重庆岩溶地下河水文地球化学特征及环境意义

岩溶地下河系统是岩溶地区重要的地下水资源,重庆地区分布有岩溶地下河380条,是重庆市重要的地下水资源。为宏观掌握重庆地区岩溶地下河水化学特征,了解区域岩溶地下河水化学影响因素及分布规律,研究了重庆不同地区61条岩溶地下河水文地球化学特征。结果表明,重庆地区岩溶地下河的溶解组分主要来源于碳酸盐岩的溶解,水化学类型为Ca-HCO₃型或Ca(Mg)-HCO₃型,但部分地下河水化学受到人类活动影响变为Na+Ca-HCO₃型、Na+Ca-SO₄型、Na+Ca-Cl型或Ca-SO₄+HCO₃型,且农业活动或城市废水对地下河水化学的影响比工矿业活动普遍。地下河水温度随海拔升高而逐渐降低。在相同的地质背景下,地下河Ca2+、Mg2+、HCO₃-等离子由于受不同区域岩溶作用强度差异的影响呈现出明显的区域性,SO₄2-、NO₃-、Cl-等指标由于受不同区域人类活动强度和方式的影响也显示出明显的区域性。总体来看,岩溶地下河水质正在恶化。     

重庆丰都雪玉洞水文地球化学指标的时空变化研究

自2006年11月到2007年12月对重庆丰都雪玉洞地下河水和滴水进行了近1年的观测,结果表明其主要水化学指标均表现出明显的季节变化趋势.地下河水Ca2+、Mg2+、HCO3-浓度和电导率在雨季升高而旱季降低,pH值在雨季降低而旱季升高.在地下河径流路径上,由于溶蚀效应与沉积效应的相互制约以及受采样点水动力条件和水气CO2交换程度的影响,水化学指标的空间变化较为复杂.位于洞穴顶部的滴水由于受顶板覆盖层厚度的影响,洞穴上层滴水点Ca2+、Mg2+年平均浓度分别为95.1mg/L、7.87mg/L,而下层滴水点分别为110.1mg/L、9.68mg/L,表现出上层高、下层低的空间变化特征.由于[Mg2+]/[Ca2+]值具有雨季低而旱季高的变化特征.所以可用之来指示洞穴所在地区降雨条件的变化.     

重庆丰都雪玉洞群的洞穴特征和洞穴沉积物

重庆市丰都县的雪玉洞群,由水洞子(雪玉洞群主洞)、水鸣洞和羊子洞组成,发育于三叠系下统的嘉陵江灰岩中,均为沿单斜构造地层走向发育的纵向洞穴系统,集中分布在龙河峡谷左岸2km 内高、中、低不同的相对高度,但洞穴发育特征差异甚大。在该洞穴群的次生物理— 化学沉积物( speleo thems )中碳酸盐类(方解石、文石)和硫酸盐类(石膏)并存,而且其形态的多样与完美,类型的稀有而珍贵,质地的纯粹而白净,在国内已发现的洞穴中是不多见的,其中尤以地石盾、塔珊瑚、钙膜晶锥、卷曲石等生成物为代表。      

湖南保靖县白岩洞地下河流域水文地球化学特征研究

白岩洞地下河系统工程主要是解决保靖县城供水水源问题。本文通过三个时段的大量野外实测数据,分析了白岩洞地下河流域内岩溶泉、地表水体和地下河水的岩溶水文地球化学特征及其动态变化。结果显示,该流域内岩溶泉可分为两个主要类型,一类是与深循环有关、沿区域断层带分布,其水文、水化学动态相对稳定,水化学变化受深源CO2 浓度控制; 另一类为岩溶表层带泉,受地表环境、降雨量影响大,水化学动态变化较大。而地下河及其支流水的水化学变化特征介于表层带岩溶泉和地表水之间,其三个时段的变化规律跟表层带泉相似,主要水化学指标枯季( 12月) > 雨季1(次年4月)> 雨季2(次年7月) ,说明明显受降雨的稀释作用控制。      

重庆雪玉洞氡浓度变化特征及其危害防护

利用 PRM-2100氡子体监测仪对重庆市丰都县雪玉洞氡子体平衡当量浓度进行连续12个月的监测。研究表明：（1）雪玉洞洞内氡子体平均平衡当量浓度为2135.7 Bq/m3;取平衡因子为0.5,则其平均氡浓度为4271.4 Bq/m3;（2）氡子体平衡当量浓度总体呈现出夏季高、冬季低及洞层越高,浓度越高的特点,而且氡子体平衡当量浓度变化与洞内温度变化相关性不明显,但与洞外的相关性则较强;（3）雪玉洞游客因吸入氡子体所致的年均有效剂量当量为0.02 mSv/a,只是联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）估计的氡子体对公众产生危害的年有效剂量界限值（1.30 mSv/a）的1.54%,因此短时间游览对游客的健康不会产生影响。但是,由于洞穴讲解员、保安、拍照人员在洞内工作时间较长,接受氡子体照射的年均有效剂量当量分别为7.69 mSv/a、11.96 mSv/a、59.48 mSv/a,均高于UNSCEAR 的年有效剂量。因此,需要合理安排洞穴内工作人员工作时间和科学地制订出他们的年工作时间上限;加强氡危害相关知识的普及与洞穴工作人员的个人防护;在高氡浓度析出区域进行屏蔽防护或在适当位置安装空气净化器;与此同时,还要加强氡及其子体浓度的分析和监测等。     

2012—2013年重庆雪玉洞洞穴系统碳循环特征

重庆雪玉洞洞内CO₂浓度之高,在国内外皆罕见,但此洞穴系统碳循环特征及控制因素仍不清楚.利用土壤二氧化碳分压(P_CO2-soil)、洞内大气二氧化碳分压(P_CO2-cave)、地下河水二氧化碳分压(P_CO2-eq)、方解石饱和指数(SIc)、地下河水溶解无机碳同位素(δ13C_DIC)等指标来研究雪玉洞洞内CO₂浓度变化、控制因素以及地下河对洞内碳循环的影响.结果表明:雪玉洞上覆P_CO2-soil雨季高,旱季低;降雨量是控制上覆P_CO2-soil的重要因子.雪玉洞P_CO2-cave变化规律明显,暖季高,冷季低;温度变化导致洞内外气流频繁交换是P_CO2-cave突变的重要原因,地下河水CO₂脱气能够在短时间内让P_CO2-cave上升到较高值.雨季由于土壤CO₂效应,地下河水具有低SIc、高P_CO2-eq特性,矿化度较高,并且部分月份地下河水具有溶蚀性;旱季由于土壤CO₂效应及降雨较少,地下河水呈现高SIc、低P_CO2-eq特性,矿化度较低,以沉积为主.      

雪玉洞母岩沉积地质特征及其对次生沉积物的影响

为了研究洞穴母岩对洞穴系统及次生沉积物产生的影响,以重庆丰都雪玉洞母岩为研究对象,对其沉积地质特征进行了详细的研究,同时还探讨母岩的沉积地质特征与洞穴发育及次生沉积物特征之间的关联。结果表明,雪玉洞的母岩层位为下三叠统飞仙关组第二段,其沉积相为颗粒滩。母岩的岩性为砂屑灰岩、鲕粒灰岩、砾屑灰岩, 夹少量微晶灰岩。母岩和洞穴次生沉积物的主要矿物成分是低镁方解石（LMC, low magnesium calcite）。母岩较低的Mg/Ca导致洞穴滴水的Mg/Ca也较低,这使得组成次生沉积物的低镁方解石晶体快速侧向生长,并导致方解石晶体纯净、粗大且自形程度高。雪玉洞母岩顶底板岩层沉积期稳定的滩间海沉积环境有助于形成高强度的厚层微晶灰岩从而为洞穴系统的发育提供有效的支撑。这表明洞穴母岩的沉积地质特征会在物质基础的层面对洞穴系统的发育以及洞穴次生沉积物的特征产生显著影响。      

我国东部某油田水文地球化学特征

石油水文地球化学普查，近年来，国外有较大的进展。本文以多年来的实际资料，讨论了油田水化学成分的基本特征及其对上覆地下水化学成分的影响，初步认为：地下水中盐分的积累、有机物质的存在及重水的分异等，虽然主要决定于围岩的化学成分，但也与油田水(或油气藏)有着密切的联系。     

塔里木盆地北部油气田水文地南及水文地球化学特征

以实测的流体资料为基础，初步揭示了塔北地区油田水文地质和水文地政治协商会议化学特征，塔北地区存在两股地下水流，南部生油区为压实水流，由南向北流动，北部为重力水流，由北向南流动，这两股水流交汇于雅克拉和轮南地区，向上封闭式内泄，无论重力水充或压实水流，皆为非海相成因、非浓缩成因溶滤水，表明：油气藏的形成绝大部分是寒武一奥陶纪生油层二次成油的结果。     

我国陆相盆地油田水文地球化学特征

From the viewpoint of geological development, the mechanisms of formation of oil-field waters in non-marine basins and their relation with oil-gas reservoirs are discussed briefly. Sedimentary basins differing in geological setting and physical geographical environment would lead to a diverse evolution of fossil lake basin water body in chemical composition in the process of formation, development and extinction by themselves, resulting in oil-field waters with complex; variable and characteristic compositious China‘s non-marine basins are mostly derived from fossil lake basins. The substantial petroleum-generating stage is highly expected during the development of these fossil lake basins. The production of hydrocarbons responsible for petroleum is always accompanied by the production of sedimentary water. As a result, oil-gas migration took place under the action of high-pressure water and led to the preferential accumulation in the surrounding geological structures as a girdle pattern. In the oil-gas-bearing basins where seeping water is abundant, oil-gas reservoir are found distributed mainly along the “intersection zone” -- the “erestal plane”between the “ fossil-dewatering” of sedimentary water and the “fossil-interpolation”of seeping water. Due to the influence of various factors and the geochemical reactions, oilfield waters in Chiua‘s non-marine basins have remarkable “ion differential” phenomenon. Based on the phenomenon four types of ion assemblages can be distinguished.     

重庆芙蓉洞崩塌作用及其环境效应

利用洞穴调查和各类次生化学沉积物同位素测年技术等方法,对芙蓉洞内崩塌物进行研究。结果表明芙蓉洞内崩塌物规模巨大,为多期次崩塌作用的产物,分别形成于大于35万年、35～20万年间、10～2.6万年间、2.5万年后及旅游开放后的1995、2000、2003、2008年,既有洞顶围岩的规模性崩塌,也有洞顶石钟乳的崩落和洞底石笋、石柱的倒塌,分别起因于地壳抬升背景下洞内水流下切使原先浮力消失引起洞顶围岩地应力失衡、洞顶石钟乳不断联合使重量超过联合体-洞顶围岩接触面的临界结合力和洞底石笋、石柱受崩落的钟乳石砸中或强地震引发。崩塌作用引起了洞腔的规模性扩大、钟乳石景观和旅游设施的破坏、被迫改变游览线路等环境效应。针对芙蓉洞崩塌特点,提出了洞穴旅游开发的一些建议。     

酉阳伏羲洞景观资源特色及开发理念

重庆酉阳伏羲洞不仅发育有洁白无瑕似千秋田的“边石坝”、酷似人脚的“仙人脚”、神似清朝将领佩戴的“将军帽”等独特的景观,而且洞穴规模宏伟、形态险峻秀美,洞宽多在10~20m,高多在20~35m,其中的“伏羲大厅”直径达130m,高达85m;龙宫石瀑布高43m,宽93m;擎天石柱高26m,直径3.5m;地下河川流不息,池水觥筹交错。为了充分发挥伏羲洞景观资源优势,促进酉阳旅游业的发展,本文在分析酉阳伏羲洞景观资源特色、资源价值的基础上,提出了突出“神秘”特色、强化科普性与趣味性,以及以人为本,尊重自然生态,开发与保护并重的开发规划理念。与此同时,还认为灯光配套对突出伏羲洞“神秘”特色具有举足轻重的作用。布光上,对峡谷洞壁形态可采用白、蓝、浅绿、青等不同色调来分层次展示;对地下河宜用淡绿色光表现;对流石、钟乳石等景观可采用冷、暖光相结合;对于伏羲大厅鳞次栉比的岩层纹理可采用白光处理。      

北京石花洞岩溶学研究进展

全面介绍北京石花洞发现与研究的历史、取得的重大成果,以及在岩溶学研究领域所起的作用。石花洞位于北京西山,发现于明朝正统十一年,开发于20世纪80年代。岩溶学研究表明,石花洞洞层多（8层）,石盾多（200多个）,为世界罕见。在全国范围内,首次发现月奶石,首次发现碳酸钙微层理,首次发现膜足硬肢马陆穴居动物。笔者从地质学、气象学和环境学全面研究了石花洞,测绘精度达到1：200,进行了氡浓度研究。从溶蚀形态来看,石花洞8层溶洞展示北京西山的8次隆升;从沉积形态来看,石花洞中的粗犷石笋代表中更新世沉积,杆状石笋代表晚更新世沉积,微层理石笋代表全球转暖以来的全新世沉积,奠定了首次建立第四纪石笋剖面的基础。     

南京汤山葫芦洞地质雷达勘探洞穴堆积研究

通过对南京汤山葫芦洞内部东侧地质雷达勘探资料的分析,根据经验值计算,东部洞穴基岩埋深在10m左右,可能为水平状的红色岩系。特殊的地质基础导致葫芦洞成为汤山地区已知规模最大的洞穴。其上的洞穴埋藏堆积可以分为上、中、下三个角砾层,可能反映了该洞穴曾经历过三次较大的崩塌堆积过程。上角砾层可能含有动物化石,是今后古人类考古值得关注的堆积层。     

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639 m,洞底投影面积为37 096 m2,洞底高差为172 m,洞内最高点海拔约为265 m,最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2) 石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m;(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。      

岩溶洞穴现代沉积间断的影响因素研究--以河南鸡冠洞为例

岩溶洞穴次生沉积物--石笋因其独有的高精度测年和高分辨率记录的优势已越来越成为过去全球变化研究中重要的支柱。进行洞穴碳酸盐沉积机理研究对于理解石笋沉积速率,结晶形态、准确解译气候替代指标和现代洞穴合理保护具有重要意义。以我国南北交汇带亚洲季风敏感区河南鸡冠洞为例,通过对2010-2015年连续6个水文年对鸡冠洞滴水和碳酸盐沉积的监测发现:①洞内滴水水化学指标与沉积速率表现出很好的一致性,雨季大气降水增加,气温升高,生物活动加强,土壤CO₂含量增加,滴水滴速、Ca2+、HCO₃-、电导率（EC）和沉积速率同时增加,旱季反之;洞内CO₂对方解石沉积的抑制作用被滴水饱和度掩盖。②受2012-2013年年降雨量显著减少的影响,水岩作用减弱,2014年滴水饱和度降至最低,出现为期一年的沉积间断,直至2014年下半年降水增加,于11月重新接收到方解石沉积。③自2013年下半年开始,受人为淋滤洞穴影响,滴水NO₃-上升数十倍,模拟实验显示其对CaCO₃溶解的能力较之前提高约60%,表明NO₃-对方解石沉积存在抑制作用,这可能是个别月份滴水饱和度高却没有回收到CaCO₃沉积的原因,建议景区在进行补水的同时要考虑水质对岩溶作用的影响。     

滇中富民县宝石洞旅游地质特征与成景机制探讨

滇中富民县宝石洞岩溶地下河洞穴景观系统规模适中,洞内岩溶景观千姿百态,洞中有宝(玛瑙),洞外有优美的生态环境和多元民族宗教文化以及潜在的温泉资源,加上优越的交通区位,旅游要素集群度较高,具较高开发价值.文章根据宝石洞地区区域地质背景,分析了该地区区域地史演化特征,根据本次对宝石洞的实地探测成果,总结了宝石洞旅游地质特征...