万年尺度下钙华的古环境重建检验——以青海冰凌山为例

采用钙华中微量元素进行古气候环境重建为近年来国内外研究热点。前人研究成果主要为小时间尺度古气候环境重建,因微量元素的影响机制及地区间差异性问题,可能存在未知因素影响稀土元素含量及Mg/Ca、Mg/Sr比值,从而导致解译的古气候环境意义失真。以位于青海省格尔木地区的达布逊湖达1井孢粉谱图与青藏高原湖区变化谱图为参照对象,对青海省平安县三合镇东北冰凌山万年尺度下钙华的古环境重建方法进行了检验,结果表明:1)冰凌山泉华台地沉积环境相对稳定,提供冰凌山钙华物质来源的地下水长期处于接受来自地壳深部CO2补给的偏酸性条件下;2)所采集钙华样品除P04点外,均具有相同的物质来源和形成过程;3)万年尺度下,用钙华中的稀有元素总量重建古气温方法可行,且稀有元素总量与古气温呈负相关关系;4)采用Mg/Ca、Mg/Sr比值重建古降水环境应区分钙华成因类型,表生钙华Mg/Ca、Mg/Sr比值与古降水呈现负相关,而内生钙华Mg/Ca、Mg/Sr比值与古降水呈现正相关.     

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...     

云南白水台雨水线及钙华δ18O的季节和空间变化特征

通过对云南白水台地区大气降水的δ18O和δD分析,建立了该地区大气降水线,并通过对过量氘的季节性变化特征分析,发现白水台地区冬、夏季风期间降雨云团有不同的源区.对现代钙华δ18O的季节变化分析,发现钙华的氧同位素值与降雨量有着较好的线性负相关关系,这一发现为下一步利用古钙华的δ18O数据重建古降水量提供了基础.研究还发现,水中富含轻氧稳定同位素16O的H2O向大气蒸发以及富含轻氧稳定同位素16O的CO2向大气逸出,是下游方向钙华δ18O增加的主要原因.     

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。     

柯坪硫磺沟奥陶系（纹层状）古钙华的特征及石油地质意义

天山南缘从柯坪阿恰经巴楚三叉口到巴楚五道班的100余公里的316国道北侧的奥陶系中发育了一条1~2 km宽的碳酸盐岩岩溶带。在该带的鹰山组中发育了一条900 m宽的风化壳沉积（古土壤）和约30多个大型古溶洞。其中以硫磺沟2号溶洞最为典型,该溶洞位于一个很窄的倾角大于70°的走滑断裂带内,古钙华一般产在溶洞和裂缝中,作为充填体出现。硫磺沟2号溶洞的古钙华多呈黄褐色-黑色,普遍含石油。古钙华纹层发育,根据结构、颜色及形态等可以分为六种,分别为层状纹层、波状纹层、包壳状纹层、束状纹层、丘状纹层或半球形丘状纹层和杂乱纹层,这些纹层的形态和结构特点反映了其成因与菌藻或微生物有关;构成纹层的方解石主要为针状、柱状、细晶状和粗晶状等。钙华方解石晶体之间缝隙和孔隙非常发育,是良好的储集空间和运移通道。物性研究表明,硫磺沟2号溶洞古钙华的孔隙度介于3.81%~13.91%之间,平均7.21%,从孔隙度值来看属于致密储层（10%）;但渗透率很大,介于（2.99~87.60）×10-3μm2之间,平均48.99×10-3μm2,从渗透率看是一种较好的储层。出现这种“反常”的情况与古钙华特殊的内部结构有密切关系,钙华以晶间缝为主,具有紧密堆积的结构,虽然孔隙度不大,但是晶间缝在三维上构成了网络系统,导致渗透性很好,被称之为“致密高渗”储层。通过对塔里木盆地北部柯坪奥陶系露头硫磺沟2号溶洞及现代九寨沟溶洞的研究,发现岩溶过程中的化学沉积形成的钙华具有重要的石油地质意义,主要表现在两个方面:一是钙华是很好的储集空间;二是钙华具有一定的生烃能力。文章旨在探讨塔里木盆地奥陶系露头钙华相、钙华岩石学及钙华地球化学证据,以支持钙华的形成过程和形成环境的解释、及对塔河油田奥陶系缝洞油气藏的储集空间和油气成藏意义。      

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。     

云南白水台现代钙华δ13C和δ18O的季节变化特征研究

随着全球变化研究的深入,多种古气候变化信息地质载体的研究得到了越来越多的重视,其中利用钙华获取古气候和古环境信息的研究也受到了广泛关注.钙华是一种产于地表的从泉水或河流中析出的碳酸钙沉积物,按成因通常将其分为大气成因类(meteogene)和热成因类(thermogene)[1].     

黄龙钙华边石坝退化特征及其修复保育材料研究

藻席钙华对彩池边坝的颜色及钙华的沉积具有调控作用,会影响彩池边壁稳定性,导致独特景观破坏。文章选取黄龙争艳彩池作为研究对象,通过对藻席钙华的基本理化特征和微观形貌观察与分析,明确藻席钙华的沉积特性。结果表明：藻席钙华含水率为5.70 %,密度为1.56 g.cm-3,具有较强吸水能力;通过XRD确定其主要矿物相为方解石;利用元素分析仪确定总碳含量为12.06 %,在生物作用下,受次生有机碳影响较大;藻席钙华的微观形貌显示,硅藻与钙华颗粒是构成藻席钙华的基本单元,是一个复合型生物集合体。     

黄龙争艳彩池边石坝藻席钙华特性研究及意义

藻席钙华对彩池边坝的颜色及钙华的沉积具有调控作用,会影响彩池边壁稳定性,导致独特景观破坏。文章选取黄龙争艳彩池作为研究对象,通过对藻席钙华的基本理化特征和微观形貌观察与分析,明确藻席钙华的沉积特性。结果表明:藻席钙华含水率为5.70 %,密度为1.56 g.cm-3,具有较强吸水能力;通过XRD确定其主要矿物相为方解石;利用元素分析仪确定总碳含量为12.06 %,在生物作用下,受次生有机碳影响较大;藻席钙华的微观形貌显示,硅藻与钙华颗粒是构成藻席钙华的基本单元,是一个复合型生物集合体。      

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...     

国内外钙华岩溶景观的研究进展与展望

利用计量学软件Citespace处理分析2008-2020年间国内外文献,揭示钙华研究在基于同位素技术的钙华成因、钙华景观特点及地貌演化、钙华生物成因和钙华景观退化等方面取得的重要研究进展,阐明了全球钙华景观的分布、特点、物质组成、成因类型及典型钙华景观退化的现状和原因,推动了钙华自然遗产景观的保护及钙华研究的国际合作。目前,急需加强钙华内生动力与外生动力的复合作用、微生物对钙华沉积的耦合作用、钙华景观退化的微观结构表现等方面的基础研究及钙华景观生态修复保育关键技术的研发。      

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。      

钙华的形成环境与特征及在油气储集方向的探讨

钙华是一种特殊的化学或生物化学沉积,它们在大陆内部广泛地分布且含有重要的地质信息,是一种特殊的油气储集体。影响钙华沉积的因素复杂多样,在调研钙华的形成过程及分类的基础上,从气候环境、水文地质条件、水体物理化学条件、生物活动及构造活动五个方面讨论钙华形成的控制因素;并从沉积环境与模式、沉积速率等方面将新疆塔北地区的钙华与国外钙华沉积体进行类比,发现塔北钙华沉积体在温暖湿润的环境下表现出良好的季节性分层,五道班地区钙华在沉积时汇入了大量的陆源碎屑,受生物活动影响较大;硫磺沟地区的钙华沉积则是伴随断裂活动所形成热液上涌的产物。通过对比发现,塔北露头缝洞内充填的钙华内部孔隙发达、连通性较好,并有良好的含油显示,故钙华具备一定的储集能力。     

Sedimentology of coexisting travertine and tufa deposits in a mounded geothermal spring carbonate system,Obruktepe, Turkey

The recent discoveries of deeply buried Cretaceous reservoir bodies in the Atlantic Ocean revealed that relationships between the distribution of spring carbonate deposits and faults are poorly understood. The well‐exposed Quaternary deposits at Obruktepe (Denizli Basin, Turkey) provide an opportunity to reconstruct the three‐dimensional sedimentary architecture of such a system. Integration of sedimentological, lithofacies and geochemical analyses reveals complexity in the lateral relationships between sedimentary environments, faults and geothermal spring carbonates. Five environmental systems are distinguished based on the lithofacies analysis: (i) vent; (ii) smooth slope; (iii) travertine‐terrace; (iv) tufa‐barrage; and (v) flood systems. Encrusting, baffling and settling sedimentary processes are reflected in data acquired at several scales, from lithofacies observations to the morphology and arrangement of geobodies, together with microfabrics and stable carbon and oxygen isotope data. Mean values of +4·9‰ δ¹³C and −8·74‰ δ¹⁸O Vienna PeeDee Belemnite reflect geothermal circulation of springwaters. The environmental distribution and lithofacies indicate a lateral continuum between travertine and tufa deposits within this hot spring system. This finding supports two depositional models in which water flow variation is the main control on both CaCO₃ precipitation and the resulting formation of travertine and tufa. The proposed models address the factors responsible for the development of these complex mound‐shaped carbonate spring deposits, and how they are related to fluid circulation at depth and in association with faults.     

钙华沉积机制的研究现状及展望

通过分析大量相关文献并结合作者近年来的工作成果,总结了四种钙华沉积模式: 泉水、河流障、湖泊以及沼泽钙华沉积;综合讨论了气候环境、水文地质条件、水体的物理化学性质、生物作用等因素对钙华沉积的影响。针对目前研究中存在的问题,作者认为今后的工作要从碳酸钙沉积反应的热力学、动力学和晶体生长等微观过程进行研究,从而更加全面地认识钙华沉积的机制,以便为钙华景观的科学保护提供理论基础。      

Assessment of the collapse mechanisms of tufa deposits

This research assesses the collapse mechanisms of tufa deposits. The city of Antalya, located on the Mediterranean coast of Turkey, has been settled on tufa deposits. By the end of 1980s, the area behind the tufa cliffs became the site of high-rise residential buildings. Some of these buildings have suffered from foundation instabilities, which have given rise to cracking and fissuring of the walls, and overall tilting. The collapsible behaviour upon loading and/or wetting of some tufa deposits has caused foundation settlement.

Voids, bonding of grains and grain properties of the collapsible tufa were investigated using optical and scanning electron microscopes. Our studies indicate that the collapse behaviour of tufa is affected mainly by depositional environment and microfabric. Laboratory tests have been performed in order to determine the index properties and the collapse potential of tufa samples. Young tufa deposits near the surface are weakly bonded with thin films of carbonate cement, giving rise to high void ratios. Analysis of geotechnical parameters has shown that the collapse potential of tufa is closely related to the natural void ratio and the amount of cement binding the grains.     

基于SWOT分析的甘肃平凉崆峒山国家地质公园开发、保护研究

甘肃平凉崆峒山国家地质公园具有典型的丹霞地貌特征,不仅具有重要的地学研究价值,而且是重要地貌景观、地质科普、历史文化等旅游观光资源。文章利用SWOT分析方法对崆峒山国家地质公园的优劣势、面临的机会和威胁四个方面进行了态势分析,从而为旅游地质资源的开发与保护提供参考依据,并结合崆峒山旅游资源开发利用现状及存在的问题,提出了对崆峒山国家地质公园开发保护的建议。崆峒山国家地质公园具有地质资源特征明显、地理位置优越、旅游资源丰富的先天优势,也具有地质公园品牌认知度高、人文历史悠久等后天优势。对比其资源利用率低、地质科普与基础科普设施建设薄弱等劣势,结合时代发展的重要机遇,建议在做好地质公园建设的同时,把握全域旅游的时代命题,接轨5G先进技术与大数据应用平台,将崆峒山国家地质公园打造成既有自然景观旅游,又有科考、生态、文化的高层次旅游与科普教育基地。     

钙华洞穴的形成与保护

钙华洞穴是由钙华或钙华与碳酸盐岩共同形成的封闭或半封闭的空间。按成因,钙华洞穴可分为沉淀型(建造型)和岩溶型(改造型)两种类型。沉淀型钙华洞穴是钙化瀑布发育过程中的产物,是由于水量的分异和流态的变化造成不同位置上CaCO3 沉积量的差异而出现洞穴空间雏型并经进一步发展形成;岩溶型钙华洞穴则是钙华体在溶蚀过程中伴有不同程度的塌陷和再造所致。钙华洞穴小巧玲珑,景观精美奇特,具有较高的观赏性,但由于钙华洞穴的顶板较薄,使其具有较多的不稳定性。另外,洞内的次生碳酸钙形态极易被污染破坏。因此在开发利用时,应对钙华洞穴的稳定性进行科学评价,并加强洞穴生态环境的保护和监测工作。