碳酸盐岩中喀斯特水的“多元”空隙研究

喀斯特水的特征与其他岩石中的裂隙水、孔隙水具实质性区别,主要原因是碳酸盐岩发育有多元空隙,导致喀斯特化岩体中的水介质复杂多样性。为便於深入研究,本文把喀斯特水运动归纳为两个类型:(1)不纯碳酸盐岩、结晶白云岩、中国北方的灰岩中的溶隙水,流态为层流运动;(2)中国南方的灰岩中的溶洞水(指Ⅲ水动力带),流态为紊流运动。     

中国北方岩溶水系统划分与系统特征

中国北方岩溶水以相对独立单元进行循环, 构成一系列规模不等的岩溶水系统。本文重点阐述两方面的内容: 第一从基本概念出发, 划分出119个岩溶水系统, 这些系统以高度开放, 环境质量脆弱, 发育规模大, 资源要素构成多、各要素间转化关系复杂, “水煤共存”为特点; 第二从岩溶水系统地质结构与岩溶水流场的叠置关系出发, 将119个系统归结为5种系统模式, 各种模式在分布与发育规模, 岩溶地下水循环、富集, 岩溶地下水流场形态和主要岩溶水文地质环境问题等方面具有鲜明的特征。     

中国北方气候变化特征及其对岩溶水的影响

在气候变化的大背景下,近数十年来随着北方岩溶区降水量的趋势性下降和气温的不断升高,岩溶水补给资源量大幅度衰减,气候变化成为引发一系列岩溶水文地质环境问题的原因之一。针对这一问题,以岩溶水系统为单元,采用大量气象系列资料研究北方岩溶区降水变化与分布特征,分析了气候变化发展趋势及成因,从区域角度出发,估算了气候变化对岩溶水资源的影响。     

中国北方岩溶水变化特征及其环境问题

随着自然条件改变和人类活动强度的加大,我国北方岩溶水系统从输入、输出到结构、水资源要素转换关系均发生了巨大变化,在短短几十年内有近30%岩溶大泉断流,80%泉水流量大幅度衰减,区域岩溶地下水位每年以1~2m速度持续下降,同时,有20%以上的岩溶水系统主排泄带的水质在Ⅲ类以下且总体趋向恶化,此外,还存在着矿坑突水,岩溶塌陷、地裂,海水入侵,旅游功能降低,生态功能丧失等诸多的岩溶水环境问题,极大地加剧了水资源的紧张状况。本文根据前人成果和实地调查资料并采用一些典型事例归纳总结了岩溶水环境问题及其发展演化趋势,展示北方岩溶水面临的严峻形势,以引起社会各界对此问题的关注,加大岩溶水资源调查研究与保护力度,同时,也为广大学者开展相关立项与研究提供参考。      

深水异地鲕粒灰岩的特征及成因探讨——以宁夏中宁地区香山群徐家圈组为例

深水异地鲕粒灰岩可从宏观特征、微观特征、粒度特征及沉积构造等方面进行识别。通过宁夏中宁县狼嘴子地区香山群徐家圈组中部发育的鲕粒灰岩的野外露头剖面和室内薄片观察,对鲕粒灰岩的宏观及微观特征进行了研究。对颗粒粒径的统计和对比分析表明,鲕粒与假鲕、正常鲕与表皮鲕分别来自不同环境,粒度分析结果显示其具有重力流搬运的特征。结合沉积背景认为,此种鲕粒灰岩应为深水异地沉积成因,鲕粒可能来自同时期的鄂尔多斯地块西缘碳酸盐台地,由重力流搬运至深水。     

新疆柯坪中奥陶统结核状灰岩的沉积环境及成因

对新疆柯坪地区中奥陶统灰岩和泥岩交互沉积地层中的结核状灰岩的沉积环境和形成机制进行了研究。根据野外观察并结合室内偏光显微镜下阴极发光和染色等方法分析其结构和构造特征，发现有团块状、网纹状、透镜状3种结核状灰岩。运用X光衍射仪和质谱仪等化学分析手段对其常量元素、微量元素、碳氧同位素、酸不溶物等进行了测定。综合分析矿物、岩石、生物和地球化学特征，认为它们形成于陆棚中水体较深的沉积环境，灰岩和泥岩交互韵律层是在表层洋流、大洋底流和物源供给的周期变化作用下形成的。结核状灰岩形成于沉积-成岩早期阶段，它们的形成机制分别是：团块状灰岩是在洋流活动后的平静期因水体中碳酸钙沿凝结核凝结、增大、胶结而形成；网纹状灰岩是在盐度不饱和的深海底流的周期作用下冲刷同生期沉积的碳酸盐灰泥而形成；透镜状灰岩是通过上覆水体与沉积物的差异压实作用而形成的。     

桌子山中奥陶统克里摩里组下段稀土元素特征与沉积介质分析

鄂尔多斯盆地西缘北部的内蒙古桌子山地区奥陶纪地层出露完整,沉积类型丰富,是研究鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪沉积的关键地区。该区在中奥陶世时位于从浅海向深海的转换部位,达瑞威尔期沉积的克里摩里组由深灰色薄层状石灰岩和灰黑色泥岩组成,是研究鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪深水氧化-还原条件的一个较为理想的层位。本文在详细的野外观察基础上,测试克里摩里组薄层细粉晶-泥晶石灰岩和灰黑色泥岩的稀土元素（REY）和其他与氧化-还原条件相关的微量元素,主要包括V、Cr、Ni、Co等,着重分析探讨其形成时的氧化-还原条件。结果表明：1）石灰岩和泥岩稀土总量（REE）分别为28.18×10^-6和100.37×10^-6,轻、重稀土比值分别为9.60和9.69;2）石灰岩和泥岩稀土元素Y/Ho、（La/Yb）_N、（La/Sm）_N、（La/Nd）_N值分别为29.01、1.35、0.92、0.95和25.72、1.21、0.96、1.02;3）石灰岩无Ce负异常或具有微弱的正异常,同时具有明显的Eu正异常,泥岩具有明显的Ce负异常和较弱的Eu正异常;4）石灰岩和泥岩的其他微量元素比值V/Cr、V/（V+Ni）、Ni/Co分别为1.10、0.62、7.75和3.54、0.89、5.15。依据本文研究结果,结合沉积特征和前人研究成果可以推测,克里摩里组沉积于风暴浪基面之下,远离海岸,但同时又受淡水影响,其中石灰岩形成于氧化环境,泥岩形成于还原环境,同一沉积背景下这种氧化与还原环境的交替是由等深暖流造成的,可称为水动力氧化环境。     

中国北方主要天然气盆地构造热演化特征

中国北方主要天然气盆地包括地洼型华北盆地、柴达木盆地、塔里木盆地和残留地台型鄂尔多斯盆地。华北盆地构造热演化史可以划分为四个阶段，鄂尔多斯盆地构造热演化史包括两个阶段四个发展期，柴达木盆地构造热演化过程分五个阶段，塔里木盆地则经历了四个阶段的构造热演化历程。中国北方主要天然气盆地的构造热演化具有如下共同特点：多阶段性，多旋回性，地热场结构多层性和地热场展布与构造分区一致性。自太古代至今，中国北方主要天然气盆地构造热演化的总体规律是：高（温）热（场）前地槽穹隆阶段→高热地槽阶段→低热地台阶段→高热地洼阶段。地幔热场、地幔蠕动流和地壳厚度是决定大陆地壳构造热演比性质的三大主体因素。     

中国北方风沙活动的驱动力分析

本文综合分析中国北方风沙活动发展的趋势,从气候变化、地表植被覆盖变化和土地利用变化等方面阐述了中国北方风沙灾害加剧的原因,指出气候变化和土地利用-覆盖变化是中国北方风沙活动的主要驱动力因素.     

中国北方磷矿成矿特征及找矿潜力

中国北方磷矿在华北、东北以岩浆岩型磷矿和海相沉积型磷矿为主 ,在西北则以海相沉积型磷矿为主。海相沉积型磷块岩矿床主要形成于早寒武世 ,受南面和西面海水侵入影响最大、侵入距离最近的已知含磷地区可作为磷块岩矿床重点研究靶区 ;岩浆岩型磷灰石矿床所赋存的岩体类型比较多 ,但矿床规模较大 ,品位较高 ,具有较大的找矿潜力的磷灰石矿床产于超基性碱性碳酸岩杂岩体中 ,这类杂岩体在我国北方有一定的分布 ,对其做详细工作 ,可望找到规模大、品位高的磷灰石矿床     

论北方岩溶水资源的开发与管理问题

<正>一、北方岩溶水资源开发利用的前景 北方岩溶区,系指我国秦岭、淮河以北的碳酸盐岩分布区。裸露面积近12万平方公里,岩溶水资源极其丰富,据不完全的统计,在晋、冀、鲁,豫、辽、陕六省内,仅流量大于1米3/秒的岩溶大泉就有40余处,总流量达到150米3/秒（47.3亿米3/年）。     

渭北岩溶水的化学特征及其地质背景

渭北东、西部岩溶水的化学特征各不相同。这种不同,是由于含水介质的差异而造成的。东部岩溶水的含水介质为中奥陶统的滨海相、潮间泻湖相与广海陆棚相的灰岩夹膏盐地层,水化学类型为HCO3·SO4、SO4·HCO3或SO·4HCO3·Cl型,矿化度一般为1g／L左右;西部岩溶水的含水介质以中、上奥陶统浅海相或浅海深海相的灰岩、白云质灰岩、粒状灰岩为主,水化学类型为单一的HCO3型,矿化度一般为0．5g／L左右。     

中国西南部的岩溶及其与华北岩溶的对比

由于特殊的岩性、地质构造、气候、水文和新构造运动等条件,中国西南部发育了以峰林地形、封闭洼地、深尖溶痕、红土、地表钙华、巨大的洞穴系统、地下河系以及较多的洞内次生碳酸盐沉积为特征的岩溶形态组合,而华北半干旱区的岩溶则以常态山、霜冻作用残余灰岩尖峰、石灰岩角砾、浅细溶痕、干谷、大泉、小型洞穴以及少量洞内次生碳酸盐沉积为基本岩溶形态特征。两类岩溶在东面以山东的泰山—鲁山为界,西面以秦岭为界。     

桂林地区岩溶水中Ba元素的水文地球化学特征

钡是岩石圈上部最丰富的微量元素之一,与镁、钙、锶同属碱土金属族元素,它们的化学性质比较接近,但在不同的岩石中它们的含量却有显著区别,所以不同类型岩溶水Ba2+含量有较大差别.对桂林地区不同类型岩溶水Ba2+含量分析,可以发现如下一些特点:桂林地区各种岩溶水中的Ba2+浓度普遍不高,其浓度介于4.08×10-6~28.12×10-6g/l之间.Ba2+浓度随着Sr2+和Ca2+浓度增大而减小,随着Mg2+浓度增大而增大.不同岩层地下水的Ba2+浓度有明显差别,灰岩表层岩溶带水中Ba2+浓度明显低于白云岩表层岩溶带水中的Ba2+浓度;三条地下河中,毛村地下河的Ba2+浓度最高,其次为浪石地下河,最后是丫吉地下河.可见,钡在河水中的含量与其补给径流区的岩石组分有关,是较好的天然示踪剂.     

我国岩溶充水矿床的基本水文地质特征及岩溶水的防治与利用

我国岩溶充水矿床分为三种类型:(1)溶隙充水矿床;(2)溶洞充水矿床;(3)暗河管道充水矿床。第一种类型主要分布于我国北方,矿床常赋存于巨大的岩溶水系统中,矿井突水淹井经常发生。但岩溶水又是发展工农业生产的重要水源。第二种类型主要分布在我国南方,岩溶塌陷是矿床开采中普遍存在的严重问题。第三种主要分布在我国西南,主要问题是雨季暗河突水。 本文总结了各类岩溶充水矿床的水文地质特征,并对岩溶水的防治与利用进行了详细讨论。     

岩溶水锶元素水文地球化学特征

通过对桂林地区地下河系统不同类型岩溶水水样Sr2+含量和87Sr/86Sr值分析,得到如下结论:(1)桂林地区岩溶水中Sr2+含量普遍较低,流经不同岩层的地下水Sr2+含量不同,岩溶水中Sr2+含量随着Ca2+含量的增大而增大,随着Mg2+含量的增大而减小;地下河水中的Sr2+含量始终介于表层岩溶带水、饱水带裂隙水、地表坡面流和外源水(如果存在外源水补给)的最大、最小值之间.(2)流经不同岩层地下水的87Sr/86Sr值不同,流经砂岩层地下水87Sr/86Sr值较高,其次为流经白云岩层和灰岩层的地下水;地下河水87Sr/86Sr值也是介于表层岩溶带水、饱水带裂隙水、地表坡面流和外源水(如果有外源水补给)的最大、最小值之间.因此Sr2+和87Sr/86Sr能反映岩溶水形成的信息,是较理想的天然示踪剂,在岩溶水研究中具有很广阔的应用前景.     

华北花岗岩类的大地构造岩石化学特征

华北花岗岩类为酸性深成岩.以正长花岗岩和二长花岗岩为主,按照地洼学说的大地构造分类,它们分属于地槽、地台和地洼三个演化阶段,其岩石化学各具特征. 从地槽、地台至地洼阶段,华北花岗岩类具有明显的化学演化规律.例如,在化学成分方面表现为K_2O含量递增,而MgO和CaO含量递减;在岩石化学指数方面.表现为里特曼碱性指数、长英指数、钾质指数和碱度递增.而铝质指数,镁质指数和钠质指数则递减等等.     

黔北高原喀斯特水的硬度特征

<正>碳酸盐岩地区喀斯特水的硬度与其所接触的岩石化学性质,水贮存和运动的方式、水交替速度等因素有关。碳酸盐岩体中的排水方式主要是扩散流和管道流。裂隙中呈扩散流的喀斯特水具有较高的硬度,而管道流的硬度则比较低,这是由裂隙和管道中Pco2差所引起。对于喀斯特水硬度的季节性变化,有的认为明显,但在不列颠索黔塞特几乎所有泉水硬度的变化只有几ppm。阿特金森（1977）指出这种无季节性的变化主要受到不饱和带大气中CO2的影响,即这里大多数石灰岩的溶解作用似乎在开放系统条件下发生。这些研究的结论,对于我们认识黔北高原喀斯特水硬度的特征有所帮助。     

中国岩溶水资源评价及开发管理模式

本文在总结岩溶水资源评价、岩溶充水矿床水量评价及水资源综合研究的基础上,着重对中国岩溶水资源分布和形成特点、岩溶水定量评价方法及典型地区岩溶水开发管理模式进行了初步探讨。