云南白水台钙华沉积成因及主要沉积类型研究

白水台钙华景区是我国最大的冷泉型淡水泉华台地之一,其形成是由于大气降水通过玉席谷向斜构造及北西侧的断层构造向下渗透并接受来自深部地层的CO2补给,尔后岩溶地下水径流至白地盆边缘受到三叠系碎屑岩的阻挡呈带状出露于地表,CO2自水中逸出造成pH升高,CaCO3过饱和而发生沉淀,形成形态极其优美的钙华景观。但目前由于泉水流量的减少以及人为的干扰,白水台钙华景观正处在退化之中,须采取科学、合理的措施对其加以保护。      

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。      

滇中路南石林地区钙华特征与更新世气候变迁

钙华层是岩溶记录中古气候环境及地下水演变信息的载体,在重建古气候环境和恢复古水文地质条件等方面具有重要意义.通过对滇中路南石林地区的钙华沉积层进行大量地质研究,用ESR法测定其生成年代,结合钙华层的主要矿物(方解石)的生长发育特征,获得了该区距今33×104a～4.4×104a的地质活动、古气候环境的变迁信息.其年龄可与全球深海岩芯同位素记录和西南岩溶洞穴石笋所揭示的古气候记录对比,认为自从中更新世以来,路南石林地区经历了6次较大的气候变化,与全球古气候变化波动基本一致.     

英国约克郡( Yo rkshire Dale)国家公园钙华苔藓植物群落研究

报道英国约克郡国家公园5个钙华沉积地点苔藓植物群落调查结果。该区域钙华苔藓群落共13个,由12科15属18种组成。区系地理成分由北温带和世界广布两种成分组成;生活型以垫状矮丛集型和交织型占优势。根据钙华沉积环境特征,划分Cron钙华苔藓群落、洞穴钙华苔藓群落、瀑华苔藓群落、峭壁钙华苔藓群落和泉华苔藓群落等5种类型。调查结果表明,研究区现代苔藓植物群落钙华沉积作用十分显著。      

英国钙华苔藓植物区系特征及其主要钙华沉积类型

根据1998— 2000年作者采自英国39个钙华沉积区1245份的野外苔藓植物标本研究, 英国钙华苔藓植物区系具有下列特征:(1)区系种类由19科34属50种(含变种亚种)组成, 其中含英国钙华苔藓新记录26种;(2)区系生活型含高丛集型(10 %)、矮丛集型(32%)、交织型(44 %)、扇型(2 %)和平埔型(12 %)5 种类型;(3)区系地理成分含北温带分布(46 %)、温带欧洲分布(6 %)、欧洲-非洲分布(2 %)、欧洲-北美分布(10 %)、旧世界温带分布(4%)和世界广泛分布(34%)等6种成。根据钙华生长的环境特征, 英国苔藓植物钙华可划分为泉华、瀑华、溪流钙华和洞穴弱光带钙华4 种基本类型及12 种小类型。      

钙华物理力学性质试验研究

钙华是一种大孔隙次生碳酸钙,是岩溶水在适宜的环境下碳酸钙过饱和沉积而形成,不同成因的钙华形成了绚丽多彩的自然景观。钙华沉积速率快,对气候和环境极具敏感性,近年来被广泛用于短时间尺度的古气候环境重建研究。由于钙华主要分布于水流活动频繁的偏远地区,较少用于工程建设,故国内外对其工程性质少有研究。本文以南美洲玻利维亚东南地区某冶金项目为依托,实地研究了湖沼相钙华的工程性质,通过渗水试验测试了钙华层的渗透系数,通过浸水载荷试验,研究了钙华的承载力特性和溶陷性。结果表明:钙华的渗透系数为1.7×10-3cm·s-1;变形模量为45.39 MPa,在浸水之后变形模量有所降低,但仍然可达到36.85 MPa;浸水状态下地基承载力特征值高于280 kPa,浸水3 h后的浸润深度为0.65 m;钙华的平均溶陷系数为0.001 75,为非溶陷性岩石。通过试验可以得出如下结论:(1)钙华遇水后的稳定性较差,基坑和基础施工宜安排在旱季。(2)钙华在天然状态下的承载力较高,遇水后承载力会有所降低,应尽可能保持基底干燥。③钙华的渗透系数较小,短时间的水流对钙华层的浸润深度较小,雨季来临时,只要做好地基的覆盖,就可以使地基保持较高的承载力。     

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。     

松潘黄龙钙华演化趋势研究

黄龙主沟露天钙华分布面积为634 712m2,最大厚度为19.72m.在3.5万年以来的演化过程中形成了绚丽多姿的钙华彩池、钙华滩流、钙华瀑布、钙华洞穴等景观.它被誉为"人间瑶池",是世界著名的旅游胜地.其中钙华彩池105 932m2,钙华滩流157 882m2.根据钙华在演变过程中所处的阶段可划分为成长区、平衡区、消退区、非沉积区等4个演化分区.钙华景观的发展演化不由其形成时代的新老决定,而与自身所处的地质背景、水循环系统控制下的钙华源泉的稳定性密切相关.目前,黄龙钙华景观主体处于青壮年期.     

雪宝顶区块流域钙华形成的生物作用研究

钙华不仅具有重要的景观旅游价值,而且对确定区内碳酸盐沉积特征、环境演化规律及同期环境生物的作用与贡献有重要的研究意义。本文在对比国内外典型钙华特征的基础上,以黄龙和九寨沟为例,对雪宝顶区块流域内钙华的沉积特征、环境化学与生物作用进行阐述,指出了雪宝顶区块流域冷水型钙华的形成与演化是化学沉积-溶解作用、生物沉积与溶蚀作用等共同作用的结果,并受非生物、生物因素影响。在雪宝顶冷水型钙华的形成过程中,微生物协同参与了钙华的沉积与溶蚀过程,通过自身新陈代谢促活动促使使钙离子结晶,并诱导晶型变化;其他生物体如植物、藻类等或以间接的方式促进或加快了钙华形成,或为钙华生长提供模板和体量。      

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。     

周口店新洞洞穴沉积岩石学

新洞洞穴的沉积除底部灰烬层外，全部为碳酸盐岩。剖面主要由含砂质灰岩组成，上部有两层钙华，以及石笋和石钟乳。它们分别是洞内积水时期和流水，滴水时期的产物。岩石学的综合特征反映了当时注入洞内水量的经常性变化和洞内环境条件由相对温湿向干冷的变化。     

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。     

Determination of horizontal extension from fissure-ridge travertines: a case study from the Denizli Basin,southwestern Turkey

Travertine deposits reflect some aspects of the regional tectonics because of the close association between travertine deposits and active fractures, that later of which provide conduits along which travertine-depositing waters may rise. Fissure-ridge travertines form above extensional fissures which are located in the hanging walls of normal faults, in step-over zones between fault segments, or in active or recently active) volcanic provinces. Numerous active and inactive fissure-ridge travertines are located in the hanging walls of normal faults in the Denizli Basin. A typical fissure-ridge comprises a central fissure along its long axis and flanking bedded travertines dipping away from the fissure. Central fissures of travertine ridges have been dilating since the initiation of the fissures. Samples from both the margins and centres of banded travertine deposits were dated by Th/U methods in order to determine dilation rates. Individual fissures have been dilating at average rates of between 0.008 and 0.1 mm yr^–1 during travertine deposition, and ~ 0.001 and 0.007 mm yr^–1 after cessation of travertine deposition. There is a noticable decrease in dilation rate from west to east in the Denizli Basin, and this decrease in dilation rate may be related to decrease in overall extension in southwest Turkey, which decreases eastward.     

钙华生物沉积作用研究进展与展望

弄清钙华生物沉积作用有助于更好地理解钙华微岩相结构和地球化学特征的气候环境指示意义。总结和综述了与钙华沉积相关的生物群落、生物成因钙华微岩相结构、钙华生物沉积作用过程及其对钙华地球化学特征影响的研究进展,并展望了未来的研究重点。细菌、藻类和苔藓等广泛参与到钙华沉积中,形成了许多不同类型的孔隙结构、晶体结构和纹层结构。生物沉积过程主要包括:①生物生长扰动水流使得CO2逸出;②代谢作用(如光合作用)过程诱导碳酸钙沉积;③"表面控制"过程影响晶体成核及生长。生物沉积作用驱动了元素的迁移转化,对沉积水体和钙华地球化学特征具有重要影响。钙华在地球生物学研究中具有重要潜力,未来需要加强现代钙华沉积中的物理化学和生物过程相互作用机制及其各自贡献的量化研究,以便准确地解译钙华沉积记录。     

钙华非经典沉积的纳米生长过程与调控机制初探——以九寨沟—黄龙钙华形成为例

钙华是自然界重要的岩溶碳酸盐沉淀之一,其形成过程往往受到生命活动的影响,弄清钙华生物沉积作用有助于更好地理解钙华微岩相结构和地球化学特征的气候环境指示意义。本文以黄龙-九寨沟钙华形成为例,阐述黄龙-九寨沟现代钙华纳米结晶特征、纳米钙华的生长和集合体形态,分析模拟实验中生物有机质对钙华生长和形貌的调控原因,揭示了生物活动和代谢产物对纳米钙华成核、生长及钙华晶体形貌的调控两途径四阶段机制;为探究钙华成因、碳酸钙生长调控机制、钙华退化的因素及其保护和可持续利用钙华景观具有重要的科学价值。      

Travertine deposition and faulting: the fault-related travertine fissure-ridge at Terme S. Giovanni,Rapolano Terme (Italy)

In this paper we describe an example of travertine fissure-ridge development along the trace of a normal fault with metre displacement, located in the eastern margin of the Neogene–Quaternary Siena Basin, in the Terme S. Giovanni area (Rapolano Terme, Italy). This morphotectonic feature, 250 m long, 30 m wide and 10 m high, formed from supersaturated hot waters (39.9°C) flowing from thermal springs aligned along the trace of the normal fault dissecting travertines not older than Late Pleistocene (24 ± 3 ka). A straight, continuous fissure with a maximum width of 20 cm occurs at the top of the ridge, along its crest. Hot fluids flow from cones mainly located at the extremities of the ridge, where travertine is depositing. The travertine fissure-ridge shows an asymmetrical profile since it buries the fault scarp. The difference in height of slopes corresponds to the vertical displacement of the normal fault. Fissuring of the recent travertine deposits along the strike of the crestal fissure, as well as recent hydrothermal circulation, lead us to believe that the Terme S. Giovanni normal fault may be currently active. On the whole, the Terme S. Giovanni fissure ridge can be defined as a travertine fault trace fissure-ridge, adding a helpful example for studying the relationship between faulting and travertine deposition.     

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.     

A quantitative weathering classification system for yellow travertines

Weathering can cause adverse effects on the physico-mechanical properties of rocks. Although the processes and outcomes of weathering have been investigated for many rock types, the travertine weathering was not paid enough attention as much as the others. However, the unfavorable effects of weathering may arise rapidly due to travertine’s calcium carbonate composition and highly porous texture. Travertine is an important rock type in building stone market and is generally preferred as an exterior façade material. This rock type was also used in many historical buildings and sculptures in the past, and the signs of extensive weathering can be recognized on some of these travertine-made structures. In this study, it was aimed to characterize the effect of weathering on travertine’s structural properties. The yellow travertine from Eskipazar (Karabuk, Turkey) was selected as the study material and the samples with different weathering degrees were collected from site. The chemical, physical and mechanical properties of those samples were determined in laboratory. The physico-mechanical variations with progressive weathering grades were statistically evaluated and a weathering classification based on a rating system was proposed for yellow travertine in rock material scale. The newly developed system may assist in characterizing the degree of weathering for historical structures built by yellow travertine. Additionally, the classification may also guide to further researches on the weathering of different types of travertine.     

硅藻对地表石灰华沉积的生物作用及其意义

石灰华是岩溶地貌的重要组成部分。藻类在石灰华的形成过程中起着非常重要的生物控制作用。硅藻对地表石灰华沉积的生物作用,主要包括同化作用、拦截和粘结作用、结壳作用、胶结作用。对于生物作用中的钙化作用和分泌作用,硅藻可能具有这两种作用,其形成机理尚需进一步的研究。