碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

西南岩溶地区岩溶水系统分类、特征及勘查评价要点

根据岩溶区水文地质条件及特征的差异,应用系统分析方法,将岩溶水系统分为三级,对各级系统进行了分类。第一级为岩溶水系统, 第二级分为浅循环和深循环岩溶水系统,第三级分别进一步分为裸露型、裸露— 覆盖型、裸露— 埋藏型及层控型和断裂带型五类基本的岩溶水系统;论述了各类型的水文地质特征,提出了各类型的地下水勘查评价要点。      

云南省岩深水开发利用条件分析评价

在论述云南省岩溶水文地质特征的基础上,将岩深区归纳为山间盆地、峰洼（谷）地、山间河谷和深埋藏四类基本的水文地质单元,提出了各类型的岩溶水勘查工作要点和适宜的开发方式,根据岩深区地质环境和岩溶水开发条件的差异,将岩溶区划分为五个大区,分别对各区的岩溶水资源及开发环境和条件进行了分析评价,提出了岩溶水有效开发利用的建议。     

鲁西北地区理疗热矿水的形成条件及找矿靶区

鲁西北地区赋存发育碳酸盐岩类裂隙-岩溶型与砂岩类裂隙-孔隙型2种理疗热矿水,碳酸盐岩类裂隙-岩溶型理疗热矿水主要为氟·锶水;砂岩类裂隙-孔隙型理疗热矿水主要为锶水和溴·锶水。根据对理疗热矿水形成条件的分析,研究区内的鲁西地块阳谷-齐河凸起与坳(凹)陷区内的顶部风化壳岩溶发育的基底凸起(潜山)是碳酸盐岩类裂隙-岩溶型理疗热矿水的找矿靶区;华北坳陷区内深大断裂及坳(凹)陷边缘较大断裂附近的次级构造发育区是砂岩类裂隙-孔隙型理疗热矿水的找矿靶区。     

水位波动条件下覆盖型岩溶塌陷试验研究

本文以福建省龙岩市永定区樟坑村岩溶塌陷地质灾害点为研究对象,通过开展室内物理模型试验,研究了水位波动条件下岩溶覆盖层孔隙水压力和沉降的变化规律,结果表明:（1）孔隙水压力响应情况与水位波动呈现良好的一致性,根据孔隙水压力的变化可基本判断岩溶土洞内部土体的塌陷发展情况;（2）土洞内部塌陷同时向上部及水平方向扩展,但向上部扩展速度大于水平方向;（3）塌陷发展不规律,地表形成的近似圆形塌陷坑中心与原始空洞中心不在同一垂线上。同时,在分析覆盖型岩溶土洞发育特征的基础上,总结出覆盖型岩溶土洞在水位循环波动条件下的致塌模式,提出了岩溶土洞塌陷变形发展经历了土洞发育、土洞扩展和地表塌陷3个演化阶段。研究结果对岩溶土洞塌陷的监测预警具有理论及实际意义。     

贵广铁路甘棠江特大桥19、20号墩异常沉降原因分析及整治措施

2014年5月15日～9月1日期间,已建成的贵广铁路甘棠江特大桥19号墩基础产生了50.6~52.2 mm的异常下沉,20号墩基础产生了12.4~16.3 mm的异常下沉。现场补充完成了机动钻探、原位测试及室内试验工作。分析认为在多年强降雨条件下,深覆盖型岩溶强烈发育区的岩溶水水位波动产生潜蚀引起的岩溶塌陷,是导致该桥19、20号墩（采用摩擦桩基础,桩长约20 m）产生异常沉降的主要原因。对19、20号桥墩基底采取端承桩基础补强后,经过近2年的沉降观测,没有再发生异常沉降。文章认为在类似深覆盖型岩溶强烈发育区实施桥梁工程时,原则上应采用置于完整基岩内的端承桩基础。      

探地雷达技术对表层岩溶带典型剖面组构刻画与界面识别

表层岩溶带是岩溶研究的重要对象,以往研究以剖面调查半定量为主,文章利用探地雷达属性技术对其发育情况进行定量研究。选取3个表层岩溶带的典型剖面（浅裂隙土、深裂隙土、厚土层覆盖）,并采集探地雷达数据,通过提取相干体属性和均方根振幅属性来挖掘雷达数据中的潜在信息,用于区分介质组构和识别发育深度界面。结果表明,均方根振幅属性较好地区分出了浅裂隙土型和深裂隙土型的岩土介质,厚土层覆盖型的犁耕层与非犁耕层土壤介质;相干体属性能较好地识别出表层岩溶带和下部完整基岩,定量化其发育厚度。      

蜀南地区茅口组古岩溶缝洞系统与地层水化学性质的关系

在总结和分析451口井地层水测试资料的基础上,对蜀南地区茅口组地层水矿化度和水型特征进行研究,结合钻井、地震、测井等资料,系统总结了古岩溶的垂向分带模式,阐述了各岩溶带在剖面上的发育特征,并对不同化学性质的地层水的储存方式进行了分析。结果表明:该区地层水矿化度普遍较低,变化范围大,矿化度分布特征与地层水势能有关。CaCl2型地层水矿化度较高,具正向浓缩、深变质、渗流缓慢等特征,NaHCO3型、Na2SO4型、MgCl2型水矿化度较低,其出现与岩溶作用有关,所在地区的地层水性质不活跃。古岩溶带在垂向上可分为:表层岩溶带、垂直渗流岩溶带、水平径流岩溶带和深部潜流岩溶带,不同岩溶带特征各异。CaCl2型水的形成与大气淡水淋滤、地层压实释水和埋藏变质作用有关,以深层滞留水方式赋存于地层孔隙中,低矿化度水则以封存水方式储存于岩溶封闭体中。     

基于GIS的Logistic模型在深圳大运中心岩溶空间发育规律评价中的应用

采用Logistic回归模型进行岩溶空间发育规律评价,为深圳大运中心场地岩溶地面塌陷预测提供依据。结合岩溶发育影响因素和场地现有资料,选取地层岩性、地下水埋深、地质构造3个因素作为影响场地岩溶发育的地质因素。根据钻孔揭示的土溶洞埋藏深度频率层次聚类分析结果,将场地岩溶发育划分为<10、10～22、22～30、30～36、≥36 m共5个埋深组。将场地在平面上按10 m×10 m大小划分为6 843个评价单元。在GIS技术的支持下,以钻孔揭示的岩溶发育情况为样本空间,分别建立场地5个埋深组的3因素Logistic回归模型。通过5个埋深组的钻孔Logistic回归模型,分别计算各个埋深组情况下场地各评价单元的Logistic回归值PL。以不同埋深组土溶洞发生频率为权重,将同一位置、5个埋深组的单元PL值进行加权累加,得到场地各单元岩溶发育综合评价P值。将P值进行层次聚类分析,把场地划分为岩溶发育区、岩溶发育-不发育过渡区、岩溶不发育区。结果表明模型具有一定的可信度,可为岩溶地面塌陷评价提供依据。     

玉泉山泉九龙山-香峪向斜的水文地质意义

玉泉山岩溶水是北京市城市用水的主要水源。玉泉山泉水的补给,多数人认为来源于鲁家滩区、河北镇区以及军庄区岩溶水共同补给。岩溶水从军庄区（含永定河水的渗漏量）到达玉泉山要越过中间九龙山-香峪向斜。目前其向斜内钻孔所揭露的奥陶系碳酸盐岩顶板最大埋深1 669 m。就军庄区岩溶水是如何穿越九龙山-香峪向斜并补给玉泉山泉的,目前存在以下两种认识:岩溶含水层导水观点、军庄（永定河）断裂导水的观点。本文通过地质结构、地下水流场、岩溶发育机理以及水质组分含量的分析认为,军庄区岩溶水通过岩溶含水层越过深陷向斜到达玉泉山一带的径流路径存在较大的疑问,进而提出了首先通过上覆永定河松散层潜流过向斜轴部,而后在南部岩溶含水层隆起的红庙岭—八大处背斜轴通过断裂破碎带二次进入岩溶含水层并向玉泉山补给的另一种可能路径。      

喀斯特白云岩地区不同土体构型土壤剖面持水导水性能研究

喀斯特区整体土层浅薄且分布不连续,土层和基岩构成了不同的土体构型剖面,而这些剖面的持水导水性能之间是否存在差异,目前尚缺乏清楚的认识。本文通过BEST单环入渗方法研究了喀斯特白云岩区三种土体构型土壤剖面（深厚土层剖面（DS）、浅薄土层剖面（SS）以及土石混合剖面（SR））的持水性能和导水性能。试验结果表明,不同土壤剖面的持水性能、导水性能主要受不同层次土壤颗粒组成特征及剖面构型影响。三种剖面表层土壤都具有较高的导水能力,以SR表层饱和导水率（Ks）最高,可达244.1 mm?h-1,而SS表层Ks为56.8 mm?h-1。DS除表层和风化层外,土壤黏重,导水能力较弱,但是体现出较高的持水能力;SS整体导水能力较弱,持水能力较好;SR土壤疏松,整体持水、导水能力均较好,土石层导水能力相对最差而持水能力最好。就土壤有效水含量而言,SR最高,DS和SS由于土壤较黏重,有效水含量相对较低。该研究结果可为喀斯特地区植被恢复位点的选择提供科学指导和理论依据。      

外源水对岩溶碳汇的影响——以桂林毛村地下河为例

以桂林毛村地下河为对象,研究了外源水对岩溶碳汇的影响。观测计算结果表明:外源水进入岩溶区后,由于内外源水相互混合,提高了岩溶水的溶蚀能力,以致DIC含量不断升高,其碳酸盐饱和指数也逐渐增加,SIc由不饱和达到饱和,增加了岩溶碳汇的通量。2010年9月至2011年3月仅以位于地下河上游的小龙背的外源水补给量和地下河出口的HCO3-浓度进行计算,岩溶碳汇通量由2.28×105g增加至2.04×106g,增加了近10倍。碳汇通量的增加固然与沿途大气降水、植被及土地利用等可能产生的CO2输入有关,但更与外源水加入形成的混合溶蚀作用有关。因此,在岩溶碳汇通量计算中外源水的影响作用不容忽视。      

湖南岩溶充水矿床基本特征及岩溶水的防治与利用

我省岩溶充水矿床较为广泛,可分为岩溶充水和暗河管道充水矿床两个类型,前者包括水文地质条件简单、中等和复杂三个亚类。本文比较全面地阐述了它们的基本水文地质特征,并针对各类矿床由于开发普遍引起的岩溶塌陷问题,提出了岩溶水的防治与利用意见。     

鄂西南岩溶地区表层岩溶带发育强度变化规律研究

鄂西南岩溶地区表层岩溶个体形态复杂多样,表层岩溶带发育与鄂西南地区岩溶地质环境条件及岩溶发育演变的历史过程密切相关.因此,通过野外地质调查与收集"沪蓉西"高速公路勘察资料.采用系统工程地质分析为主的方法,研究了表层岩溶带在不同的地质构造部位、地层岩性、地形地貌部位及深部岩溶水补径排区的发育强度及其变化规律.详细论述了表层岩溶带的空间发育强度.首次定量界定了该区表层岩溶带的最大发育深度为56.54m,最浅为4.5m,阐明了表层岩溶带从山顶、山脊到山脚、沟谷由弱到强的总体变化规律.      

西南岩溶石山地区岩溶地下水系统划分及其主要特征值统计

岩溶地下水系统是西南岩溶石山地区最基本的水系统,而岩溶地下水系统划分则是正确评价、合理开发利用西南石山地区岩溶地下水资源的重要基础。本文首先按西南岩溶水出露条件划分出3620个岩溶地下水系统,其中地下河系统1179个、岩溶泉系统1152个、集中排泄带岩溶地下水系统562个、分散排泄岩溶地下水系统727个,然后按岩溶含水岩组的出露条件将岩溶地下水系统划分为裸露型（2324个）、裸露覆盖型（108个）、覆盖型（275个）、裸露-埋藏型（98个）、埋藏型（88个）五种类型。除分散排泄岩溶地下水系统外,汇水面积大于1000km^2的其它岩溶地下水系统有26个。在地下河系统中,汇水面积大于10km^2而小于500km^2的有1049个,占88．97％,汇水面积小于100km^2的有711个,占总数的60．3％;在岩溶泉系统中,汇水面积小于50km^2的有814个,占总数的70．66％;在集中排泄带岩溶地下水系统中,汇水面积大于100km^2而小于500km^2的有303个,占总数的53．91％。流量统计结果显示,流量大于1000L／s的岩溶地下水系统有286个,占总数的11．2％,流量大于50L／s至小于500L／s之间的有630个,点总数的63．73％。[      

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。     

综合物探调查晋祠断裂对晋祠泉流域岩溶水控制作用效果分析

研究晋祠断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水的控制作用,可为晋祠泉流域岩溶水运移规律的分析提供依据。本文利用可控源音频大地电磁法（CSAMT）、音频大地电磁法（AMT）、大地电磁法（MT）和大功率充电法等物探方法对晋祠断裂西南段断裂特征及其对晋祠泉流域岩溶水控水作用进行调查与研究。研究结果显示,晋祠断裂西南段走向北东—南西,倾向南东,倾角自浅至深由大变小,断裂带宽约250 m,影响深度大于1 km;晋祠断裂南东侧存在相对阻水地层,致使大部分岩溶水未进入太原盆地,推断该断裂为张性导水断层;在西山山地存在两个与晋祠断裂平行的岩溶水强径流带,其宽度在150~300 m之间。岩溶水通过晋祠断裂和强径流带对下游补给。      

济南泉域边界条件、水循环特征及水环境问题

济南泉域是市区泉水的汇流及蓄水范围,在其北部城区中心地带出露趵突泉、黑虎泉、五龙潭和珍珠泉四大泉群。为更好地保护和利用济南泉域内岩溶地下水,文章对济南泉域的边界条件、岩溶主径流通道、地下水循环特征及水质变化几个敏感问题进行探讨。利用泉群流量相关分析、流场特征分析、回灌补源分析及自备井调查等手段,重新界定了济南泉域的东边界,将其北部透水段向东扩展至原边界以东约4 km。通过对钻孔岩溶分层统计及缓冲区分析,在山前地带沿党家庄－十六里河－千佛山断裂泉城公园方向地下埋深100~150 m发现一条补给四大泉群的岩溶地下水集中径流带。研究发现,五龙潭和珍珠泉以深循环为主,补给主要来自岩溶地下水,而趵突泉和黑虎泉同时受深循环和浅循环影响较大,趵突泉主要补给来自西部和南部岩溶地下水和地表水,除此以外黑虎泉在东南方向上还有一定量的岩溶地下水补给。目前岩溶水水质变差,南部岩溶裸露区,尤其水库河道周边地带,生态环境亟待治理。      

岩溶洞穴滴水CO2季节变化特征及来源分析——以大风洞为例

为探究白云岩洞穴滴水中CO2来源及变化特征,以贵州省绥阳双河洞洞穴系统中的大风洞为研究对象,对洞穴空气CO2浓度（pCO2（c））、洞穴上覆土壤CO2浓度（pCO2（soil））、洞穴滴水CO2分压（pCO2（w））、以及洞穴滴水水化学环境进行了为期15个月（2016年1月-2017年3月）的监测、采样和室内实验分析,运用统计分析方法对各监测指标进行主成分分析。结果表明:（1）pCO2（w）、pCO2（c）具有明显的季节性变化特征,表现为雨季>旱季。pCO2（soil）受降雨、洞穴通风效应的影响,季节性波动较大,是洞穴pCO2（w）的重要来源;（2）深层岩溶作用中渗透水在流经洞穴上覆表层岩溶带发生的水-岩相互作用及其产生的水化学环境,特别是变化,是影响pCO2（w）的主要因素之一,对pCO2（w）具有重要贡献;（3）运用主成分分析法（PCA）得出各因素对洞穴滴水的相对方差贡献率依次为:HCO3- >pCO2（s）>Soil 1#>pCO2（w）>Soil 2#。各因子对pCO2（w）的贡献率依次为:地表深层岩溶作用>洞穴上覆土壤空气环境>洞穴空气环境;（4）pCO2（w）来源概念模型表明,雨季时,降雨量大,土壤水下渗快,地下水得到充分补充,但停滞时间较短,在渗流带中与围岩反应不充分,PCP过程较弱,对pCO2（w）影响较大;旱季则相反。研究结果对洞穴石笋、石钟乳沉积物的保护具有一定意义,对洞穴旅游开发、管理及岩溶碳循环研究具有重要意义。      

辽宁省大窑湾某建筑场地岩溶发育特征及工程地质条件评价

辽宁省大窑湾地区某建筑场地内基岩为可溶性中等~强的碳酸盐岩,岩体裂隙发育,在海水入侵、潜水与岩溶裂隙水等共同作用下,岩溶发育较强烈。本场地勘察揭露溶洞的见洞率70.27%。溶洞多发育于地表下20～3m之间,其次为30～40m。本文根据揭露溶洞的大小将溶洞分成大型溶洞（洞高≥4m）、中偏大型溶洞（2m≤洞高＜4m）、中型溶洞（0.5m≤洞高＜2m）和小型溶洞（洞高＜0.5m）等四类,分析表明本场地内溶洞以中型溶洞为主,其次为小型溶洞和中偏大型溶洞,岩溶的发育和分布对场地工程地质条件影响较大。本文围绕场地岩溶发育这一主要工程地质问题,从岩溶发育的地质背景、形成条件、分布特点等方面对场地内的岩溶发育特征进行了分析研究,认为本场地属于岩溶中等～强发育的复杂的岩溶红粘土地基,需采取CFG桩、振冲碎石桩复合地基或采用桩基等措施对地基进行处理,以保证工程安全。