碳酸钙溶解的界面因素及水运动条件

本文从碳酸钙的溶解实验着手，讨论了不同的水—气界面面积及水—固界面面积对ＣａＣＯ３溶解速率的影响，以及水的运动条件对ＣａＣＯ３溶解速度的影响。作者利用单位增长率的概念，对比了不同界面对ＣａＣＯ３溶解的影响程度，得出了水—气界面的反应在整个体系中是最慢的。根据水运动条件对碳酸钙沉积过程及溶解过程的影响，本文还讨论了水运动条件在ＣａＣＯ３溶解及沉积矛盾运动中的意义．     

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。      

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。     

我国灰岩洞穴次生化学沉积物的沉积类型和形态系统

在系统对比分析目前各种“灰岩洞穴沉积分类”方案的基础上,本文以洞穴次生化学沉积作用及其生成形态的系统观思想为基本原则,初步提出一个包气带洞穴水运动、沉积模式及形态系统表,将洞穴次生化学沉积分为非重力水沉积、重力水沉积及其复合水运动形成的沉积三种类型。并对其中的石盾与穴帐、月奶石、石花、莲花盆、晶锥、棕榈石笋及乳房状钟乳等的形态特征及形成过程作了描述和说明。     

新生碳酸钙沉积矿物形态的影响因素分析

石笋是古气候重建的重要地质载体,文石与方解石是石笋碳酸钙晶体的常见矿物形态。根据现代洞穴监测数据分析洞穴新生碳酸钙沉积物 (Active Speleothem: AS)的矿物形态的研究较少。本文在重庆武隆芙蓉洞三个滴水点 (MP2、MP5、MP9)下放置玻璃片,收集新生碳酸钙沉积物和滴水样品,监测新生碳酸钙沉积物矿物形态、滴水的Mg/Ca比值、pH、滴率和洞穴环境等指标,分析玻璃片正面和反面新生碳酸钙沉积物的δ18O、δ13C和Mg/Ca比值。研究发现:(1) MP2滴水点下的玻璃片正反面新生碳酸钙沉积物的矿物形态均为方解石;MP5和MP9滴水点的正面沉积方解石和文石-方解石混合两种情况,反面沉积文石-方解石,且反面文石多于正面。 (2) MP2滴水Mg/Ca比值小于MP5和MP9,说明滴水Mg/Ca比值是影响新生碳酸钙沉积物矿物形态的重要因素;而滴水pH值对AS矿物形态的影响在不同滴水点有差异。(3) 不论是玻璃片正面还是反面,文石-方解石混合的新生碳酸钙沉积物δ18O和δ13C比以方解石为主的沉积物偏正,说明AS矿物形态的变化会导致δ18O和δ13C发生变化。通过在芙蓉洞的系统监测和分析,发现新生碳酸钙沉积物的矿物形态与地表环境、洞穴上部岩溶水文地质条件密切相关,并验证了洞穴新生碳酸钙沉积物的矿物形态对石笋δ18O和δ13C具有重要影响。      

织金洞地区的喀斯特地貌与洞穴成因

织金洞由于洞穴内碳酸钙沉积形态多样,洞外喀斯特景观组合完好,成为我国著名的旅游洞。本文通过分析该地区新构造抬升及河流下切引起的水动力效应,探讨喀斯待发育与洞穴形成演化的成生联系。由于新构造运动强烈的间歇性抬升,区域侵蚀基面下降,喀斯特回春峰,丛洼地、峡谷向深发育,谷坡洞穴层层分布。在岩层平缓、节理发育的条件下,地下河下切与崩塌作用相结合是地下喀斯特向地表喀斯特转化的重要方式,即对洞穴通道的扩大和峡谷的形成起着决定性的控制作用。第四纪以来的水系变迁与河流袭夺是该区洞穴形成发育的根本动力。结合织金洞大形态的地质构造控制特点和碳氧同位素年代测定与古环境分析,发现:在早更新世中晚期,随干流六冲河的下切,以结河下游潜伏地下形成夹岩洞和龙吸洞,新寨河下游相应形成黄家岩洞;中更新世早期,该河流继续下切、变迁、袭夺并伴有崩塌作用,形成了横跨在峡谷上的双层天生桥,织金洞主洞和黑洞也属这一期的产物;中更新世中期,新寨河逐渐被以结河袭夺,织金洞由于较大的枯洪水位变幅引起频繁的崩塌,形成大厅;中更新世晚期,洞穴脱水,碳酸钙沉积形态广泛发育,直至全新世。      

洞穴钟乳石类的分类方案

为填补我国洞穴钟乳石类尚无一较系统的分类方案的空白,根据我国洞穴调查与探测的现有研究程度与发现,和我国主要属“雨水型喀斯特”的基本特点,提出了一个以钟乳石类形成的水动力机制为基础,以形态特征为主导,较适宜于中国洞穴应用的分类方案,共有重力水沉积、非重力水沉积、协同沉积、叠置沉积和异因同形沉积五大类,列出和讨论了在国内洞穴中已被发现分属于各类的60多种个体形态名称及其部分特征。      

洞穴碳酸盐微层研究及其发展方向

近几年,在分辨率气候－环境变化研究中,洞穴碳酸盐微层逐渐受到人们重视。洞穴碳酸盐微层的类型较多,主要为年层。微层是在沉积条件发生高频率的周期性改变时形成的,要受到供水条件和碳酸钙浓度等多因素的控制。洞穴碳酸盐微层的稳定同位素组成,生长速率,微层结构与物质组分,微层厚度与灰度和光学特征等可以反映降水,温度,土壤成分及植被变化等信息。     

不同水动力下陆相碳酸钙沉积的蓝藻钙化试验的初步研究

 地表钙华,是喀斯特地区普遍存在的一种沉积体,是陆相碳酸钙沉积的重要类型。长期以来陆相碳酸钙沉积的水动力成因观点为大多数人所熟悉(1)（2）,生物成因观点则研究较少,在实际中生物作用过程也是不可忽略的,特别是藻类的沉积作用。论文以几种典型的蓝藻为例,通过对自然界水动力条件的模拟,对蓝藻藻类进行了几种水动力条件下的碳酸钙生物沉积试验研究,对比研究了在不同水动力条件下,蓝藻钙化沉积过程。试验得出了钙藻生长与钙化沉积的最适宜水动力为0~60 rpm,在过强的水动力条件下,蓝藻的生长将受到抑制,从而降低蓝藻的钙化沉积速率。文章讨论了在瀑布条件下的陆相碳酸钙沉积是以水动力成因为主导,而在水动力条件较弱的河流中以生物成因为主导,从而提出了,陆相碳酸钙沉积的水动力-生物双成因观点。文章还探讨了在静止状态下,藻类沉积对碳酸钙沉积的贡献大小,叠层石所指示的安静的沉积环境。      

鲁中南地区喀斯特洞穴旅游资源的初步评价

本文首先简要概括了鲁中南地区喀斯特洞穴的分布及发育状况,指出较大的洞穴多发育在中奥陶统地层中;泰山——鲁山的可溶岩地区洞穴最为集中,洞穴发育的规模也较大;在山区,洞穴出露的部位一般较高,多接近于山顶或处于山体中上部。根据洞穴与古喀斯特剥蚀面的关系,笔者认为山东地表出露的喀斯特洞穴主要是新第三纪以来发育的。 随后,本文从洞穴的形态特征、碳酸钙化学沉积特点、与其他景观的组合、洞穴的地理位置及交通条件诸方面对本区洞穴的旅游开发意义作了初步评价。文中指出,在接近于济南、淄博的泰山——鲁山地区,洞穴旅游开发的条件最好。