土耳其棉花堡与中国黄龙和白水台钙华退化原因对比研究

董发勤; 代群威; 赵玉连; 陈木兰; 饶瀚云; 吕珍珍; 宗美荣; 李博文; CiftciEmin; SenerMehmet Furkan

doi:10.11932/karst20210619

土耳其棉花堡与中国黄龙和白水台钙华退化原因对比研究

doi: 10.11932/karst20210619

1.
西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳 621010
2.
西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010
3.
西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010
4.
南京大学地球科学与工程学院，江苏南京 210093
5.
Department of Materials Science and Engineering，Michigan Technological University，Houghton 49931，MI USA
6.
Istanbul Technical University，Faculty of Mines，Maslak-Istanbul-Turkey 34469
7.
Department of Geography，Faculty Art and Science，Izmir Bakircay University，35430-Urla-Izmir，Turkey

基金项目:

国家自然科学基金项目 41831285, 41877288

四川灾后重建先导科研项目第130-1-1

详细信息

作者简介:
董发勤（1963-），男，教授，博士生导师，主要研究方向为环境矿物学、固体废弃物处理及资源利用。E-mail：fqdong@swust.edu.cn。

中图分类号: P931.5
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出版历程
- 收稿日期: 2020-05-30
- 发布日期: 2021-12-25
- 刊出日期: 2021-12-25

Comparative study on the causes of travertine degradation between Pamukkale in Turkey and Huanglong, Baishuitai in China

1.
Key Laboratory of Solid Waste Treatment and Resource Recycle， Ministry of Education， Mianyang，Sichuan 621010， China
2.
School of Environment and Resource ， Southwest University of Science and Technology， Mianyang ，Sichuan 621010， China
3.
School of Life Science and Engineering， Southwest University of Science and Technology， Mianyang， Sichuan 621010， China
4.
School of Earth Sciences and Engineering， Nanjing University， Nanjing，Jiangsu 210093， China
5.
Department of Materials Science and Engineering， Michigan Technological University， Houghton 49931， MI USA
6.
Istanbul Technical University， Faculty of Mines， Maslak-Istanbul-Turkey 34469
7.
Department of Geography， Faculty Art and Science， Izmir Bakircay University， 35430-Urla-Izmir， Turkey

Funds:

41831285, 41877288

摘要

摘要: 通过比较中国四川黄龙、中国云南白水台、土耳其帕穆克卡莱棉花堡三地钙华景观的基本环境地质特征、钙华景观水化学、钙华沉积生物因素的差异性，探讨了土耳其棉花堡钙华退化缓慢的影响因素。对比发现，棉花堡景区藻类约为38种，种类单一，植被覆盖率较低，沉积主要受物理化学因素控制，沉积速率较快，多形成较好的层状结构，杂质少，且原生孔隙度较低，结构致密，结晶度较高，不易坍塌损坏；黄龙和白水台景区藻类分别为86种、196种，种类多样，且植被覆盖率皆高达80%以上，沉积主控于化学和生物因素，沉积速率较慢，结构呈多孔疏松状或多孔珊瑚状，原生孔隙度普遍较高，易退化。此外，棉花堡钙华景区泉水各离子含量均高于黄龙和白水台景区，尤其是Ca²⁺和HCO3-，这能有效促进CaCO₃的沉积。
- 土耳其棉花堡 /
- 钙华 /
- 退化 /
- 微生物
Abstract: The factors of slow degradation of travertine in Pamukkale Turkey were discussed by comparing the basic environmental geological characteristics， hydrochemistry of travertine landscape， and biological factors of travertine sedimentation in Huanglong， Sichuan， Baishuitai， Yunnan， China， and Pamukkale， Denizli， Turkey. The results showed the species of algae in Pamukkale was single with about 38 species， and the vegetation coverage rate was low. Besides， travertine deposition was mainly controlled by abiotic factors， and the deposition rate was relatively high. Travertine had a good layered structure， low primary porosity and compact structure， so it was not easy to collapse and damage. However， the species of algae in Huanglong and Baishuitai were diverse with about 86 and 196 species， respectively. And both vegetation coverage rates were above 80%. Travertine deposition was mainly controlled by biological factors with the low-rate deposition， the porous structure， the loose or porous coral-like and the high primary porosity， resulting in easy degradation Besides， the contents of ions in the spring water of Pamukkale travertine were higher than that of Huanglong and Baishuitai travertine， especially Ca²⁺ and HCO3-， which could effectively promote the deposition of CaCO₃.
- Pamukkale /
- travertine /
- degradation /
- microorganism
注释:

1) 董发勤，代群威，赵玉连，等.土耳其棉花堡与中国黄龙和白水台钙华退化原因对比研究［J］.中国岩溶，2021，40（6）：1069-1076.

2)

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图 1 土耳其棉花堡(a), 四川黄龙(b), 云南白水台(c)采样布点图（b, c据刘再华^[13], 游省易^[14]图修改）

Figure 1. Sampling sites map of Pamukkale, Turkey (a), Huanglong, Sichuan (b), Baishuitai Yunnan (c)(b,c modified after LIU Zaihua^[13],YOU Shengyi^[14])

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图 2 棉花堡与黄龙景区钙华XRD图

Figure 2. XRD patterns of travertine in Pamukkale and Huanglong

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图 3 棉花堡水样细菌分离培养物镜检与培养结果

Figure 3. Microscopic examination and culture results of bacterial isolation and culture in Pamukkale water samples

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图 4 黄龙(a, b)藻类参与及棉花堡(c)的钙华

Figure 4. Algae participating travertine in Huanglong(a, b), Pamukkale travertine(c)

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图 5 黄龙、白水台和棉花堡景区钙华的植被覆盖情况

Figure 5. Coverage of travertine vegetation in Huanglong, Baishuitai and Pamukkale

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表 1 棉花堡和黄龙景区钙华化学成分表（%）

Table 1. Chemical composition of travertine in Pamukkale and Huanglong （%）

	CaO	SiO₂	SO₃	MgO	Al₂O₃	Fe₂O₃	SrO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	TiO₂	BaO	LOL
棉花堡^[17]	55.53	0.41	/	0.74	0.07	/	/	0.06	0.01	/	/	/	43
黄龙	62.84	9.51	0.43	0.29	1.02	0.38	0.06	0.11	0.17	0.02	0.10	0.05	25

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表 2 棉花堡和黄龙泉水水化学特征沿途变化表

Table 2. Chemical composition of travertine in Pamukkale and Huanglong Spring Water（altitude variation）（%）

	水样号	海拔/m	pH	Ec/mS⋅cm^-1	Ca²⁺/mg⋅L^-1	HCO3-/mg⋅L^-1	Mg²⁺/mg⋅L^-1	温度/℃	CO₂/Pa
棉花堡	1号点	405	7.9	6.3	555.1	1 083.1	99.5	34.5	99.8
	2号点	400	8.1	4.0	477.8	976.3	96.7	34.5	74.1
	3号点	395	8.2	3.4	345.4	640.7	96.7	35.0	31.3
	4号点	390	8.3	3.2	306.2	579.7	97.0	35.1	19.4
	5号点	385	8.3	3.3	340.9	564.4	98.1	35.5	14.7
	6号点	380	8.3	3.0	272.2	335.6	101.0	36.0	15.3
黄龙	1号点	3 750	8.4	1.1	148.2	898.6	28.9	7.2	299.8
	2号点	3 650	8.7	0.9	130.1	925.4	30.2	7.4	106.5
	3号点	3 550	9.0	0.5	130.8	898.6	30.6	8.0	29.7
	4号点	3 450	9.2	0.5	310.1	898.6	31.2	9.4	20.4
	5号点	3 350	9.6	0.5	506.7	912.0	32.1	8.8	15.8
	6号点	3 250	9.4	0.3	153.9	918.7	30.8	9.8	16.5

注：水样号沿着主要的断层线从高海拔到低海拔。

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表 3 影响黄龙、白水台和棉花堡钙化沉积的生物品种

Table 3. Biological species affecting the calcification and deposition of Huanglong， Baishuitai and Pamukkale

	四川黄龙	云南白水台	土耳其棉花堡
藻类种数	19属86种^[24-27]	72属196种	23属38种^[28]
藻类种类	蓝藻、硅藻	绿藻、硅藻、蓝藻	蓝藻、硅藻、绿藻
植被覆盖率	89%	80%	少量植物

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土耳其棉花堡与中国黄龙和白水台钙华退化原因对比研究

doi: 10.11932/karst20210619

作者简介:
董发勤（1963-），男，教授，博士生导师，主要研究方向为环境矿物学、固体废弃物处理及资源利用。E-mail：fqdong@swust.edu.cn。

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