塔里木盆地塔河油田岩溶峡谷区海西早期洞穴系统发育模式*

塔河油田岩溶峡谷区发育大型岩溶洞穴型储集层,勘探效果较好。基于三维地震资料、钻井资料,并结合地震属性提取技术,对地下岩溶洞穴系统、古地貌、古水文系统进行精细刻画,探讨洞穴形成机理,进而总结洞穴发育模式。研究结果表明: (1)峡谷上游段地表水垂向侵蚀作用强烈,峡谷失去了排水功能演变为干谷,下游段水动力条件减弱。(2)峡谷区岩溶洞穴类型划分为暗河洞穴、峡谷—断裂双控型洞穴。暗河洞穴主要发育在峡谷上游段,与峡谷呈“映射”关系。峡谷—断裂双控洞穴发育于峡谷两侧,垂向上具有多层性特征。(3)综上探讨峡谷区岩溶洞穴形成机理,认为较充足的水源补给条件以及水流强烈的垂向侵蚀溶蚀作用控制了暗河洞穴发育,多期次排泄基面下降以及断裂系统共同控制峡谷—断裂双控洞穴的发育。结合现代恩施地区洞穴系统特征,提出了峡谷地区洞穴发育模式,为下一步洞穴储集层预测和勘探实践提供理论借鉴。     

川北诺水河景区溶洞分布特征及影响因素探析

选取诺水河景区48个典型溶洞为研究对象,参阅本地区区域地质图和水文地质图,在对洞穴发育高度、层位、构造位置、发育方向、节理走向,以及地下水和地表水系部分特征进行详细调查前提下,利用最邻近距离法、节理分析法、GIS缓冲区法等方法,对溶洞群的洞口高程分布、洞穴发育方向、空间分布格局、洞穴与构造及地表水系关系等分布特征进行了分析,并对溶洞群分布特征的影响因素进行了探析。结果表明,① 洞口高程分布在空间上具有层级性,在时间上具有阶段性,研究区洞穴主要沿北西西、北东东向发育,并且越接近地表河流洞穴出口分布越多,洞穴群呈凝聚态分布,越接近构造转折端洞穴分布越密集;② 影响洞穴分布的主要因素包括：地层和碳酸盐岩岩性差异,构造派生节理发育状况以及多期次构造变形和构造隆升,地下水的类型和作用,地表水系对地下水系的影响,以及北亚热带季风气候条件下地形的影响等。     

Saving and conserving the caves: reflections on 37 years of listings,disputes, submissions and court cases

In order of impact, the main anthropogenic threats to caves in eastern Australia are and have been for the European history of Australia: mining, inundation, vandalism, wear and tear, lampenflora, lint and dust, scientists and poorly informed decisions. Destruction of caves by natural processes is not a focus of this paper as it occurs over a geological time scale and there are few historical accounts of natural catastrophic cave failure. Saving and protecting caves are difficult due to the reliance and insistence on conservation by secrecy used by cavers and the organisations that represent them. Other issues that inhibit cave conservation are: limited public exposure, perceptions of land managers and farmers about caves, a shortage of research-based information on caves and difficulties with establishing the significance of a cave. Cave monitoring and the education of managers and cave guides are known to enhance the conservation of show caves. Actions that would help to save and conserve caves throughout Australia include: changes to planning legislation, establishment of a cave conservation organisation, introduction of specific cave protection legislation and the establishment of a Research Centre for Caves, Karst and Geoheritage.     

云南石林洞穴发育特征

石林位于滇东喀斯特高原南部,喀斯特极其发育,以发育了典型的石林地形而闻名遐迩,倍受国内外喀斯特学者的关注。洞穴是本区广泛发育分布的一种喀斯特地下形态,类型多样。依据它们的剖面形态、成因和所处的地貌部位差异,将其划分为罅状洞穴、水平洞穴和倾斜洞穴三个类型。洞穴在发育分布上受到区域碳酸盐岩地层分布的控制,表现出洞穴分布的相对集中性、洞穴发育对地层的选择性和洞穴发育的成层性等特征。洞穴发育规模绝大多数为中小型洞穴;洞穴多为现代地下洞河,埋藏浅且多天窗,并且洞穴的发育延伸方向明显受裂隙构造的控制。通过对石林地区喀斯特洞穴发育条件、洞穴发育类型、分布特征和洞穴发育的古地理环境特征分析,论述了石林地区洞穴的发育特征。     

Tectonics of the Western Carpathians in the light of recent studies

During an annual cycle the affect of microclimatic changes (of natural and anthropogenic origin) on the geochemical characteristics of seepage water and mineral precipitation rates was analyzed for two karstic caves which contrast in environmental stability and energy exchange with exterior. On the one hand, Castañar cave (Caceres, Spain) is an extremely controlled show cave with limited visitation showing a minimum exchange rate of energy with the external atmosphere and, secondly, Canelobre cave (Alicante, Spain), is a widely visited cave where the anthropogenic impact generates rapid and high-energy environmental changes. Mineral saturation state of seepage water of both caves is controlled by microclimatic variations, such as: 1) natural underground air renewal through the porous system of the upper soil and the network of host-rock fissures, or elso through the cave entrance, 2) cumulative disruptions in the pCO2 levels of cave air due to the presence of visitors, and 3) forced ventilation of the subterranean atmosphere due to the uncontrolled opening of cave entrances. The obtained results reinforce the significance of the microclimatic fluctuations on short time scales in the dynamics of the subterranean karst systems, in terms of rates of mineral precipitation and growth of speleothems, as well as their key role for cave conservation.     

方解石充填物对于深层古岩溶洞穴保存的独特意义--以塔河地区奥陶系为例

塔河油田奥陶系古岩溶洞穴埋藏深度之大在世界范围内罕见,但对其为何没有垮塌殆尽的原因却知之甚少。为了探究其保存机制,对比了Fort Worth盆地奥陶系深埋洞穴,发现大量缝、洞充填方解石是塔河地区洞穴中常见且特有的充填物。在统计和综合分析缝洞方解石充填物地球化学数据的基础上,以洞穴充填方解石成因类型为切入点,详细分析了构造运动背景、热液活动、油气充注、方解石的产状以及洞穴受力情况,通过与Fort Worth盆地深埋洞穴埋藏史的对比和分析,提出塔河地区深埋岩溶洞穴的一种保存机制。研究区岩溶洞穴方解石主要是长期浅埋阶段,以大气淡水成因为主,海水成因为辅形成,深埋过程还受到了溶蚀性流体（岩浆热液和有机酸）后期改造。方解石充填物增加了洞穴的抗压性,岩溶洞穴内部充填的方解石在埋藏过程中支撑了洞穴;岩溶洞穴顶部裂纹中充填的方解石还“愈合”了洞穴周边的裂纹,强化了洞穴的顶板,增加了洞穴整体的稳定性。充填的方解石在垮塌前占据了部分洞穴空间,在埋藏后,高温有机酸、CO₂、H₂S和岩浆热液沿着深大断裂等通道对奥陶系碳酸盐岩改造溶蚀作用明显,也对处于优势通道和良好储集性能的洞穴充填方解石进行了改造,恢复了部分洞穴空间。因而认为地表、近地表方解石充填过程是碳酸盐岩洞穴型储层的“保持性成岩作用”。     

洞穴形态量计解析

洞穴形态量计的最基本参数是长度、深度、高度和坡度,借助洞穴专业软件可进行洞穴的投影面积、洞道空间体积、洞道极点投影面积、洞道极点岩体体积等其它基本参数的量计,以及洞穴扩展参数包括洞道的比容积、网密度、面密度和体密度的量计。利用这些形态参数,可以对洞穴进行更科学的统计、形态特征分析、开发利用价值评估。通过选取深峰丛洼地区、中等深度峰丛洼地区和浅峰丛洼地区以及峰林平原区的地下河洞穴进行量计,并对量计结果进行相关分析,发现洞穴的比容积与洞穴的流域面积、石峰的相对高度具有良好的正相关性,而洞穴的网密度、面密度,尤其体密度与洞穴深度有着明显的负相关性。      

岩溶土洞稳定临界深度的初步研究

在岩溶土洞发育地区进行工程建设时需要确定土洞是否会发展成地面塌陷和对工程结构物稳定性有影响,分析表明土洞临界深度可作为评价土洞稳定和加固深度的依据。本文采用有限元分析方法,以土洞塑性区贯通至地面或路基表面作为土洞发展成地面塌陷和临界深度的标准。研究表明,土洞的临界深度与土洞形状、土洞尺寸、位置和路基填土厚度有关;土洞断面形状为圆形时临界深度最小,土洞尺寸越大,路基填土越厚,相应土洞临界深度越大。      

塔里木盆地早海西期多期次风化壳岩溶洞穴层

洞穴层是识别多期次岩溶旋回的标志,是岩溶旋回连接沉积旋回及周期性海平面变化的纽带。本文通过古地貌恢复,将从钻井剖面中识别的洞穴层归位到早石炭世古地貌剖面中,根据洞穴层总是沿稳定古潜水面发育的特点划分对比洞穴层。通过洞穴层的形成条件、充填结构分析,推断洞穴层发育序次、洞穴层与其同时期形成的沉积地层的时空对应关系,并据此对洞穴层进行盆地范围内跨地区对比、总结斜坡及岛屿两种不同的洞穴层发育模式。研究结果表明,在早海西期,塔北、塔中、和田古隆起中、下奥陶统碳酸盐岩陆块内部发育了3个期次的风化壳岩溶洞穴层,其序次为下老上新,它们是在早石炭世间歇性海平面上升过程中形成的,其同时期形成的沉积地层分别为下石炭统东河砂岩段、生屑灰岩段、下泥岩段中上部。洞穴层内部多旋回“坍塌角砾-地下河沉积”组合是斜坡内陆区潜流面的迟后上升效应,洞穴层与洞穴等时层的时空对应关系对于大型古岩溶事件的断年及洞穴层的分布预测具有重要意义。     

疫情背景下桂林市芦笛岩空气环境影响因素研究

当天然洞穴开发为旅游洞穴,人为活动输入到洞穴的能量与物质影响了洞穴本体环境.文章以桂林市代表性旅游洞穴芦笛岩为例,以2020年9月1日至10月8日洞穴温度、湿度、CO2以及游客人数作为重点参数,定时、定位观测洞穴环境关键要素变化及相互关系,进而探究疫情防控背景下洞穴空气环境特征及影响因素、旅游活动对洞穴环境的影响以及洞...     

塔河油田碳酸盐岩油藏古岩溶洞穴层状结构与形成机理

随着岩溶型碳酸盐岩油藏开发实践的不断深入,层状洞穴储层结构特征和流体同层连通特点逐渐被学者重视。层控岩溶结构、形成要素和过程等是本类油藏有效开发的关键。通过原始地层组构对比和野外溶洞特点,认为:塔河奥陶系岩溶层具较好的对比标志层和岩性差异,为层状岩溶洞穴发育奠定了物质基础;野外顺水平层理多层溶洞和受控于层理缝的管道型古暗河等地质现象,证实了层控岩溶普遍存在。在岩溶洞穴单井识别、连井测井对比、单井动态及地震波形特征的基础上,以典型溶洞带为例,识别出3个主要洞穴层,建立了全新的3层洞穴储集体地质结构剖面:第1层洞穴以砂砾岩充填为主要特点,第2层洞穴呈现洞穴规模大且泥质充填严重,第3层规模较小,主要发育于岩溶地貌高地。运用现代岩溶理论,探讨了层控岩溶的形成机制:碳酸盐岩原岩组构差异是岩溶作用的物质基础和主控因素之一;潜流带岩溶水(饱含CO₂)控制着岩溶洞穴的横向发育,岩溶古地貌控制同层洞穴的横向差异;平缓地层条件下的潜水面水位垂向带迁移控制洞穴的岩溶期次及层状结构。基于各岩溶要素认识,构建了层状岩溶储层发育模式。     

基于IPA方法的喀斯特洞穴旅游解说系统满意度评价的实证研究——以重庆市芙蓉洞为例

采用IPA(Importance - Performance Analysis)方法,以重庆市武隆县芙蓉洞为例,从游客角度,对其旅游解说系统的满意度进行研究。通过研究得出以下结论:(1)喀斯特洞穴拥有丰富的科学内涵,游客对导游解说的期望最高,希望导游在解说过程中以洞穴科学为主,将科学性与趣味性结合,以增强吸引力;(2)喀斯特洞穴中的解说牌示是游客自主游览的重要解说媒介,游客的关注度极高,希望其布局在恰当的位置,内容简明、准确、科学,图标符合国际惯例和国家标准,并注意外形与溶洞环境相协调;(3)喀斯特洞穴游客中心的使用频率较高,所处位置、外形、功能、特色服务等均会对游客的第一印象产生较大影响,是增强其整体满意度的重要因素。      

埋藏岩溶洞穴垮塌深度定量图版及其在碳酸盐岩缝洞型储层地质评价预测中的意义

通过对岩溶洞穴垮塌的岩石力学原理及塔里木盆地奥陶系实钻资料的分析,基本明确了洞穴埋藏垮塌的控制因素是岩石抗弯强度、洞穴尺度、洞穴距风化暴露面的距离等,并得到了洞穴垮塌深度的定量图版。该图版对于钻前预测现今埋藏于地下的碳酸盐岩洞穴是否已经垮塌、洞穴埋藏演化史精确恢复以及对裂缝—洞穴型储层的评价预测具有较强的实践意义。     

神农宫和祥龙洞洞温季节变化特征及其对石笋氧同位素组成的可能影响

通过对江西万年县神农宫和陕西宁强县祥龙洞两个洞穴内、外温度连续19个月的同步监测以了解不同时间尺度下洞穴温度变化特征。结果显示神农宫及祥龙洞洞内温度存在明显的季节性变化:（1）神农宫夏秋季洞内温度在小时-日尺度上受到降水事件的影响显著,洞内夏秋季温度波动明显高于冬春季。祥龙洞监测点所处支洞环境相对封闭,温度波动在冬春季大于夏秋季,且全年洞温变幅小于神农宫。（2）旬—季节尺度的洞温数据显示,一个完整水文年内,神农宫两个监测点SN1、SN2的温度变幅分别达到4.8 ℃和4.6 ℃,祥龙洞达到3.2 ℃。（3）两个洞穴洞内温度响应洞外气温的变化都存在滞后性,且冬春季滞后大于夏秋季,可能受深部围岩温度相对偏高、空气和围岩热导率的季节变化以及降水季节差异的影响。最后,针对洞温存在较大季节变化的洞穴讨论了不同沉积模式下洞穴温度变化对石笋氧同位素组成18O的可能影响。认为此类洞穴某一时期石笋δ18O出现较大幅度偏正或偏负不一定反映了外界气候的大幅变化,也可能仅仅是由于洞穴沉积条件发生改变而造成的。      

旅游洞穴网络关注度的时空特征研究——以中国最美五大旅游洞穴为例

旅游网络关注度是旅游者需求状况和行为习惯在网络上的直观表现。基于百度指数,运用变异系数、基尼系数等定量测算方法,以中国最美五大旅游洞穴为例,对中国旅游洞穴网络关注度的时空特征进行了研究。研究结果显示:旅游洞穴在网络上的关注度较高,并呈现上升的态势,月变化曲线呈双“M”形;网络关注度的省际差异明显,关注度较高的区域主要是洞穴所在的省（市）、邻近省（市）以及东部经济发达省份;旅游洞穴网络关注度的高峰、低谷与国内旅游活动的季节性差异具有耦合性,洞穴的吸引力和吸引范围具有明显的区域性。研究结论为洞穴旅游的发展提供了启示:应充分重视互联网在景区营销中的作用,将网络关注度作为景区经营管理的重要工具,加强与周边景区（点）的合作。      

Radar spectral analysis and evaluation of the effect of grouting treatment in karst caves and soil caves

This paper studies karst cave and soil cavity development in the process of karst collapse as a means of disaster prevention and control. Using the karst area of the Shandong section of the Beijing–Shanghai high-speed railway as a test area, a numerical simulation method is presented as well as the model test to study the characteristics of typical radar images of different types of karst caves and soil cavities. By combining theoretical analysis with field test results, the method and characteristic standards for nondestructive testing using ground-penetrating radar to determine the grouting effect on a karst roadbed are given. The radar spectrum characteristics are analyzed for a cave, water-filled cave, clay-filled cave, karst cave with dense grouting and karst cave with grouting that is not dense. Comprehensive analysis of the results of indoor model testing and numerical analysis, combined with the engineering practice of evaluating the effect of grouting treatment in the selected section of the Beijing–Shanghai high-speed railway, clarifies the basic characteristics of map recognition of radar detection of karst grouting. The morphological characteristics of the karst caves in the geological radar images are usually composed of many hyperbolic strong reflection waves. Multiple-reflection wave groups of high amplitude, low frequency, and equal distance indicate the side wall of the cave. The bottom interface of the cave is not obvious, although when the bottom part of the cave is filled with water or clay, silt, sand and gravel material. The bottom of the reflection wave will be enhanced. When the cave is filled with material, the electromagnetic wave energy decays rapidly, the high-frequency part is absorbed, and the reflection is mostly low frequency wave. The characteristics of radar images of the slurry distribution area are obvious in the grouting zone. A horizontal direction results in arc-shaped distribution, and a vertical direction has more regular distribution. The results of the study are helpful in the exploration of karst caves and soil caves, and the evaluation of the effect of grouting treatment in mitigating karst collapse.     

桂林市芦笛岩、大岩洞穴空气负离子浓度分布研究

对桂林市芦笛岩和大岩进行洞穴空气负离子浓度分布研究结果表明: ( 1)除疗养地、瀑布等个别区域外,洞内空气负离子浓度普遍较洞外的高,可高出几倍至十几倍; ( 2)近洞口段洞道空气负离子浓度由外向里可增加1. 6至5. 6倍,达到某点后趋于平稳; ( 3) 人类活动对洞中空气负离子浓度影响显著; ( 4)洞穴空气中的负离子浓度与湿度呈正相关; ( 5)在所测的八个月里,即2003年9月至2004年4月,洞穴空气负离子浓度在12月和1月较低。      

滇东南南洞地下河系统源区洞穴特征及其成因演化机制

滇东南岩溶地貌发育,岩溶洞穴是该区典型空洞体系。文章以滇东南南洞地下河系统源区典型岩溶洞穴为研究对象,基于地学理论和地球化学分析,对该区地貌特征、成因及演化机制开展科学研究。研究表明,NW向的张性断裂、区内可溶部分最高个旧组碳酸盐岩以及杨柳河向西流动的水动力作用是南洞地下河系统源区洞穴发育的主要成因;全新世中期6 kaBP以来,该地区洞穴演化过程经历了三个阶段,其中,主体形成时间为6~4 kaBP;此外,建立石洞洞穴与地下河发育模式。本次研究对南洞地区地下水资源评价具有实际意义。      

试论我国地洼区喀斯特洞穴的发育与演化

本文论述了地洼区喀斯特洞穴的发育,成矿和演化规律。比较了地槽、地台和地洼三个大地构造单元区喀斯特洞穴之差异,揭示洞穴发育与大地构造之间的内在联系。根据地洼区洞穴发展,划分了五个成洞期。并对地洼区洞穴溶蚀堆积特征及矿床特征和分类做了讨论。又从地洼区地壳运动特点、古地貌演化、岩性条件以及古水文、古气候变迁,论述了地洼区洞穴时空发展不平衡的发育规律。最后指出了地洼区洞穴研究在科学和生产上的实际意义。     

喀斯特洞穴空间分布与河网密度关系研究--以贵州省为例

通过叠加分析探究贵州省喀斯特洞穴位置与河网密度的空间关系,从岩性、构造、气候、地形方面解释两者关系的成因。针对洞穴点位河网密度的统计显示:洞穴点集中分布在河网密度中及偏小的区域,正态QQ图显示洞穴点河网密度大体呈正态分布。分析岩性、构造、气候和坡度等影响因素的结果显示:洞穴主要发育在碳酸盐岩区域,并在纯碳酸盐岩、碳酸盐岩夹非碳酸盐岩、非碳酸盐岩分区上表现出负相关性;断层、褶皱中心缓冲区域洞穴最多,并随距离增大洞穴数量减少;温润气候条件为洞穴及河网发育提供了充足水源,溶蚀强度加大,表现在洞穴密度随降雨量和气温的增长而增加;地形条件限制了水力路径和洞穴发育。多因素促使贵州省发育了成熟的地表、地下两套水循环系统,地表水促进溶洞发育,洞穴反过来限制地表径流发育,两者相互影响,使得洞穴与河网密度呈现集中分布的趋势。