区是国家重要的工业原料供应地,但工业化进程缓慢致使碳排放增长显著,为了积极响应国家减排号召,探究广西历史及未来碳排放规律,以期尽早实现碳达峰目标。由于县级碳排放数据可获取性方面的限制,研究以2003—2017年广西县级碳排放数据,进行广西碳排放量、碳排放强度及碳排放压力的时空变化分析,划分广西不同地域碳排放类型和碳排放情景,并利用可扩展的随机性环境影响模型(STIRPAT)对2022—2035年间广西各地域碳排放类型进行了不同情景下碳排放达峰预测。(1)2003—2017年间,广西碳排放总量、碳排放压力增幅明显,碳排放强度明显降低。碳排放总量变异系数总体趋势平稳,呈高强度变异。(2)依据碳排放总量、强度、压力分级组合,碳排放可分为高总量−高强度−高压力型等6种地域类型,根据广西碳排放影响因素的现状及未来发展趋势划分基准情景、节能情景等7种情景。(3)广西全域达峰预测结果显示,4种节能发展情景均能在2030年前完成达峰目标。不同地域类型达峰预测结果显示高总量−高强度−低压力型与高总量−低强度−低压力型采用节能情景可以实现达峰目标。高总量−高强度−高压力型和高总量−低强度−高压力型无法完成达峰目标。低总量−低强度−低压力型,基准情景等5种情景均能在2030年前完成达峰目标。低总量−高强度−低压力型在2018年便已实现达峰目标。研究系统分析了广西整体及内部碳排放变化,指出了可达峰的情景模式,可为广西碳排放预测,制定减排措施提供理论与技术支持。
碳酸盐岩水热协同混合溶蚀作用机理的数值试验研究
侯文隽, 龚星, 刘锋, 李红中
2023, 42(4): 775-784. doi: 10.11932/karst20230411
摘要:
在封闭岩溶水系统中,当水化学组分或温度不同的饱和地下水发生混合时,将增加地下水的碳酸盐矿物溶解度,产生新的溶蚀能力。为了揭示常见地下水混合情况下的饱和溶液混合溶蚀和温度混合溶蚀协同作用机理,文章采用水文地球化学软件PHREEQC模拟了土壤入渗水与浅层地下水、深循环热水与浅层地下水、深部流体与浅层地下水混合条件下的碳酸钙溶蚀反应,讨论了地下水温度、二氧化碳分压($ {P}_{{\text{CO}}_{\text{2}}} $)以及端元溶液混合比例对水热协同混合溶蚀作用强度的影响。研究结果表明:天然地下水混合条件下的水热协同混合溶蚀作用能够增加已经饱和地下水的溶蚀能力,混合溶液补充溶蚀能力由强到弱依次为:深部流体与浅层地下水混合,深循环热水与浅层地下水混合,土壤入渗水与浅层地下水混合;在土壤入渗水与浅层地下水混合、深循环热水与浅层地下水混合情况下,水热协同混合溶蚀作用以饱和溶液混合溶蚀作用为主,温度混合溶蚀作用为辅,在深部流体与浅层地下水混合条件下,虽然温度变化会使得饱和溶液析出碳酸钙沉淀,但混合溶液整体上仍表现为较强的侵蚀性。岩溶水系统中的水热协同混合溶蚀作用强度受温度和$ {P}_{{\text{CO}}_{\text{2}}} $变化同步控制,端元溶液温度和$ {P}_{{\text{CO}}_{\text{2}}} $差异越大,其水热协同混合溶蚀能力越强,端元溶液混合比例接近时,最有利于碳酸钙溶解。研究成果揭示饱和溶液溶蚀和温度混合溶蚀的协同作用机理,能够为碳酸盐岩地区水、地热、油气资源储存空间勘探提供理论依据。
桂林典型岩溶峰丛洼地碳储量功能研究
朱柏露, 邓艳, 谢运球, 柯静, 吴松, 黄静, 侯萌萌
2023, 42(4): 785-794. doi: 10.11932/karst20230413
摘要:
为了揭示不同发展模式下土地利用变化对碳储量的影响,以桂林市阳朔县兴坪镇西塘村的岩溶峰丛洼地为对象,采用InVEST模型对岩溶峰丛洼地的碳储量进行评估,并模拟2种情境(生态保护模式、经济发展模式)下植被类型对碳储量的影响。结果表明:研究区碳储量总量是16 641.68 t,碳密度是221.30 t·hm−2,经济总价值是1 997.00 万元,单位面积价值是26.56 万元·hm−2;人工林、自然林、经济林生态系统碳储量分别是339.38 t·hm−2、261.79 t·hm−2、150.34 t·hm−2,经济价值分别是40.72 万元·hm−2、31.42万元·hm−2、18.04万元·hm−2,且土壤碳储量是生态系统中最大碳库;自然林和经济林中土壤是最大的碳汇,而人工林中土壤和地上植被的碳汇较大;生态保护模式下研究区碳储量经济价值是2 252.14 万元,相比于现状增加了254.89 万元;经济发展模式下研究区碳储量经济价值是1 595.30 万元,相比于现状损失了401.95 万元。该研究成果为桂林漓江风景名胜区核心景区和桂林喀斯特世界自然遗产地确定未来发展模式和石漠化治理提供参考。
岩溶热储高矿化度地热流体成因机制研究——以巴东县盐场河地热田为例
余杰, 毛绪美, 彭慧, 文美霞, 王辛, 范威, 汤伟
2023, 42(4): 795-808. doi: 10.11932/karst2022y32
摘要:
岩溶热储中地热流体多为中低温低矿化度热水,而岩溶热储中出现高矿化度地热水多与岩溶含水层矿物溶解有关。然而,湖北省巴东县盐场河地热田中地热水TDS高达12 477.7 mg·L−1,水温约34 ℃,含水层矿物溶解并不足以解释其成因。文章在野外调查和地热钻探的基础上,对4个地热钻孔、1个温泉及附近4个冷泉进行了水文地球化学采样和测试。研究结果表明:盐场河地热田地热水化学类型为Cl-Na型,单位涌水量最大可达1 767 m3·d−1,出水口温度在30.2~34.5 ℃。对比钻孔测温和SiO2温度计分析,热储温度为59.1 ℃,循环深度为1 923 m。Phreeqc水化学模拟揭示含水层中的水–岩相互作用(主要是含水层矿物溶解)为地热水化学组分提供了部分贡献,主要来源于径流过程中咸化潮坪泻湖相盐岩的溶解。水文地质条件和氢氧同位素指示地热水的大气降水来源,但季节性的冷水混入控制了水−岩相互作用的平衡。可见,巴东县盐场河岩溶热储高矿化度地热水主要是径流过程中盐岩的溶解提供了水化学组分,但是出露过程中受到季节性的冷水混合影响。
雄安新区蓟县系雾迷山组地层水对白云岩溶蚀的模拟实验研究
季少聪, 张庆玉, 梁彬, 李景瑞, 巴俊杰, 聂国权, 董红琪, 莫国宸
2023, 42(4): 809-818. doi: 10.11932/karst20230414
摘要:
为了研究雄安新区雾迷山组地层水对白云岩的溶蚀作用,文章以雾迷山组白云岩为研究对象,以井下雾迷山组地层水为实验流体,开展高温高压条件下溶蚀模拟实验。实验结果表明:(1)样品在地层水中的溶蚀速率随温度增加总体呈下降趋势,具有快速下降—缓慢增加—快速下降的特征,在100~140 ℃范围内明显增加。样品在地层水中的溶蚀速率随压力增加明显增大。反应溶液的Ca2+、Mg2+浓度增加量随温度、压力变化特征与样品溶蚀速率随温度、压力变化特征一致;(2)孔隙、微裂隙欠发育的样品仅在样品表面发生溶蚀,使得样品表面变模糊。孔隙、微裂隙发育的样品,沿粒间、晶间孔隙及各类裂隙溶蚀、扩展,最终呈一定程度连通;(3)埋藏成岩环境下,在100~140 ℃范围存在一个保持较高溶蚀能力的温度窗口,这可能是研究区雾迷山组白云岩岩溶储层形成的有利温度区间。
南北地理分界线—秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究
杨治国, 陈清敏, 成星, 贺凯凯, 张瑜, 唐力, 艾昊, 张文硕
2023, 42(4): 819-833. doi: 10.11932/karst2023y020
摘要:
溶蚀速率作为反映岩溶作用强度的一个量化数据,其研究有助于岩溶区生态系统的恢复,对石漠化治理研究也有较为重要的意义。陕西秦巴地区是中国地理上重要的南北分界线,其气候、生态环境与南方存在明显差异,为应对日益严峻的岩溶生态环境退化问题,亟需针对陕西秦巴地区开展岩溶作用的研究。研究选取林地、灌丛、草地三种植被类型,利用标准溶蚀试片法获得溶蚀速率,分析不同植被类型、气候条件对溶蚀速率的影响,以及溶蚀速率与石漠化程度的关系。结果表明:三种植被类型地下平均溶蚀速率表现为林地>灌丛>草地的规律。降雨与溶蚀速率有显著的正相关性,相关系数R=0.84,而气温与其相关性不显著。在发育石漠化区域的溶蚀速率对比中,发现人类活动越频繁的地区,溶蚀速率越大,石漠化程度越高。
振动荷载及温度对白云岩和石灰岩溶蚀影响试验研究
顾展飞, 黄冰砚, 刘之葵, 全鑫, 谢永雄
2023, 42(4): 834-841. doi: 10.11932/karst202304y01
摘要:
在岩溶地区,列车运行期间的振动会对白云岩和石灰岩的水岩作用过程产生影响,再加上复杂的外界条件,这一影响会更加显著。以桂北岩溶石山地区白云岩和石灰岩为研究对象,利用自主设计的试验装置进行室内模拟试验,分别研究振动荷载及不同温度条件对白云岩和石灰岩的溶蚀的影响规律。研究发现:①常温常压条件下,在静止的酸性溶液中,白云岩的溶蚀速率小于石灰岩;②在H+充足的条件下,随着温度(0~45 ℃)的升高,石灰岩和白云岩的溶蚀速率都会增大,温度变化对于白云岩溶蚀影响更为显著;③白云岩和石灰岩的溶蚀受振动条件的强烈影响,二者的溶蚀量都随着振动次数的增加而增大,且在相同振动条件下石灰岩的溶蚀速率始终大于白云岩。该研究可为桂北岩溶石山地区的工程设计和建设提供理论依据。
亚热带岩溶森林类型和坡位对碳酸盐岩溶蚀的影响
侯满福, 刘雨婷, 张杰, 贺露炎, 梁江弈
2023, 42(4): 842-852. doi: 10.11932/karst2023y010
摘要:
文章采用标准溶蚀试片法对比两种亚热带岩溶森林不同坡位的碳酸盐岩溶蚀速率,并分析其与土壤CO2含量(pCO2)和土壤含水量的对应关系。结果表明:青冈林的平均溶蚀速率(5.22±0.99 mg·cm−2·a−1)显著高于化香树林(3.58±2.59 mg·cm−2·a−1);青冈林的土下溶蚀速率在垂直剖面上先增加后递减,峰值位于土下20 cm,而化香树林的随土壤深度增加而增加;青冈林不同坡位的溶蚀速率差异不显著,而化香树林中坡显著高于上坡和下坡;不同森林类型坡位间的溶蚀速率未表现一致规律。森林类型间溶速率差异与土壤含水量有较好的对应而与土壤pCO2相反,森林内坡位间及土壤垂直剖面的溶蚀速率差异与土壤pCO2有更好对应性。亚热带不同岩溶森林类型间溶蚀速率差异显著,可用土壤含水量较好解释;不同坡位间差异没有一致规律,但可用土壤pCO2较好解释。
油气地质
川中地区震旦系灯影组优质储层的形成条件研究
周正, 李大华, 张烨, 陈洪凯, 王兴志, 廖云平, 祁永爱, 王宝亮
2023, 42(4): 853-862. doi: 10.11932/karst20230415
摘要:
为了弄清川中地区震旦系灯影组优质储层的形成条件,为该区油气的后期勘探和开发布署提供理论支持。以岩心观察、铸体薄片观察、地球化学测试资料、钻井资料和测井资料等生产测试资料为基础,对优质储层的形成条件进行综合分析,发现储集空间是由次生的孔、洞和缝组成,其中,沿藻纹层分布的溶孔、溶洞和溶缝是优质储层。研究表明优质储层是在沉积、成岩和构造共同作用下形成的,藻坪微相是基础,桐湾构造运动提供了必要的有利条件,表生岩溶作用是储层形成的关键。
岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及环境意义——以塔河油田奥陶系鹰山组为例
董红琪, 张庆玉, 梁嘉鹏, 梁彬, 李景瑞, 淡永, 聂国权, 季少聪
2023, 42(4): 863-874. doi: 10.11932/karst20230417
摘要:
塔河油田奥陶系鹰山组岩溶缝洞是该地区主要的碳酸盐岩储层,弄清岩溶缝洞充填物特征有利于寻找最优储集体,对该区石油地质研究具有重要意义。通过对塔河油田31口钻井岩心观察、描述和充填物类型统计,选取7口典型钻井奥陶系鹰山组岩溶缝洞充填物取样,并对充填物样品δ13C和δ18O进行测试分析。结果表明:(1)充填物碳氧同位素变化范围较大,δ13C为0.75‰~−10.14‰,δ18O为−5.94‰~−14.14‰。(2)奥陶系鹰山组岩溶缝洞充填物存在4中不同类型的形成环境:同生期或早期成岩岩溶环境、风化壳岩溶环境、埋藏岩溶环境、较晚期岩溶环境。该研究成果对古岩溶型油气储层研究及油气勘探具有重要意义。