桂林甑皮岩洞穴遗址钙华板14C年代学研究

甑皮岩遗址是新石器时代保存较完整的一个人类洞穴遗址，距今有8．0～12．0ka的历史。本文通过对洞穴遗址钙华板^14C年代的测定，并对比了遗址内贝壳和木炭的^14C年代。初步论证了钙华板^14C年代的可靠性，并探讨甑皮岩古人类活动及穴居的最后年代为6．6ka BP。通过对钙华板^14C年代研究为遗址洞穴地层的划分提供了新的年代依据。     

洞穴研究与洞穴开发保护

本文认为洞穴是一种不可再生的自然资源,属于自然遗产。洞穴化过程持续愈长,形态结构愈复杂,相应的资源结构和洞穴环境就愈多样化和分异。洞穴“形态— 过程”是洞穴系统内物流、能流运动的轨迹,也是一种“化石”信息流。研究和查明各洞段的形成演变,实为洞穴开发与保护的基础      

四川黄龙钙华的形成

作者通过现场测试、实验及室内分析,从薄膜(扩散边界层)效应及水化学的变化对黄龙钙华进行了研究,得出黄龙钙华的沉积速率为0.43～4.7mm/a,其中速率较大者出现在流速较快(边界层较薄)的部位,如边石坝上;而速率较小者则出现在流速较慢(边界层较厚)的部位,如钙华池内。      

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。      

四川黄龙钙华的形成

作者通过现场测试、实验及室内分析,从薄膜(扩散边界层)效应及水化学的变化对黄龙钙华进行了研究,得出黄龙钙华的沉积速率为0.43～4.7mm/a,其中速率较大者出现在流速较快(边界层较薄)的部位,如边石坝上;而速率较小者则出现在流速较慢(边界层较厚)的部位,如钙华池内。     

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。     

基于钙均衡估算黄龙钙华沉积速率的探讨

从黄龙钙华的成因研究出发,结合地质历史分析及长观资料对核心景区景观水系统的相对稳定性作出了评价。通过对景观水中钙离子及其它组分含量在时间及空间上变化特征的分析研究,揭示了钙离子含量在时间上的相对稳定以及在空间上自上游而下逐渐降低的规律,这为采用钙均衡模式来研究钙华堆积区内的年沉积量提供了重要保证。在此基础上,进一步通过同位素测年、物探、测绘等综合手段对钙华堆积区内的历史与现代的平均沉积速率进行系统研究,并与前人的研究成果对比,验证了钙均衡模型的可行性和可靠性。计算结果表明,黄龙核心景区钙华的平均沉积速率为1～ 4. 86mm /a。      

四川九寨沟、黄龙钙华景观保护研究

九寨沟、黄龙钙华景观保护建设，迫在眉睫。本文在评述九寨沟、黄龙钙华景观特征的基础上，通过对其变化的制约因素的研究，表明两者均存在两个动态平衡体系，即与生态地质作用之间的动态平衡和与人类活动间的动态平衡体系；并从两个动态平衡体系来探讨保护对策。     

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。     

褒禅山华阳洞的形成机理及保护意义

褒禅山华阳洞主体发育于二叠系栖霞组灰岩中,是含山地区重要的地质遗迹之一。笔者从区域地质演化过程入手,针对岩溶洞穴发育的物质基础、局部构造条件、水流的定向溶蚀及新构造运动等方面进行综合研究,简要分析了华阳洞的形成机理,并从地学研究、旅游价值等方面阐述了对其保护的重要意义。     

本溪水洞的成因及形成时代的讨论

本溪水洞位于上马家沟组砾屑灰岩中。洞穴的形成主要受北西向断裂构造控制,当时的古气候、古地貌以及水文地质条件是其形成的重要因素。水洞形成于中－晚更新世。     

贵州平寨水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞及其形成机制

平寨水库坝址区以碳酸盐岩为主,岩溶较发育,水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞,是水库地下工程施工开挖中揭露的规模最大、对水库渗漏影响最大、设计及施工处理难度最大的溶洞。本文以工程前期地质勘察工作为基础,在区域地貌、地质构造格局、地层岩性、地表及地下水系发育特征研究的基础上,结合工程防渗施工揭露的岩溶水文地质现象、洞穴充填物研究等,从可溶性岩层、地下水来源及运移途径、暗河冲刷与洞顶坍塌作用4个方面,对溶洞发育形成机制进行了研究。分析认为,鸡场背斜北西翼纵向张裂隙和横张裂隙及层间滑脱、断裂破碎带,为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下水向三岔河的径流提供了运移的原始空间与通道,形成溶洞的地下水为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下暗河,长期溶蚀作用使裂隙通道变为溶蚀宽缝并最终转化为岩溶管道,岩溶水沿此通道在左岸底层灌浆廊道桩号0+238～0+296m附近下中部岩体呈虹吸状循环,地下水的强烈冲刷与洞顶坍塌在溶洞形成过程中的作用巨大,后因深部径流条件改变,岩溶管道被逐渐堵塞,形成如今的大型充填溶洞。     

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。      

周口店田园洞洞穴发育与充填序列探讨

周口店田园洞遗址是2001年新发现的一处重要的更新世晚期古人类遗址。该遗址经过两次发掘,出土了34件古人类化石和大量哺乳动物化石,是中国目前从人类化石本身所测得的最早现代人遗址。田园洞地处华北地台北部的燕山板内(陆内)构造带西南缘,发育于中元古界蓟县系薄层碳酸盐岩地层内。周围褶皱和次级断裂发育,岩脉侵入和片理化作用明显,为地下水的水平和垂直运动提供了大量不同级序和不同形式的通道,提高了岩石的透水性,有利于岩溶的发育。田园洞的形成以岩溶裂隙水垂直渗流方式沿岩脉和节理裂隙溶蚀而成。洞内地层对比和岩石矿物分析显示洞穴经历了洞穴发育期-快速堆积期-稳定沉积期-充填完成期的充填过程。动物化石和古人类化石属原地埋藏,古人类活动于角砾层快速堆积期。田园洞古人类活动的时间处于距今4万年前的晚更新世M IS 3阶段,对探讨中国现代人起源具有重要意义。     

中国的洞穴与裂隙堆积

洞穴和裂隙堆积是陆相地层中一个重要的组成部分,经过一百多年的研究,它已成了我国地层表中的一个明确的时空单位,就目前信息,其地质时代从第三纪早期一直延续到第四纪晚期。本世纪发现的洞穴堆积地点上千处,其中含古人类和古猿类化石的地点已达40多个,与其伴生的哺乳动物化石400余种。这些珍贵的史料,对研究第三纪以来洞穴堆积地层的时序具有十分重要的意义。     

岩溶洞穴旅游资源特性与开发保护

溶洞旅游资源是一类位于地下的特殊景观资源,具有五大特征: ( 1)不可再生性但可永续利用; ( 2)资源旅游功能上的不可替代性;( 3)在岩溶分布区具遍在性和景观自身的雷同性; ( 4)因属环境脆弱性资源,故旅游开放后表现出高度变异性; ( 5)存在旅游生命周期律。在溶洞资源开发中,必须做好四个环节方面的工作,即: ( 1)调查、研究、评价; ( 2)科学规划; ( 3)合理开发利用; ( 4)有效保护和管理。此外,对在溶洞资源开发中的近邻互斥效应和立法保护问题,文中也进行了讨论。     

湖北郧西白龙洞洞穴发育与古人类生存环境探讨

湖北省郧西县白龙洞是20世纪70年代发现的一处重要的中更新世古人类遗址,先后经过4次正式发掘,除出土7枚直立人牙齿化石和60余件石制品外,还有2件骨制品和29种伴生哺乳动物化石。本文对白龙洞洞穴发育进行分析,对堆积物的粒度、磁化率、粘土矿物、氧化物和哺乳动物群等进行分析和测试。结果表明,白龙洞发育起始于上新统沙坪组碳酸盐岩和下伏中元古界武当山群变质岩系不整合接触面,洞穴围岩为沙坪组砾岩、藻灰岩和生物格架灰岩; 洞穴发育初期由沿不整合面渗流的裂隙水引起,之后垂直渗流为溶蚀的主要方式。洞穴堆积物主要为红色粘土,形成于北亚热带-暖温带温暖湿润环境,堆积物充填早期气候相对较为干凉,后期逐渐转为相对温暖湿润的森林草原环境,动植物资源繁盛,有利于古人类生存和活动。白龙洞古人类生存环境的研究对揭示鄂西-三峡地区中更新世古人类生存环境背景具有重要意义。     

地质资源的开发与保护问题

地质资源包招矿产资源、地质旅游资源、土地资源和地下水资源，是人类生产和生活资料的基本源泉，是国民经济和杜合发展的物质基础．地质资源是有限的，人类开发利用地质资源应遵循适宜、适度、综合性开发和保护性开发的原则，否则将合破坏地质环境，甚至形成地质灾害，直接影响经济和社会的可持续发展．因此，保护地质环境是关系到人类和社会发展的一项重要工作，它必须采用法律、行政、经济等手段予以保证。