7.0级地震对九寨沟核心景观和水化学影响

2017年发生里氏7.0级地震,九寨沟景区位于此次地震的核心区域,受损严重。对景区现场踏勘和珍珠滩、镜海、诺日朗和火花海4处地表水主要离子的取样分析,初步得出景观受损情况及水化学变化:地震对部分景观造成破坏,钙华坝体开裂及崩塌,火花海最为严重;震后地表水水化学主要受Ca2+和HCO3-的影响,地震和降雨加速了矿物溶解,导致Ca2+和HCO3-浓度高于往年;受钙华沉积的影响,Ca2+和HCO3-浓度随海拔降低而降低,受降水量减少的影响,Ca2+和HCO3-浓度随时间下降,2018年3月份HCO3-浓度上升,与光合作用、CO2溶解量及水温等因素相关;震后4处景观地表水SIC值>0,利于钙华沉积。水化学结果说明此次地震增加了水体Ca2+和HCO3-浓度,如及时实施人工干预,受损景观可以实现恢复。      

黄龙核心景区水环境动态特征及钙华沉积能力分析

为有效地评估四川黄龙核心景区水体水化学环境、钙华沉积能力,及时掌握景区水体水化学场的变化特征,采用野外实地调查、水质监测等方法,分析转花池泉群的水环境特征,黄龙核心景区的钙华沉积能力及其水环境状况。研究结果表明：(1)转花池泉群是提供区内钙华沉积的主要钙源和碳源,与黄龙后沟地表水一同构成驱动区内钙华景观发育演化的水源;黄龙沟和转花池泉群的水量补给来源主体分别为降雨和冰雪融水。(2)1999年以来,转花池泉群流量总体稳中有增,水质极为稳定,近30年来历史最大水量出现在2020年,1999—2017年转花池多年日平均水量为7 817 m³·d^-1,2018—2020年多年日平均流量为9 368 m³·d^-1。(3)2018年转花池一带出现线状TOC异常带,主要原因是黄龙沟上游三道坪至头道坪一带的放牧活动造成钙华沉积速率下降,因此,建议加强对钙华源泉涵养区的保护,减少放牧活动对其的影响。(4)区内各水循环段的景观水仍具备一定的沉积能力,2019年SIc值下降,与强降雨的稀释作用有关,从而降低了钙华沉积能力...     

南宁市区地下水水化学特征及形成机制

为了深入研究南宁市区地下水水化学特征、水质情况及地下水质量演变的主要水化学过程,文章采集南宁市区22组孔隙水和7组岩溶水,检测pH值、阴阳离子、溶解性总固体（TDS）和总硬度等化学指标,探讨地下水水化学特征和形成机制。结果表明:研究区孔隙水和岩溶水pH平均值均小于7,两种水TDS和总硬度基本一致,主要的阴离子（HCO3-、Cl-、SO42-）中含量最高的是HCO3-,平均分别为68.08 mg/L和106.68 mg/L;对于阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）,研究区孔隙水和岩溶水均表现为Ca2+≥Na+>Mg2+>K+,其中Ca2+的平均含量分别为24.04 mg/L和31.34 mg/L;地下水化学成分主要通过风化-溶滤作用与混合作用形成,地下水水化学类型为HCO3--Ca2+型水;地质环境背景是地下水pH值普遍偏低的主要原因,人类活动对地下水的影响越来越重要,pH值和水化学类型改变均与经济发展、人口增加、工矿企业增加等人类活动密切相关。      

云南白水台钙华水池中水化学日变化及其生物控制的发现

为弄清云南白水台泉及其下游钙华水池中水化学的日变化,选取1号泉及其流经的两个钙华水池(6号和10号)作为研究对象并对其水温、pH值和电导率进行了自动监测。根据Ca2 、HCO3-与电导率存在的线性关系,用WATSPAC软件计算了水中方解石的饱和指数和PCO2。监测发现:泉水不存在显著的水化学日动态变化,而两个钙华水池表现出显著的日动态变化。其中10号钙华水池在白天温度较高时水中的CO2大量逸出并通过水下水生植物的光合作用加速了水中碳酸钙的沉积。6号钙华水池水生植物生长茂盛,其叶片和部分枝干露出水面,因而光合作用主要发生在空中,所以此处水化学表现为白天pH值降低和电导率升高的反常现象,即由温度主导的根呼吸作用,在白天释放更多的CO2进入水体而使沉积下来的碳酸钙重新溶解。     

钙华天然海绵地质体多孔特性及其对水循环调节意义——以四川黄龙为例

四川黄龙自然遗产点以钙华景观闻名海内外,其钙华体多孔性地质结构,使钙华地质体具备"海绵"特性。本文通过电子扫描显微镜(SEM)和探地雷达、电磁法等地质探测技术对钙华地质体的多孔性质和水循环特性进行研究,并结合多年现场踏勘经验探讨了钙华地质体的多孔性质对水循环的调节意义。分析结果显示,黄龙钙华体经过地质作用形成了不同尺度的孔隙结构,其中生物参与形成的微观孔道具备"渗透、净化"功能;侵蚀作用产生的可视孔洞、缝隙快速透水,并进一步发育成塌陷区和钙华漏斗。彩池、溶洞和裂缝为水体储蓄和运移提供很好通道和场所,地质探测分析表明典型钙华段地下腔体具备"蓄水、排水"功能。各尺度孔隙互相影响,共同调节黄龙景区内的地表-地下水循环系统。初步研究发现,藻类在黄龙钙华沉积过程中具有加速和减少孔隙形成的双向调控作用,未来将结合藻类在钙华构筑过程的作用,继续深化黄龙钙华地质体的孔隙结构性质研究,为钙华景观的维护和保育提供参考。     

黄龙钙华纹层石特征与成因分析

为了探究黄龙钙华纹层石剖面褐-白相间混积纹层的特征与成因,对黄龙钙华样品进行了采集和分析。通过微波消解法分析不同颜色纹层钙华样品有机碳含量,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、元素分析仪等对样品的晶相、形貌、元素和Mg/Ca比等进行了分析。结果表明,黄龙钙华褐-白纹层有机碳含量、Mg/Ca比存在明显差异,褐色纹层有机碳含量、Mg/Ca分别高于相邻的白色纹层,有机碳的含量随着沉积顺序(由老到新)逐渐变大。钙华剖面年层中的褐-白相间纹层不仅受到微生物、植物等生物的影响,还受不同温度、水动力等气候因素的调控,即黄龙钙华剖面年层中出现褐-白相间纹层为生物-气候双成因。其结果可为寻找黄龙钙华沉积过程中生物参与证据提供一定的理论基础。     

关中盆地大荔地区地下水氟水文地球化学规律

为了研究关中盆地大荔地区氟的水文地球化学规律,采集239个地下水样品及35个土壤样品,分析了水化学类型和水化学组分对氟的影响,结果表明在弱碱性环境下,重碳酸钠型是促进氟富集并增强围岩向地下水中转化的主要因素;硫酸钙镁型的地下水抑制氟富集。水化学组分中Na+、Cl-、HCO3-、pH与氟呈正相关,而Ca2+则抑制水溶液中氟含量增加;迁移系数与HCO3-、pH呈正相关关系,与其他主要离子呈负相关关系。利用Preeqic软件分析了饱和指数和Ca2+、F-的离子活度,得出萤石的平衡控制着氟和钙的水文地球化学行为,F-可能来源于萤石和方解石的分解。     

基于主成分分析的岩溶水水化学组成及影响因素研究——以贵州水城盆地为例

2015年9月对贵州水城盆地进行采样,共采集地下水样品12个,地表水样品10个,综合运用相关性分析、主成分分析等方法,并结合PHREEQC软件对矿物饱和度指数的计算结果,探讨了地下水、地表水水化学特征现状及其影响因素。研究结果表明:水城盆地岩溶水的水化学类型主要为HCO3-Ca型,部分为SO4-Ca型,地下水和地表水水化学组成主要受Ca2+、K++Na+、HCO3-、SO42-和Cl-影响。研究区地下水和地表水中Ca2+和HCO3-主要来源于碳酸盐岩地区的水-岩反应,水体中Cl-、NO3-和Na+主要来源于城镇生活污水、屠宰废水排放。地下水水质受水-岩反应影响,部分区域受到人类活动干扰明显;地表水水质在钟山区方向主要受沿途生活污水和农业面源污水汇入影响显著,而在水城县方向受煤矿企业排放废水影响较大。      

岩溶区河流水化学昼夜变化与生物地球化学过程

河流水化学昼夜动态变化的研究有助于揭示水体中相对快速的生物地球化学过程(河流内过程),同时也有助于判别上游补给区流域过程。已有的研究表明生物过程（光合作用与呼吸作用）、地球化学过程（碳酸盐平衡、碳酸钙沉积）是控制河流pH、SpC、Ca2+和HCO3-含量昼夜变化的主要因素。不同级别、类型及河床微环境均会对水化学昼夜变化产生影响,与气温密切相关的光合作用是产生河水pH值和DO昼夜变化的主控因素。在偏碱性与富含钙离子的岩溶河流,有机体的钙化作用与酸分泌可能对光合作用具有重要作用,从而导致水体中Ca2+和HCO3-出现白天下降-夜间回升的昼夜动态变化,下降幅度达20%~30%。水生植物通过光合作用产生DIC(主要为HCO3-)的原位沉降,是真正意义上的净碳汇。昼夜生物地球化学循环及效应研究有助于全面认识岩溶区碳循环特征及岩溶含水层源汇关系,尤其是岩溶碳汇稳定性与净碳汇估算;同时对长时间尺度河流监测计划的制定具有重要意义。      

重庆市北温泉与四川康定温泉水之地球化学特征对比

对重庆北温泉从2005年6月至12月进行每月采样监测,结果表明: 北温泉的水化学类型为SO4 - Ca 型, SO2-4 和Ca2+ 分别占阴阳离子总量的86. 8%和79. 7% , pH值接近于中性,属低温热泉。与之相对比的青藏高原东北缘的康定温泉(除二道桥温泉之外)明显富集Na+ ( 67. 6% ) ,阴离子以HCO-3 为主( 86. 4% ) ,水化学类型为HCO3— Na 型,属高温热泉,水源深度较北温泉深1km以上;而康定的二道桥温泉则明显富集Ca2+ ( 53. 3% ) ,阴离子以HCO-3 ( 90% )为主,水化学类型为HCO3— Ca型,属于低温热泉。根据矿物饱和指数和CO2 分压的计算结果,虽然北温泉的泉水均对方解石和白云石达到饱和状态,但只在部分泉点形成少量钙华沉积。康定温泉对方解石为过饱和,而对白云石为不饱和,因此,在康定温泉有较多的方解石钙华沉积。两个地点对石膏均为不饱和。此外,康定温泉的二氧化碳分压远远高于北温泉。北温泉3号泉点的各主要离子浓度均低于北温泉的其它泉点,是由于地表水的混入所造成。根据所测得的硫酸根浓度进行估算,在北温泉3号泉泉水中雨季时地表水的混入约为40% ,旱季时约为20%。      

黄龙与黄石钙华微生物沉积作用比较研究

本文通过调查黄龙风景区水体的环境地质特征与微生物群落结构及多样性,并与黄石公园对比分析,探讨了两种特殊地理环境下的微生物群落结构和多样性及其对钙华沉积的影响.结果表明:黄龙沟泉水属于地下冷泉,且景区内覆盖着大量植被,水体中有大量藻类和细菌;黄石公园猛犸象温泉区泉水属于地下热泉,植被覆盖率很低,泉水中微生物多为嗜热菌,藻...     

世界遗产——四川黄龙钙华景观退化现象、原因及保护对策分析

近年来, 随着游客人数的逐年增长, 黄龙国家级风景名胜区钙华景观出现了明显的退化现象, 主要表现为地表水量减少, 钙华彩池干枯、钙华沉积速率变慢以及水生藻类加速生长3个方面。为了阐明上述退化现象是源于旅游等人为活动因素影响还是自然因素变化所致, 我们首先对比分析了近年来景区上、下游泉水流量变化, 结果发现, 地表水量的减少是源于地表水向地下渗漏量的增加; 考虑到近年来景区内外工程活动的增强以及钙华沉积速率的减缓, 这种渗透性的增强很可能来自工程的爆破震动以及钙华沉积速率减缓所导致的钙华致密性下降。同时, 在对黄龙溪流水化学测试分析后发现, 旅游活动在很大程度上影响了黄龙风景区水质进而影响了水生藻类生长以及钙华沉积速率。因此, 我们推测, 黄龙钙华景观的退化, 在一定程度上可能应归结为人类活动的影响。     

西藏加查象牙泉水文地球化学特征及成因

象牙泉地处青藏高原高寒地区,因其钙华沉积酷似“象牙”而闻名。开展象牙泉形成机理的研究,有助于钙华景观的地质环境保护,对雅鲁藏布江构造带古环境演化、新构造活动的研究具有重要意义。文章以象牙源泉及其钙华沉积为研究对象,通过钙华成分、泉水水化学组分、氢氧同位素及相关性分析,探讨了象牙泉及钙华景观的形成机制,估算了钙华形成年代,讨论了钙华景观演化趋势。结果表明:象牙泉出露高程3 208 m,温度16.1 ℃,pH值6.06～6.64,溶解性总固体1 521.1～1 524.2 mg/L,为中偏弱酸性微咸水;阳离子以钠和钙为主,阴离子以碳酸氢根和氯离子为主,水化学类型为重碳酸钙型水;象牙泉具有较高的氯、钠及稍高的溶解性总固体特征,其氢氧同位素分布于全球大气降水方程线附近,说明象牙泉主要为大气降水补给,具有较长的径流途径和缓慢的循环速度,水岩作用强烈。象牙泉为溶解沉淀型,其化学组分来源于水岩相互作用过程碳酸盐岩矿物、硅酸盐岩矿物的溶解。象牙泉钙华沉积的化学成分主要为碳酸钙,占63.07%;次要成分为二氧化硅,占10.19%;属钙华为主、硅华次之的常温泉类钙华。钙均衡估算表明,象牙泉钙华形成于1.38万年前,其沉积速率约为0.27 mm/a。     

四川黄龙沟源头黄龙泉泉水及其下游溪水的水化学变化研究

用水化学仪器自动记录、现场滴定及取样室内分析等方法,对四川黄龙沟钙华景区水的物理化学动态变化特征进行了研究。结果发现,黄龙钙华的沉积主要起因于水中CO2的大量释放,造成溪流自黄龙泉泉口向下游方向水的二氧化碳分压（p（CO2））和电导率（EC）降低,pH值和方解石饱和指数（SIc）升高。但仔细分析发现,水化学的这一空间变化主要发生在SIc〈1．0时;当SIc〉1．0后,向下游方向,水化学趋于稳定。同时,黄龙沟地表融雪水和沿途泉水分别产生的稀释和浓集作用对溪流水化学的这一空间变化产生了明显的影响。此外,源头黄龙泉的水化学稳定,没有明显的日变化,而下游的池水则出现pH值、EC和SIc及p（CO2）的显著日变化,即白天p（CO2）、EC较低,而pH和SIc较高,反映了白天较快的碳酸钙沉积,其中温度和水生生物光合作用的影响可分别达到19％和81％。     

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。     

基于水化学和同位素特征的四川黄龙沟泉群分类研究

本文采用水化学和同位素方法对四川黄龙沟沿途出露的7个泉点进行了分析.结果表明,泉水水化学和同位素的时空变化反映了CO2逸出、钙华沉积和蒸发效应等诸多因素的共同影响,是由这些泉水处在四个水循环转化段决定的.根据水化学和同位素特征可将这些泉水划分为三种不同的类型:深部泉、表生泉和转化泉.这些认识将为四川黄龙沟景观水资源的管...     

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...     

土耳其棉花堡与中国黄龙和白水台钙华退化原因对比研究

通过比较中国四川黄龙、中国云南白水台、土耳其帕穆克卡莱棉花堡三地钙华景观的基本环境地质特征、钙华景观水化学、钙华沉积生物因素的差异性,探讨了土耳其棉花堡钙华退化缓慢的影响因素。对比发现,棉花堡景区藻类约为38种,种类单一,植被覆盖率较低,沉积主要受物理化学因素控制,沉积速率较快,多形成较好的层状结构,杂质少,且原生孔隙度较低,结构致密,结晶度较高,不易坍塌损坏;黄龙和白水台景区藻类分别为86种、196种,种类多样,且植被覆盖率皆高达80%以上,沉积主控于化学和生物因素,沉积速率较慢,结构呈多孔疏松状或多孔珊瑚状,原生孔隙度普遍较高,易退化。此外,棉花堡钙华景区泉水各离子含量均高于黄龙和白水台景区,尤其是Ca2+和HCO3-,这能有效促进CaCO₃的沉积。     

基于微岩相分析的藻类在钙华沉积中的作用研究——以四川黄龙为例

在地表环境下,钙华沉积常常是物理化学和生物沉积过程共同作用的结果.藻类因其在钙华沉积环境中具有较大的生物量及其自身拥有多样的代谢方式,对钙华沉积过程和形态具有重要影响.本研究以四川黄龙钙华为例,通过对典型沉积点的水化学、藻类群落组成和现代钙华微岩相结构进行综合分析,来揭示藻类在钙华沉积中的作用.研究发现,黄龙钙华沉积环...