松潘黄龙水循环及钙华景观成因研究

通过对松潘黄龙风景名胜区主景区黄龙寺沟运用水均衡原理和水化学系统分析，并结合天然同位表示综技术，初步查明了黄龙水循环规律，确立黄龙钙华的源泉为转花泉，其源泉来源于大气降水，并经深循环补给。进而阐明了钙华的形成与演化，建立了黄龙水循环模式，用于保护和合理开发松潘黄龙自然景观资料，使之可持续利用。     

黄龙景区水循环系统与景观演化研究

黄龙景观的形成演化受景区水循环系统控制。本文研究表明,黄龙景区水系统由后沟地表水系统、钙华源泉地下水系统和核心景区水循环转化系统三部分组成。其中,后沟地表水系统对景观形成与演化主要是水量的贡献,钙华源泉则提供了钙华沉积的物质来源,两者混合后构成景观补给水源并在核心景区经多次转化形成二次转化系统。二次转化系统又分为四个转化段及相应的四个钙华沉积和景观演化段。     

松潘黄龙自然保护区第四纪冰期划分与古气候环境分析研究

松潘黄龙自然保护区第四纪冰川遗迹十分发育，在三岔子一带冰碛物出露齐全、保存完好。通过剖面的测制，再结合孢粉、ESR测年样等成果综合研究，将该地区划分为四次冰期，三次间冰期，Ⅳ个孢粉组合带。阐明了冰川活动与成景作用关系密切，黄龙钙华景观的雏形是在中更新世末形成，大量钙华堆积形成了晚更新世。     

大自然的杰作——黄龙碳酸盐岩钙华池

黄龙风景名胜区位于四川省阿坝藏族羌族自治州松潘县境内,毗邻九寨沟,总面积1340km2。岷山主峰雪宝顶海拔5588m,从顶峰流下的雪水汇聚成溪,沿石钟乳山坡倾泻而下,跌宕起伏,形成众多的瀑布悬流,这些瀑布泻落至山腰处,便散落聚积,从而在黄龙沟内形成了3000余个碧透斑澜的彩池,大者千余平方米,小者仅几平方米,千姿万态。池水清净,深浅不一,有的地方色彩鲜艳,仿佛彩锦。黄龙景区以规模宏大、类型繁多、结构奇巧、色彩丰艳的地表钙华景观为特色。黄龙钙华景观包括:钙华     

四川黄龙钙华藻类及其生物岩溶作用

从探索黄龙钙华的生物成因角度出发,对黄龙钙华藻类进行了采集、鉴定和分析,并对钙华藻类的生物岩溶作用做了初步探讨。研究得出黄龙钙华藻类分属于4门19属86种,优势种属为Tolypothrix属、Gloeocapsa属和Cymbella属。黄龙景区不同环境区域的优势藻类有所不同,藻类参与的碳酸盐沉积在不同岩溶景观中所起作用也有所差异。其中蓝藻参与的碳酸盐沉积主要表现于黄龙钙华坝景观的形成过程中,由硅藻参与碳酸盐沉积主要表现于斜坡滩华景观的形成过程中。藻类既能在钙华形成过程中发挥作用,藻类的生长也能侵蚀破坏钙华景观,在长期缺乏岩溶水补给的条件下,藻类对钙华景观的破坏性尤为突出。      

基于灰色系统的黄龙钙华景观演化研究

黄龙的景观是在数万年的岩溶地质作用下的产物。近年来黄龙钙华出现了干涸、变黑、沙化等现象严重地影响了景观的观赏性。水资源在黄龙钙华发展变化中起着重要的作用，笔者通过收集并分析黄龙地区的监测数据，针对监测系统不健全．时序数据缺乏的特点，选用对时序数据要求不高、预测效果较好的灰色系统模型，以岩溶水体的pH值为指标预测了钙华未来的发展情况。采用地质统计学空间分析的克里金插值法，对预测结果进行插值获得了整个景区的钙华预测结果。笔者按pH值将钙华演化情况划为强侵蚀、弱侵蚀、堆积3种类型，指出黄龙钙华景观目前正处于动态平衡与消亡重组阶段。     

黄龙钙华景观演化特征及保护措施探讨

黄龙景区因其拥有千姿百态、色彩斑斓的钙华景观而享誉世界,本文从钙华景观的演化特征及演化周期研究出发,认为景观区内钙华的退化仅仅是局部的和反复的,而景观的演化具有明显的周期性,其演化的周期约为300 a.同时,通过分析得出水循环系统、水流改道及流态和景观水的漏失等是影响黄龙钙华景观演化的主要因素,并提出了有针对性的保护措施建议.     

黄龙钙华纹层石特征与成因分析

为了探究黄龙钙华纹层石剖面褐-白相间混积纹层的特征与成因,对黄龙钙华样品进行了采集和分析。通过微波消解法分析不同颜色纹层钙华样品有机碳含量,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、元素分析仪等对样品的晶相、形貌、元素和Mg/Ca比等进行了分析。结果表明,黄龙钙华褐-白纹层有机碳含量、Mg/Ca比存在明显差异,褐色纹层有机碳含量、Mg/Ca分别高于相邻的白色纹层,有机碳的含量随着沉积顺序(由老到新)逐渐变大。钙华剖面年层中的褐-白相间纹层不仅受到微生物、植物等生物的影响,还受不同温度、水动力等气候因素的调控,即黄龙钙华剖面年层中出现褐-白相间纹层为生物-气候双成因。其结果可为寻找黄龙钙华沉积过程中生物参与证据提供一定的理论基础。     

黄龙钙华景观形成及演化趋势研究

黄龙景区因拥有钙华源泉、彩池、滩流、瀑布等景观而享誉世界,其钙华景观的稳定性也为世人所关注。文章通过对与钙华景观形成密切相关的地质环境,特别是水循环系统动态变化及区域钙华景观成长演化历史的研究,认为黄龙钙华景观现状稳定性较好,但正处于缓慢的、反复的衰退过程,只要采取适当的措施可以延缓其衰退。     

黄龙核心景区多层级水循环系统结构研究

为查明四川黄龙核心景区钙华层内水体的循环交替过程及水循环系统结构,采用野外实地调查、水循环断面监测等方法,分析任一监测断面的地下水径流量和地表水流量(二次转化泉形成)组成、循环段内的补给和排泄特征,理清各水循环系统的发育规模、层级.分析结果表明,丰水期水循环系统层级最为复杂,分为区域-局部-场地三个循环层级,以局部循环...     

黄龙核心景区水环境动态特征及钙华沉积能力分析

为有效地评估四川黄龙核心景区水体水化学环境、钙华沉积能力,及时掌握景区水体水化学场的变化特征,采用野外实地调查、水质监测等方法,分析转花池泉群的水环境特征,黄龙核心景区的钙华沉积能力及其水环境状况。研究结果表明：(1)转花池泉群是提供区内钙华沉积的主要钙源和碳源,与黄龙后沟地表水一同构成驱动区内钙华景观发育演化的水源;黄龙沟和转花池泉群的水量补给来源主体分别为降雨和冰雪融水。(2)1999年以来,转花池泉群流量总体稳中有增,水质极为稳定,近30年来历史最大水量出现在2020年,1999—2017年转花池多年日平均水量为7 817 m³·d^-1,2018—2020年多年日平均流量为9 368 m³·d^-1。(3)2018年转花池一带出现线状TOC异常带,主要原因是黄龙沟上游三道坪至头道坪一带的放牧活动造成钙华沉积速率下降,因此,建议加强对钙华源泉涵养区的保护,减少放牧活动对其的影响。(4)区内各水循环段的景观水仍具备一定的沉积能力,2019年SIc值下降,与强降雨的稀释作用有关,从而降低了钙华沉积能力...     

四川黄龙沟景区钙华的起源和形成机理研究

对四川黄龙沟钙华景区的水化学测试发现，形成黄龙沟钙华的泉水具有很高的Ca^2 和HC03^-离子浓度，相应地，泉水的C02分压显著高于大气和土壤生物成因所能产生的C02分压。结合泉水出露的地质条件和泉口C02气体碳稳定同位素组成(δ^13C＝—6．8‰)的分析，进一步发现，高C02分压与深部成因的C02有关。可见，黄龙沟钙华属于热成因类钙华，而非原来普遍认为的“是气候岩溶作用的产物”。此外，黄龙沟钙华的大量出现与水中方解石的迅速沉积、Ca^2 和HC03^-浓度的大量降低有关。随着地下水自泉口出露，由于水的C02分压远高于大气，水中C02大量释放于大气，结果水的pH值迅速升高，方解石饱和指数由泉口的负值很快转变为高的正值，为方解石的沉积奠定了必要的物理化学基础。放置于水中的大理岩石片观测表明，流速较快的边石坝处的方解石沉积速率是其附近水池内的2—5倍，这清楚地显示了水动力条件对沉积速率的控制。进一步根据DBL理论模型分析发现，水动力条件对方解石沉积速率的控制在于其对固液界面间扩散边界层(DBL)厚度的影响，流速愈快，DBL厚度愈薄。且DBL厚度最终制约着沉积表面的化学组成浓度，即厚度愈小，表面H^ 浓度愈低(或pH愈高)、方解石饱和指数愈高，进而方解石沉积愈快。     

四川康定县玉农希钙华景观及其水循环系统

地处康定县贡嘎山西侧的玉农希钙华景观是继九寨沟、黄龙钙华景观发现之后又一具有世界遗产潜质的高寒岩溶风景地。本次调查工作是四川省国土资源厅安排的四川省重点地质遗迹保护可行性规划的第二批项目。项目首次对玉农希钙华景观进行了较系统的调查研究, 从地质遗迹景观及形成景观的水循环的角度查明了钙华景观的特征, 剖析其景观形成的水循环系统, 进而作了区域性对比分析, 初步探索其形成机理与演化规律。玉农希钙华具有极高的科学价值、美学价值和观赏价值, 可与九寨、黄龙媲美, 必须采取科学、合理的措施对其加以保护。     

世界自然遗产-四川黄龙钙华景观的形成与演化

本文对作者十余年来在四川黄龙(世界遗产地)的钙华研究成果和最新的一些监测发现进行了综述, 目的是为公众更好地了解黄龙、保护黄龙提供科学基础。主要结果和结论是: (1)黄龙钙华的形成是由于地球深部高分压的CO2在碳酸盐岩补给区产生富含碳酸氢钙的地下水, 当其以泉的形式出露地表时, 由于泉水的CO2分压远远高于空气, 泉水中的CO2大量逸出, 结果导致碳酸钙过饱和而发生沉积; (2)黄龙钙华的颜色以黄色为主色调, 主要是在雨季因雨水冲刷土壤向水中混入泥沙的缘故; 而在旱季, 钙华主要形成于清亮干净的泉水, 因此, 钙华的颜色呈现出纯净碳酸钙沉积的本色-白色。这也是黄龙洞钙华剖面年层中出现黄-白相间亚层的原因; (3)高精度的铀-钍同位素测年表明, 黄龙钙华主体是全新世以来形成的; (4)地表水向地下河的漏失是黄龙地表水日益减少, 导致钙华体表面干涸, 从而气生蓝藻大量滋生, 致使某些钙华变黑的主要原因, 因此, 有必要尽早采取防渗补水措施; (5)旅游活动已对黄龙钙华景观产生影响, 包括上游人为践踏使下游钙华池淤塞, 以及磷酸盐污染使硅藻等过度繁殖和钙华沉积速率可能降低等, 因此, 必须尽早采取相应防控措施。     

钙华天然海绵地质体多孔特性及其对水循环调节意义——以四川黄龙为例

四川黄龙自然遗产点以钙华景观闻名海内外,其钙华体多孔性地质结构,使钙华地质体具备"海绵"特性。本文通过电子扫描显微镜(SEM)和探地雷达、电磁法等地质探测技术对钙华地质体的多孔性质和水循环特性进行研究,并结合多年现场踏勘经验探讨了钙华地质体的多孔性质对水循环的调节意义。分析结果显示,黄龙钙华体经过地质作用形成了不同尺度的孔隙结构,其中生物参与形成的微观孔道具备"渗透、净化"功能;侵蚀作用产生的可视孔洞、缝隙快速透水,并进一步发育成塌陷区和钙华漏斗。彩池、溶洞和裂缝为水体储蓄和运移提供很好通道和场所,地质探测分析表明典型钙华段地下腔体具备"蓄水、排水"功能。各尺度孔隙互相影响,共同调节黄龙景区内的地表-地下水循环系统。初步研究发现,藻类在黄龙钙华沉积过程中具有加速和减少孔隙形成的双向调控作用,未来将结合藻类在钙华构筑过程的作用,继续深化黄龙钙华地质体的孔隙结构性质研究,为钙华景观的维护和保育提供参考。     

四川黑水卡龙沟钙华形成影响因素

四川黑水卡龙沟的地貌是典型的高寒岩溶作用下形成的钙华堆积地貌,其钙华堆积量巨大且钙华景观类型丰富,享有"中国苔藓泉华世界"之美誉。与黄龙的钙华景观相比,卡龙沟的钙华景观表面多覆盖有大量的藻类、苔藓等植物,形成了丰富的生物钙华景观。钙华的形成通常是岩石、水、大气、生物等多方面相互作用的结果。通过对卡龙沟钙华体形成造成影响的因素进行列举并适度分析,望有关认识能对今后卡龙沟钙华的进一步研究提供依据。     

世界自然遗产黄龙钙华景观的地质分析

四川省松潘县黄龙是世界自然遗产,以秀美的自然景色、巨型的钙华堆积闻名于世.黄龙所处的岷山地区位于喜马拉雅期是构造活动地区,更新世以来不断隆起,成为现代隆起高山区.在更新世,山岳冰川广布全区,进入全新世,区内发育现代冰川,因而留下了冰蚀地貌和大量冰积物.黄龙的钙华来源于大气降水下渗形成的喀斯特水,该地下水以断层泉方式转为地表迳流,在沿沟向下流动过程中形成了钙华堆积,正是这种不断变化的钙华堆积呈现出绚丽的钙华风貌.钙华的堆积地貌有钙华池、钙华滩和钙华瀑布,溶蚀地貌有钙华洞穴,其钙华景观至今仍是处于不断变化中.     

四川黑水卡龙沟钙华形成影响因素

四川黑水卡龙沟的地貌是典型的高寒岩溶作用下形成的钙华堆积地貌,其钙华堆积量巨大且钙华景观类型丰富,享有"中国苔藓泉华世界"之美誉。与黄龙的钙华景观相比,卡龙沟的钙华景观表面多覆盖有大量的藻类、苔藓等植物,形成了丰富的生物钙华景观。钙华的形成通常是岩石、水、大气、生物等多方面相互作用的结果。通过对卡龙沟钙华体形成造成影响的因素进行列举并适度分析,望有关认识能对今后卡龙沟钙华的进一步研究提供依据。     

黄龙与黄石钙华微生物沉积作用比较研究

本文通过调查黄龙风景区水体的环境地质特征与微生物群落结构及多样性,并与黄石公园对比分析,探讨了两种特殊地理环境下的微生物群落结构和多样性及其对钙华沉积的影响。结果表明:黄龙沟泉水属于地下冷泉,且景区内覆盖着大量植被,水体中有大量藻类和细菌;黄石公园猛犸象温泉区泉水属于地下热泉,植被覆盖率很低,泉水中微生物多为嗜热菌,藻类较少。黄龙与黄石钙华主要由方解石组成并且微生物参与了钙华的形成过程。微生物对钙华沉积的作用,主要分为模板作用、产物诱导作用和代谢调控作用,对比探讨了特殊地质环境下的微生物对钙华沉积的贡献,指出微生物沉积作用在钙华沉积过程中的重要性,可为黄龙钙华“黑化”防治提供理论依据。      

5.12汶川地震对黄龙世界遗产地源泉水文地球化学的影响——高分辨率和高精度的水文地球化学监测证据

2008年5月12日的汶川特大地震不仅造成了惨重的人员伤亡和巨大的经济损失,而且对当地生态环境产生了严重的影响。本文根据黄龙钙华景观退化的人为和自然影响机理研究获得的部分高分辨率和高精度水文地球化学监测数据分析发现,大地震通过诱导控制黄龙源泉的深源断裂活动对源泉的水文地球化学产生了显著影响,主要表现为地震后泉流量、水温、电导率和CO2分压升高,反映出地震增加了地下向地表的水、热、钙离子和CO2通量。然而,地震对从泉水中沉积的钙华景观的后续影响以及汶川地震造成深源CO2向大气CO2释放对全球碳循环的影响,有待进一步的监测评估。