四川黄龙沟源头黄龙泉泉水及其下游溪水的水化学变化研究

用水化学仪器自动记录、现场滴定及取样室内分析等方法,对四川黄龙沟钙华景区水的物理化学动态变化特征进行了研究。结果发现,黄龙钙华的沉积主要起因于水中CO2的大量释放,造成溪流自黄龙泉泉口向下游方向水的二氧化碳分压（p（CO2））和电导率（EC）降低,pH值和方解石饱和指数（SIc）升高。但仔细分析发现,水化学的这一空间变化主要发生在SIc〈1．0时;当SIc〉1．0后,向下游方向,水化学趋于稳定。同时,黄龙沟地表融雪水和沿途泉水分别产生的稀释和浓集作用对溪流水化学的这一空间变化产生了明显的影响。此外,源头黄龙泉的水化学稳定,没有明显的日变化,而下游的池水则出现pH值、EC和SIc及p（CO2）的显著日变化,即白天p（CO2）、EC较低,而pH和SIc较高,反映了白天较快的碳酸钙沉积,其中温度和水生生物光合作用的影响可分别达到19％和81％。     

四川牟尼沟珍珠泉和翡翠泉的同位素组成及氘过量参数研究

本文基于四川牟尼沟珍珠泉和翡翠泉水的氢、氧同位素组成、氘过量参数及氚含量资料 ,详细分析和讨论了两泉地下含水层水的补给源、补给高度、水的运移途径和滞留时间及它们之间的水力联系。     

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...     

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,以局部循环为主。以7月为典型月,景区内水循环主要受控于4个串联发育的局部地下水循环系统,区域地下水循环系统在接仙桥以北地段发育,各循环段内的充水彩池群为补给区,出口为流量较大的钙华二次转化泉,地下水在钙华层内径流,钙华层底部和两侧为隔水边界;争艳池以南场地水循环较多;景区水循环系统结构年动态变化较大,仅在丰水期达到动态平衡状态。转花池泉群、黄龙沟东坡泉群、黄龙沟地表水及地下水构成了驱动核心景区水循环系统的全部水量,接仙桥、涪江右岸为排泄口。黄龙核心景区水循环在丰水期形成动态平衡,其余时段处于不稳定流动状态。      

云南维西县仙人洞泉和龙滩泉成因分析

主要根据仙人洞泉和龙滩泉的地质和水文地质调查资料,分析了研究区内岩溶发育特征,并应用水化学分析和同位素测试方法,研究分析了仙人洞泉和龙滩泉形成原因。认为研究区仙人洞泉和龙滩泉水化学及同位素特征相似,二者与金沙江水水化学组成差异较大,二者均以分水岭附近的石炭系地层为主要补给区,但仙人洞泉还接受更远地段地下水的补给,地下水沿岩溶裂隙和管道系统径流。     

不同岩溶动力系统的碳稳定同位素和地球化学特征及其意义——以我国几个典型岩溶地区为例

结合水化学的野外观测及室内计算,作者对桂林岩溶试验场、四川黄龙风景区和贵州乌江渡坝区3个岩溶动力系统的碳稳定同位素特征进行了分析,进而对系统的性质、系统中CO_2的来源、碳酸盐沉积过程中的碳同位素动力分馏、水化学和钙华的成因及热水钙华的~(14)C测年等地球化学问题作了探讨。结果表明,桂林岩溶试验场属于表层岩溶作用动力系统,其中的侵蚀动力主要来源于大气降水溶解土壤中的CO_2;四川黄龙风景区属于深部岩溶动力系统,侵蚀动力来自大气降水溶解幔源的CO_2;贵州乌江渡坝区岩溶系统,虽然属于表层岩溶动力系统,但其中一部分的同位素和水化学特征已受到人类活动的重大影响。     

太行山北段金龙洞岩溶泉水化学及同位素动态特征

以太行山北段金龙洞岩溶泉为研究对象,通过数理统计.、离子比值及饱和指数等方法,分析泉水水化学和同位素动态特征、水中主要离子来源及演化、水-岩相互作用过程等内容。结果显示:(1)金龙洞泉补给来源为大气降水,泉流量对其响应程度高,泉流量较小时,水中主要离子含量相对高,水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,泉流量大时,水中离子含量低,水化学类型为HCO₃-Ca、HCO₃·SO₄-Ca型,泉流量增加引起的稀释作用对离子含量影响明显;(2)控制泉水水化学特征的主要因素为溶滤作用和稀释作用,且Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-主要来源于碳酸盐岩溶解,SO₄^2-、Na⁺、K⁺、Sr主要来源于安山岩中长石、黄铁矿等矿物的风化溶解,NO₃^-则来源于人类活动;(3)降水集中期,泉...     

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。     

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。     

新疆乌恰托云苏约克泉华景观特征及成因

苏约克泉华位于新疆乌恰县托云乡托云盆地北缘、天山山系西部吐尔尕特山南麓,是西北干旱地区泉华的典型代表。在对苏约克泉华水文地质、地貌、区域地质背景进行全面考察的基础上,通过岩石标本分析、水样全分析,以及河水和泉水的氢氧稳定同位素比较,对泉华景观的成因进行了初步研究。结果表明:苏约克泉为典型的冷泉,泉水水化学类型为HCO_3-Ca~(2+)型;吐尔尕特山南坡冰雪融水和夏季降水为其主要补给,补给高度与雪线高度吻合,区域内泉水均属于气候成因型;在地层深部的热变质作用和灰岩去碳酸化过程中产生的大量CO_2,成为逸气的主要气体成分;在深部水循环过程中部分CO_2与围岩、宿主岩石进行化学反应所形成的Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)等离子,成为泉华的物质基础;泉华滩表面密集发育微型钙华池和边石坝。泉华的主要成分为CaCO_3,其次含有少量MgCO_3,类型上属于泉华中的钙华;氧化形成的高价Fe~(3+)使泉华滩呈现出以白色、棕红色为主多种色彩。     

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。     

Hydrochemical and isotope characteristics of spring water and travertine in the Baishuitai area (SW China) and their meaning for paleoenvironmental reconstruction

A method of combining hydrochemical data logging and in situ titrating with measurement of stable carbon and oxygen isotopes was used to reveal the hydrochemical and isotopic characteristics in the Baishuitai travertine scenic area of SW China. It was found that the travertine-forming springs have a very high concentration of calcium and bicarbonate, and accordingly very high CO₂ partial pressures, which are not likely to be produced by biological activity in soil alone. Further analysis of the stable carbon isotopes of the springs shows that the high pressure of CO₂ is mainly related to an endogenic CO₂ source. That means the Baishuitai travertine is endogenic in origin. This is contrast to the commonly accepted saying that the travertine deposition in this study simply is a product of warm and humid conditions in a karst ecological environment. Rapid CO₂ degassing from the water is triggered by the much higher partial pressures in water than that of the surrounding air. Consequently, as the waters flow downstream of the spring the pH increases, the waters become supersaturated with respect to calcite, and travertine is deposited. The preferential release of ¹²CO₂ to the atmosphere results in a progressive increase of travertine ¹³C downstream. This is concluded with a preliminary discussion of variation in travertine-forming water temperatures, according to differences in stable oxygen isotopic compositions of the travertine formed in different epochs at Baishuitai. It was found that the change in water temperature is as high as 13 °C, i.e., from 23 °C at about 2500 years b.p., to 10 °C at present. This may mainly reflect that the effect of geothermal source on water temperature is decreasing. The problems involved in paleoenvironmental reconstruction with endogene travertine are also discussed. They are the impacts of "dead carbon" in radiocarbon dating and the enrichment in ¹³C of travertine by endogenic CO₂ and degassing of CO₂ from water, which has to be considered in paleovegetation reconstruction when using ¹³C data of the endogene carbonate deposits.     

山西介休洪山钙华的空间分布特征、成因及时代探讨

地处山西省介休市洪山镇狐岐山脚下的钙华,是山西省内娘子关钙华景观之外的又一具有观赏潜质的岩溶景观。其出露范围较大,厚度稳定,形态优美,具有较高的旅游地质观赏价值。文章对洪山钙华进行了系统的地质调查和剖面实测,对钙华的分布范围、产出状态、岩石特征、岩石化学特征、地球化学特征及同位素年代等进行了研究,并从洪山泉岩溶水系统循环的角度,探讨了钙华的形成机理、影响因素及形成时代,可为该区钙化的保护和景观开发提供科学依据。      

西藏多格错仁南岸钙华地球化学特征与钾盐地质意义

西藏多格错仁南岸地区发育有一系列正在沉积的钙华丘和盐泉,泉水具有较高的含钾异常,属于含钾溶滤卤水,因此确定泉水中的矿物质来源成为找钾的关键问题,研究钙华的地球化学特征和成因机制则有助于解决这一问题。区内钙华有原地钙华和碎屑钙华两种类型,且明显富集K、Fe等元素,具有明显的轻稀土富集特征。不同泉眼周围的钙华样品的稀土分配模式基本相同,表明区内钙华的钙物质具有同一来源层位。经过将钙华与区内主要地层的稀土元素特征进行比对,发现这些钙华和索瓦组具有明显的亲缘关系,针对两者的相关性分析也再次表明钙华和索瓦组的亲缘特征。在此基础上,结合区内古地理和古气候资料,认为索瓦组具有较好的找钾潜力。此外,盐泉和钙华的碳、氢、氧同位素数据说明,盐泉的水物质属于大气降水,形成钙华的CO₂则具有深部来源特征,研究区的钙华属热成因钙华。     

旅游活动对四川黄龙景区水化学及钙华沉积速率的影响

由于其独特的钙华景观,黄龙风景区于1992年被联合国教科文组织列为世界自然遗产名录以来,每年吸引数以十万甚至百万计的国内外游客前来旅游;然而,可能由于旅游活动的影响,近年来黄龙钙华景观出现了诸多形式的退化,钙华沉积速率明显减缓即是其表现形式之一.为了阐明这一退化现象是否与旅游活动有关,从2010年5月下旬到11月初的丰...     

温泉钙华沉积的影响因素

钙华是在泉水、河水、湖水、洞穴周围沉积的非海相碳酸钙沉积物。钙华是陆地水循环过程中物质迁移的一种表现形式,研究钙华的形成有助于了解局部水文循环中的物质迁移规律并间接了解古气候与古水文地质条件。部分温泉的泉口附近沉积有形态多样的钙华。本文综述温泉钙华的形成过程、钙华沉积的主要影响因素和它们之间的相互影响关系。水化学条件是钙华沉积的物质基础和必要条件,水动力条件是钙华沉积的充分条件,生物效应对钙华沉积起到加强的作用,沉积环境通过影响水化学条件或水动力条件间接控制钙华的沉积。     

九寨沟早期钙华体的岩溶作用与湖瀑景观的形成

九寨沟与四川西北部碳酸盐岩地区早期钙华体在52～3万年前的冰缘环境中形成.3万年后,区内气温在振荡中升高,使九寨冰缘退缩,岩溶水酸化并具溶蚀性,在早期钙华体上形成了湖瀑等各种溶蚀形态,渗流溶蚀和混合溶蚀是壶穴湖、梯湖和溶蚀湖形成的主要机制,溶蚀侵蚀伴有季节性钙华沉淀形成着叠水和瀑布.保护湖瀑景观的原则是抑制钙华的溶蚀强度,运用岩溶水的瀑堤效应促进CaCO3沉淀,增强瀑堤的固结,减少渗漏.     

西藏加查象牙泉水文地球化学特征及成因

象牙泉地处青藏高原高寒地区,因其钙华沉积酷似“象牙”而闻名。开展象牙泉形成机理的研究,有助于钙华景观的地质环境保护,对雅鲁藏布江构造带古环境演化、新构造活动的研究具有重要意义。文章以象牙源泉及其钙华沉积为研究对象,通过钙华成分、泉水水化学组分、氢氧同位素及相关性分析,探讨了象牙泉及钙华景观的形成机制,估算了钙华形成年代,讨论了钙华景观演化趋势。结果表明:象牙泉出露高程3 208 m,温度16.1 ℃,pH值6.06～6.64,溶解性总固体1 521.1～1 524.2 mg/L,为中偏弱酸性微咸水;阳离子以钠和钙为主,阴离子以碳酸氢根和氯离子为主,水化学类型为重碳酸钙型水;象牙泉具有较高的氯、钠及稍高的溶解性总固体特征,其氢氧同位素分布于全球大气降水方程线附近,说明象牙泉主要为大气降水补给,具有较长的径流途径和缓慢的循环速度,水岩作用强烈。象牙泉为溶解沉淀型,其化学组分来源于水岩相互作用过程碳酸盐岩矿物、硅酸盐岩矿物的溶解。象牙泉钙华沉积的化学成分主要为碳酸钙,占63.07%;次要成分为二氧化硅,占10.19%;属钙华为主、硅华次之的常温泉类钙华。钙均衡估算表明,象牙泉钙华形成于1.38万年前,其沉积速率约为0.27 mm/a。     

世界遗产——四川黄龙钙华景观退化现象、原因及保护对策分析

近年来, 随着游客人数的逐年增长, 黄龙国家级风景名胜区钙华景观出现了明显的退化现象, 主要表现为地表水量减少, 钙华彩池干枯、钙华沉积速率变慢以及水生藻类加速生长3个方面。为了阐明上述退化现象是源于旅游等人为活动因素影响还是自然因素变化所致, 我们首先对比分析了近年来景区上、下游泉水流量变化, 结果发现, 地表水量的减少是源于地表水向地下渗漏量的增加; 考虑到近年来景区内外工程活动的增强以及钙华沉积速率的减缓, 这种渗透性的增强很可能来自工程的爆破震动以及钙华沉积速率减缓所导致的钙华致密性下降。同时, 在对黄龙溪流水化学测试分析后发现, 旅游活动在很大程度上影响了黄龙风景区水质进而影响了水生藻类生长以及钙华沉积速率。因此, 我们推测, 黄龙钙华景观的退化, 在一定程度上可能应归结为人类活动的影响。     

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。