潞安矿区古城煤矿首采区中部安昌—中华大断裂导水性研究

古城煤矿首采区中部安昌断层、中华断层及其伴生断层形成一地堑,地表宽度约500m,断层最大落差达240m。断层带岩石破碎、裂隙发育,可能使奥陶系灰岩岩溶水与太原组灰岩岩溶水通过断层带产生一定水力联系,给矿井大巷掘进及正常生产造成隐患。通过地面瞬变电磁勘探、矿井大巷掘进、水文地质试验、水质分析等多种方法,对断层的富水性及导水性进行了分析,结果表明:安昌—中华地堑在水平上两侧水力联系较弱,在水平上呈阻水特性;大断裂区域顶板二叠系含水层与地表水、第四系孔隙水和奥陶系岩溶灰水的水化学特征差异较大,富水程度不同,水位标高不一致,判断各含水层在纵向存在水力联系的可能性不大,说明中华-安昌大断层在纵向上几乎不导水。     

广州市白云区夏茅村岩溶地面塌陷特征及致灾因素和风险分析

广州市白云区夏茅村岩溶塌陷地质灾害严重,塌陷区内地质环境条件极其复杂,隐伏灰岩岩溶土洞发育强烈,溶洞、土洞规模较大,且发育多层溶洞,溶洞间相互连通,岩溶塌陷区基岩面起伏较大,高程变化剧烈,第四系覆盖层厚度较大,底部粉质黏土层土洞发育,土体中规模巨大的土洞是产生岩溶地面塌陷的基础条件。基岩断裂构造带及其影响带范围内,岩石破碎,形成导水断层,存在地下水迳流通道,沿断裂带地下水循环活跃,溶蚀强烈,形成岩溶强发育带,为岩溶塌陷的发生提供了良好的动力条件。区内楼房基础施工扰动了地下水和土洞间的平衡状态从而成为了地面塌陷发生的诱发因素。运用7项地质环境条件指标和5项经济人口指标分别定性评估岩溶地面塌陷的易发度和易损度,并将二者叠加进行地质灾害风险评估。研究结果表明,夏茅村潜在地质灾害风险大,只有严格控制地下水动力条件,才能避免再次发生岩溶地面塌陷。     

泰安—旧县水源区岩溶水开采与地质环境的关系

泰安－旧县水源区岩溶水因高强度开采，1989年起岩溶水降落漏半和第四系孔隙水疏干区范围迅速扩大，同时产生大面积的地面塌陷和地裂缝，岩溶水水质也趋于劣化。而在1993年关闭主要岩溶水开采井之后，岩溶水水位得以回升，水质变好，地面塌陷和地裂缝灾害减弱，并呈准稳定状态，说明合理开采地下水可以有效地保护地质环境。     

广花盆地地面塌陷成因与防治

广花盆地隐伏岩溶发育、上覆第四系砂砾层薄且无稳定的粘性土底板的特殊二元结构是产生地面塌陷的客观条件,地下水活动（以人为抽汲地下水为主）是引起地面塌陷的动力。抽汲地下水降低了地下水位,使上覆土层浮托力减小,水力坡度和流速增大,潜蚀作用加强。此外,抽汲地下水还使地下水紊动并带出大量泥沙,引起地面塌陷。根据广花盆地地面塌陷的成因特点,提出通过控制开采水位降深,限制潜蚀作用等防治塌陷措施      

基于权重反分析的岩溶地面塌陷危险性评价方法研究

为能快速、准确地对覆盖型岩溶发育区进行地面塌陷危险性评价,提出了基于权重反分析的岩溶地面塌陷危险性评价方法。该方法在确定岩溶地面塌陷主要影响因素的基础上,收集整理了唐山地区100个典型工程实例,进而采用权重反分析方法,求得了岩溶地面塌陷各主要影响因素的权重,并建立了岩溶地面塌陷危险性综合评价的评分表。权重反分析结果表明,选取的5个主要因素的权重分别为：岩溶发育程度0.338、第四系底部隔水层隔水能力0.255、覆盖层厚度0.186、基岩水水位埋深0.174、距断裂距离0.047,采用新建立的评分表对100个工程实例的评价结果显示,其评价的正确率达到99%,证明该表具有良好的可行性与有效性。此外,该评分表具有评价因子易于获取、评价过程简单易懂等特点,可准确、快捷地对与唐山岩溶发育区相似区域的岩溶地面塌陷危险性给出评价,因而值得推广和应用。     

矿坑排水与岩溶地面塌陷的关系

浙江省某岩溶矿区南部洼地先后发生6处地面塌陷,引发了当地居民的恐慌。矿区排水是唯一地下水开采活动,为分析塌陷区与矿区之间的水力联系,遂在研究区全面布置地下水监测系统。通过对比分析观测水位、矿坑排水量及当地降雨量数据,探讨地面塌陷与矿区排水之间的关系及其潜在成因。研究表明,研究区岩溶地下水动态变化整体保持一致,受降雨、矿坑排水等综合因素影响。北部矿区和南部洼地存在岩溶连通管道,两者在雨季水力联系微弱、旱季水力联系密切。经长期径流潜蚀作用,〖JP2〗导致区内地面塌陷区灰岩顶板岩溶发育处上覆土层出现土洞,当矿区排水量急剧增大时,南部洼地岩溶水位大幅度下降,使得土洞中出现负压、上覆土层所受浮托力降低、孔隙水与岩溶水补排关系改变,在多种效应共同作用下,土洞最终形成地面塌陷。      

广东英德沙口镇岩溶地面塌陷发育特征及形成机理分析

近年,广东省粤北山区隐伏区岩溶地面塌陷日益增加,直接影响人民生产生活。英德市沙口镇某村地质环境复杂,第四系覆盖层厚度薄,底部卵石层与下覆天子岭组灰岩直接接触,溶洞与断层破碎带发育,溶洞与溶洞间连通性较好,岩溶地面塌陷地质灾害严重。在综合分析沙口镇某村地质环境条件基础上,从内、外两方面因素,对岩溶地面塌陷发育特征及形成机理进行分析,认为在长期地下水位波动、潜蚀及淘蚀等作用松散盖层土体颗粒流失形成土洞,地表水与地下水强烈交替形成正负压力等作用下,土洞上部盖层发生塌陷。研究结论为科学制定岩溶地面塌陷防治方案提供依据。     

从研究岩溶地下水角度分析评价岩溶塌陷的危险性--以南宁坛洛塌陷为例

南宁市是广西岩溶地面塌陷危害十分严重的城市之一。2012年6月2日突发的岩溶地面塌陷主要集中分布在坛洛镇南西方向,形成塌陷坑19个,地裂缝17条,威胁62户共232人,潜在经济损失约870万元。坛洛塌陷多形成于松散盖层厚度小于15 m,地下水位埋深小于20 m,地下岩溶强发育的区段。碳酸盐岩岩溶发育、松散盖层厚度较小和水动力条件（降水、地表水和地下水）复杂为岩溶塌陷产生的必要条件,尤以地下水的作用对岩溶塌陷的形成起至关重要的作用。通过对坛洛地下水动态观测与岩溶塌陷的调查研究确定地下水强径流带,分析评价岩溶地面塌陷的危险性,为岩溶地区的岩溶塌陷危险性勘察、评价工作提供一定指导意义。     

山东省岩溶塌陷分布规律及成因机制

选取山东省岩溶塌陷作为中国北方岩溶塌陷的代表,在对其分布规律进行分析的基础上,总结岩溶塌陷成因机制。研究表明:山东省岩溶塌陷受岩溶发育程度、第四系覆盖层结构厚度、断裂构造及地表水系等多种自然因素制约,分布呈现出规律性;在人为因素方面,岩溶塌陷多发生在地下水位陡升陡降及在基岩顶板波动时期。从力学角度出发,岩溶塌陷成因机制以真空吸蚀作用及潜蚀作用为主,多种作用为辅;从影响因素角度出发,在具备岩溶塌陷基础地质背景的前提下,其成因机制主要包含大气降水诱发成因、过量开采诱发成因、灌溉回渗诱发成因及地表重大工程修建诱发成因四种。      

山东某铁矿区地面塌陷成因判别及其意义

山东省济南市东郊某在建铁矿,于2009年7月产生了严重的地面塌陷。通过环境地质调查发现,该矿区地面塌陷并非通常所说的采空区塌陷,而是岩溶地面塌陷。该结论为矿山地面塌陷防治提供了依据,更重要的是否定了第四系厚度大(大于35m)不能产生岩溶地面塌陷的已有认识,并预示隐伏岩溶发育地区,随着上覆松散土体厚度的加大,一旦产生岩溶地面塌陷,其规模和危害也将随之增大。     

岩溶地下水系统防污性能评价方法

岩溶水系统结构复杂,不同类型岩溶区具有不同的岩溶水文地质特征,其地下水系统防污性能评价必须采用不同指标体系的评价模型。本文在对不同类型岩溶区发育特征分析基础上,分别就现有评价模型在不同类型岩溶区的适应性进行了分析,认为:埋藏型岩溶区可采用专门用于承压含水层防污性能评价的PTHQET模型进行评价,而对于补给区局部裸露的浅埋藏性岩溶区建议采用COP模型进行评价;EPIK模型适用于南方裸露岩溶区;北方裸露型岩溶区因表层岩溶带发育程度弱,亦可采用COP模型进行评价。针对覆盖型岩溶的特殊性,在欧洲模型基础上提出了PLEIK评价模型,评价因子包括保护性盖层(P)、土地类型与利用程度(L)、表层岩溶带发育强度(E)、补给类型(I)和岩溶网络发育情况(K);突出了P(保护性盖层)和L(土地利用类型)两个因子的作用,并赋予各因子比欧洲模型更丰富的内涵,同时采用多种可替代参数确定各因子量值,最后给出了防污性能指数计算方法与分级标准。     

Equations of motion for post-mortem sinking of cephalopod shells

We have modified our equations of motion for sinking Nautilusshells to a more general form suitable for application to fossil cephalopods. The new equations incorporate the effects of hydrodynamic stability and loss of buoyancy due either to the unrestricted entry of water into the shell during sinking, or to entry by diffusion across the wall of the siphuncular tube. With our new equations it is possible to calculate sinking velocity and pressure across the shell wall as a function of depth for shells of any size and shape. Our system provides a means of analyzing several aspects of the post-mortem history of cephalopod shells including vertical preservation. In the latter case, our equations enable us to find water depth from the geometry of a vertically preserved shell. We calculate the maximum water depth of the Hauptmuschelkalk beds (Triassic, south-central Germany) to have been about 3 m. Our method is unique in providing a way of obtaining numerical values for maximum water depth of ancient sediments and sedimentary environments. These equations also offer the possibility of examining the paleoecology and paleobiology of the living animals, especially with respect to swimming ability and vertical migration.     

碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

术语“Karst”的起源和演化

对于术语＂karst＂的起源和演化,不少文献（包括手册、教科书、字典等）仍有不准确、不一致甚至错误的论述。鉴于此,本文不仅重述了众所周知的关于＂karst＂起源的事实,而且介绍了＂karst＂起源和演化的最新语言学研究结果。＂karst＂是由喀尔斯（Kras）高地的名称演化而来的。喀尔斯位于亚得里亚海的里雅斯特湾（Gulf of Trieste）达尔马提亚（Dal matia）海岸地区,其大部分属于斯洛文尼亚。喀尔斯是一处海拔150~450 m,覆盖面积550 km2（长约40 km,宽约13 km）的碳酸盐岩高地。斯洛文尼亚语、意大利语和德语分别称之为Kras、Carso和Karst。喀尔斯高地表面大致平坦,但从局部看,喀斯特洼地遍布,各种典型的喀斯特地貌形态随处可见,包括坡立谷、大小溶斗（包括大的塌陷溶斗）、喀斯特干谷和溶洞。这些形态规模较小,起伏平缓。喀尔斯高地的名称起源于前罗马时期,其古典拉丁语名称（也是目前已知最早的名称）为Carsus。该词的词根＊kar（u）s-是由意思为＂石头或岩石＂的词根＊kar-演化而来。从欧洲众多文献中可以发现有许多名词来自前印欧语系的词根kar（r）a/gar（r）a。这些词根最初意思指石头或岩石,而后发展为石头筑成的遮盖物——一间房屋,一座城堡,甚至一个村落,这些词根还演化成喀斯特相关术语。由Carsus的宾格形式Carsum演变成现代意大利语名称Carso;同样的宾格依据前斯洛文尼亚语言规则（即r或l出现在元音和辅音字母之间时,须将其移至元音字母之前。）演变成Kras;德语Karst则是由意大利语Carso依据德语变化规则（以s结束的单词末尾须添加t）演变而来。由此可见,Kras、Karst和Carso均源于古拉丁文Carsus,该词含有词根＊kar（u）s-。印刷技术的改进和新大陆的发现,带动了地图和地图集的出版。喀尔斯高地的名称不仅出现在地方性地图上,而且被大尺度区域性地图所标示出来,德文Karst甚至被用作区域地图的标题,足见喀尔斯高地的重要性。喀尔斯高地之所以比其它更大的地区重要且较早为人们所认识,与历史的地缘政治形势有关。16至19世纪,地中海东海岸大多由威尼斯共和国管辖,的里雅斯特港口和内陆地区则隶属于奥地利和土耳其帝国。对于奥地利帝国的公民,大部分中欧人和小部分东欧人来说,通向地中海唯一可行的途径就是从维也纳穿过卢布尔雅那市（Lju-bljana）,经喀尔斯高地,至的里雅斯特镇。1719年,当的里雅斯特港宣布成为自由港后,这条道路变得更为重要。与此同时,喀尔斯高地不寻常的地貌和恶劣的自然环境给途经的旅行者和学者留下了深刻的印象。在他们的旅行记录中对Kras有近乎相同的描述：＂碳酸盐岩裸露,岩洞繁多,没有水和土壤,夏暑冬寒,冬季强烈的冷风暴有时让高地无法通行......＂。此后,当描述其他喀斯特地区时,作者们往往会将其与Kras（Karst）相类比。1830年F.J.H.Hohenwart在《Postojna岩洞导游手册》中,第一次确切地写道＂喀斯特地貌不仅存在于Karst高地,它从Friuli平原一直延伸至希腊岛……＂。十九世纪上半叶,地质、地理和水文学者开始了对喀尔斯高地的详细研究,出版了喀斯特地质地貌方面的著作,并开始使用一些喀斯特术语。自1830年起,由于这些记述性的文字和专业著作大多用德语撰写,德语名称Karst逐渐为更多地区的人们所了解。19世纪末20世纪初,可以说＂karst＂已经成为国际科技术语。对＂karst＂加入国际术语行列影响最大的可能是毕业于维也纳大学的Jovan Cviji′c教授,他是最重要的学者之一,也是著名地形学教授A.Penck的学生。他最重要的喀斯特著作＂Das Karstphanomen＂（The phenomenon of Karst）的书名中就使用了＂karst＂。＂karst＂就这样由一个地名逐渐演变为学术名词,然后成为国际科技术语。     

GIS and ANN coupling model: an innovative approach to evaluate vulnerability of karst water inrush in coalmines of north China

Evaporites, including rock salt (halite) and gypsum (or anhydrite), are the most soluble among common rocks; they dissolve readily to form the same types of karst features that commonly are found in limestones and dolomites. Evaporites are present in 32 of the 48 contiguous states in USA, and they underlie about 40% of the land area. Typical evaporite-karst features observed in outcrops include sinkholes, caves, disappearing streams, and springs, whereas other evidence of active evaporite karst includes surface-collapse structures and saline springs or saline plumes that result from salt dissolution. Many evaporites also contain evidence of paleokarst, such as dissolution breccias, breccia pipes, slumped beds, and collapse structures. All these natural karst phenomena can be sources of engineering or environmental problems. Dangerous sinkholes and caves can form rapidly in evaporite rocks, or pre-existing karst features can be reactivated and open up (collapse) under certain hydrologic conditions or when the land is put to new uses. Many karst features also propagate upward through overlying surficial deposits. Human activities also have caused development of evaporite karst, primarily in salt deposits. Boreholes (petroleum tests or solution-mining operations) or underground mines may enable unsaturated water to flow through or against salt deposits, either intentionally or accidentally, thus allowing development of small to large dissolution cavities. If the dissolution cavity is large enough and shallow enough, successive roof failures can cause land subsidence and/or catastrophic collapse. Evaporite karst, natural and human-induced, is far more prevalent than is commonly believed.     

水中沉井下沉期间刃脚空间受力试验

以沪通大桥沉井为背景,设计完成了深水大截面沉井下沉模拟试验。模拟了沉井在水中不排水吸泥下沉的过程,并分析了沉井在下沉过程中刃脚踏面和斜面应力在空间上的分布规律,得出沉井角点处应力最大,长边中点处最小,短边平均应力大于长边的结论。以长边中点为基准应力,确定了长宽比为1.33时刃脚全截面的应力系数。刃脚斜面上应力除受空间位置影响外还与泥面高度相关,且变化规律与踏面应力相反。当泥面高度确定后,用三次函数确定其应力分布。讨论了倾斜、翻砂突沉对刃脚受力的影响,得出两者均会引起刃脚空间受力分布的改变。发现沉井翻砂和突沉前后刃脚踏面应力、斜面应力、刃脚处水力梯度均会发生明显的变化,且变化趋势均早于沉井翻砂和突沉的发生,对沉井翻砂和突沉的预警有重要意义。     

中国西南岩溶关键带结构与物质循环特征

岩溶关键带调查研究的目标是揭示岩溶生态系统的动态平衡和演化机制,旨在为经济社会提供资源环境服务的可持续管理对策,指出在合理的人为活动下增强岩溶关键带韧性的办法及修复受损部位的有效途径。碳酸盐岩作为可溶岩,赋予了岩溶关键带在结构上及物质循环过程中的岩石圈-生物圈相互作用等方面的若干特殊性。该文以中国西南岩溶区为例,总结了诸多学者的研究成果,揭示了从桂林岩溶区到重庆武隆岩溶区,岩溶关键带发育厚度由几米逐渐增厚至1 000 m的区域差异; 岩溶关键带的垂向物质循环过程以土壤-表层岩溶带为中心环节,而在横向上则呈现“岛屿状”镶嵌分布特征,地表生态具脆弱性; 岩溶关键带碳循环过程包括岩溶碳循环和生态碳循环两部分,碳汇则由植物碳汇、土壤碳汇和岩溶碳汇组成,初步估算其碳汇通量为64.36 t/(km²·a)。     

武隆喀斯特及其地壳抬升性质解读

在特定的地质结构及峡谷水文网分布条件下,武隆喀斯特以独立发育的诸多包气带喀斯特系统为主要特征,而且不同喀斯特系统间的结构与形态组成差异甚大。喀斯特系统的分析可解读相适应的地壳运动性质是: 自新近纪末期以来,地壳运动只有上升没有下降过程;前80～ 100万年为持续上升,即几乎没有相对稳定的经历;继后是间歇性抬升与相对稳定,似以后者占优;分布于深切峡谷相对高度150～ 300m间的大型成层性洞穴,主要发育于中更新世;晚更新世以来的上升与相对稳定彼此平分秋色。      

On the Karst Ecosystem

In this paper the author gives a definition of the karst ecosystem and discusses the characteristics of the karst environment and karst ecosystem and the relationship between life and the karst environment. Finally he clarifies the structure, driving force and functions of the karst system.