西南岩溶山区复合水动力场滑坡影响模式——以关岭县大寨滑坡为例

岩溶地下水对我国西南岩溶石山地区特大型滑坡频发具有重要影响,因此,岩溶地下水的赋存规律及在其影响下的滑坡成灾模式成为一个亟待研究的科学问题。文章以贵州省关岭县岗乌镇大寨村大寨滑坡为例,基于野外调查,结合水动力场、水化学数据、暴雨数据等进行综合分析,取得以下成果和认识:（1）划分出大寨滑坡区地下分水岭,圈定了影响大寨滑坡的灰岩区和碎屑岩区,面积分别为0.93,0.30 km2;（2）滑坡当日暴雨集中在6—12时,后缘区域岩溶管道水对大寨滑坡滞后暴雨2 h启动起到主要控制作用;（3）滑坡区碎屑岩以及后缘灰岩接受了百年一遇的强降水的入渗补给后,在各自内部形成高压水动力场;在基岩裂隙水、岩溶管道水两种水动力场及岩层自身重力的共同作用下,潜在软弱结构面上的岩层失稳进而发生滑坡。由此建立了基岩裂隙水和岩溶管道水复合水动力场对滑坡的影响模式,并提出一种复合水动力场耦合方法。     

基于BP神经网络的溶洞规模预测及应用

复杂岩溶地区的溶洞发育规模受地质构造、地区岩性、地下水动力系统等多种因素的影响,具有高度复杂性和非线性的特征。通过对岩溶区溶洞的赋存规律研究,确定影响溶洞发育规模的控制因素进行定量处理,收集已探明溶洞的样本数据。为克服已有研究对溶洞发育规模定性描述的模糊性,文章利用BP（Back Propagation）神经网络对自组织、自适应特性对数据样本的非线性关系揭示的能力,实现对溶洞发育规模的预测,并基于MATLAB实现BP神经网络结构的设计、训练、预测,其结果表明:BP神经网络模型对溶洞规模预测的精度高、收敛性能好。      

四川盆地高石梯地区灯影组四段顶岩溶古地貌、古水系特征与刻画

四川盆地灯影组白云岩岩溶孔洞储层发育，在四川盆地威远、资阳及高石梯-磨溪地区发现了大型气田。但是该套储层非均质强，储层预测困难，需要进一步从岩溶地质理论出发，恢复岩溶古地貌、古水系，从而掌握该套储层发育分布规律，指导进一步勘探开发。本文选用印模法恢复了高石梯地区灯四顶岩溶古地貌，并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论，划分了岩溶台地、岩溶缓坡地和岩溶盆地3类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法，根据微地貌组合形态，对二级地貌作精细刻画，划分了6种三级地貌单元，最后根据岩溶动力学、岩溶水文地质学在高石梯地区刻画出北部、西部和东南部三大水系。认为岩溶缓坡，位于径流区，水动力条件最强，孔洞最发育，是储层勘探方向。精细的古地貌、古水系的刻画对促进高石梯地区灯影组油气勘探开发具有重要实际意义。      

蜀南Z工区茅口组顶岩溶古地貌、古水系特征与刻画

蜀南地区茅口组灰岩岩溶储层较为发育,是蜀南地区重要的产层之一。但是该套储层非均质性强、缝洞充填程度高,储层预测具有较大困难。恢复岩溶古地貌、刻画古水系,可以摸清岩溶储层的发育分布规律,对蜀南地区茅口组油气勘探具有重要的指导意义。本文利用印模-趋势面法,以茅口组顶至长兴组顶的沉积厚度为标识,恢复了蜀南Z工区的岩溶古地貌,根据微地貌组合形态,划分了4类三级地貌单元,并结合岩溶水文地质学理论在Z工区刻画出南北向地表水系。分析认为不同的地貌位置,水动力条件具有较大差异;河流两侧位于径流区,水动力条件最强,溶蚀孔缝最发育,是下一步储层勘探方向。      

塔北隆起轮古7井区奥陶系岩溶地貌及岩溶储层特征研究

轮古7井区地处轮南古潜山一级地貌单元岩溶高地上,该次研究利用残厚法对研究区岩溶古地貌特征及古水动力条件进行刻画,划分为岩溶高地、岩溶坡地两种二级地貌单元类型,并应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态对二级地貌做精细刻画,划分了六种三级地貌单元。通过对岩溶储层展布规律深入研究,认为其储集空间主要为后期构造及岩溶作用所形成的次生溶蚀孔洞、溶蚀裂缝和洞穴系统。根据孔、洞、缝组合特征,及裂缝孔隙度和孔洞孔隙度的物性关系,将奥陶系鹰山组岩溶储层类型划分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型四类。岩溶高地由于剥蚀作用强烈,相对于岩溶坡地来讲后者更易于岩溶储集空间的保存;岩溶坡地地带水动力条件较强,水平径流带岩溶管道系统发育,连通性较好,为洞穴型岩溶储层发育带,易于形成大型缝洞体。      

硫酸盐岩溶蚀机理实验研究

在硫酸盐岩和碳酸盐岩混合建造地区，硫酸盐岩的溶蚀对岩溶的产生有着重要影响，对于某些岩溶现象和地质灾害的解释，必须考虑硫酸盐岩岩溶的影响，对硫酸盐岩的溶蚀机理及其影响因素的研究就显得尤为重要，本文采用室内实验模拟的方法，根据岩溶发育的影响因素，研究了硫酸盐岩的溶蚀机理。研究认为，硫酸盐岩溶蚀发育的条件不同于碳酸盐岩，即在水与硫酸盐岩体系内即使没有CO2的参与，水对硫酸盐岩仍具侵蚀性；硫酸盐岩溶蚀的发育不但与其本身的固有特性有关外，还与岩石所处的环境因素有关。     

塔中西部奥陶系鹰山组古岩溶特征及主控因素

为明确塔中西部奥陶系鹰山组古岩溶储层发育及主控因素,总结鹰山组古岩溶特征及发育条件,划分了岩溶层组类型。在鹰山组古地貌恢复基础上,通过钻井、取心、测井等资料,分析丘状岩溶台地、上丘状岩溶缓坡地和下丘状岩溶缓坡地典型井岩溶缝洞特征。结合大量钻井资料分析了上述3类古地貌单元岩溶缝洞储层发育规律及主控因素。对岩溶缝洞储层发育深度分析表明,岩溶缝洞发育段主要在鹰山组顶面以下0~180 m,受3期海平面控制,发育多层缝洞。表层溶洞主要发育在0~50 m,泥质充填较强,测井GR值较高,溶洞规模多小于2 m。岩溶台地区岩溶缝洞形成受微地貌、水动力条件控制,以小规模溶洞、溶蚀孔洞、溶蚀裂缝为主,缝洞后期易充填。岩溶缓坡地岩溶缝洞形成受岩溶层组、水动力条件控制,以小溶蚀孔洞、溶蚀裂缝为主,后期不易充填。滨岸岩溶带及岩溶岛屿发育海水、混合水岩溶作用,溶蚀作用及冲蚀、侵蚀作用使该区域形成较大洞穴。     

Regularity and formation mechanism of large-scale abrupt karst collapse in southern China in the first half of 2010

From winter 2009 to spring 2010, southern China suffered from an extensive and lengthy drought. Subsequently, southern China experienced torrential rains a dozen times during the flood season of April–June. The prolonged drought and subsequent intensive rainfall dramatically altered the hydrodynamic conditions of the karst areas, causing hundreds of widely distributed karst collapses, with extensive damage to houses and fields and necessitating the evacuation of many people. Understanding the causes of these collapses will provide a scientific basis for the prediction or prevention of the related risk. Thus, a geologic survey of karst collapses was performed that systematically allowed to analyze the basic geological conditions, groundwater hydrodynamic conditions, overlying strata properties, and environmental and climatic conditions in southern China. The results showed that environmental and climatic changes, especially the drastic changes in rainfall, gave rise to striking changes in karst hydrodynamic conditions that accelerated infiltration, suffosion, dissolution, and transportation rates and also changed the physical and mechanical properties of the strata overlying karst caves. These stressors triggered or facilitated both cave formation and collapse.     

川北元坝地区茅口组顶面古地貌恢复与岩溶发育特征

川北元坝地区茅口组碳酸盐岩岩溶储层发育,但该套储层非均质性强,储层预测有较大困难,需要进一步恢复岩溶古地貌、古水系,从而掌握储层分布规律,指导下一步油气勘探开发。文章选用残厚法恢复了元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌,并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论,划分了岩溶台地、岩溶缓坡地、岩溶平原和岩溶盆地4类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态,划分了6类三级地貌单元,并对古水系进行了刻画。分析认为元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌属岩溶地貌形成演化的初期阶段,不同地貌位置岩溶发育有较大差异,岩溶缓坡地属地下水径流区,水动力条件最强,孔洞最发育,是下一步储层勘探方向。      

古岩溶油气储层研究进展

古岩溶对可溶性岩石的改造作用表现为形成溶蚀孔洞等储集空间,特别是对于碳酸盐岩地层,古岩溶发育会极大地改善了地层的储集性能,形成具有良好孔渗性的岩溶储层。作为碳酸盐岩地层中重要储层类型之一,岩溶储层的发育与分布对于碳酸盐岩油气藏的形成具有重要意义。文章系统地总结了前人在不同类型岩溶储层以及断溶体等方面的研究成果,并对古岩溶油气储层研究的最新进展进行了梳理归纳,这对于认识我国含油气盆地中岩溶储层的发育与分布具有重要参考价值。总结认为古岩溶油气储层研究主要存在以下问题:（1）早成岩岩溶储层研究实例较少,且利用测井、地震资料对该类型储层的分布进行预测缺少相应实践;（2）表生岩溶储层的研究主要集中于古地貌恢复以及垂向分带方面。但目前的古地貌恢复方法,均具有一定的局限性,无法对古地貌实现定量恢复。垂向分带的方案众多,尚未形成一个统一的分类方案,且在垂向上带与带之间的界线不明确,无法进行准确地划分;（3）埋藏岩溶储层的研究主要集中在硫酸盐热还原作用以及热液溶蚀方面,对于受有机酸影响的埋藏岩溶储层缺少相应的研究;（4）断溶体的识别、刻画与预测主要依赖于地震资料,受地震资料分辨率影响显著;（5）岩溶储层发育的影响因素众多,仅靠单一地质或者地震资料无法实现对岩溶储层的精准预测。      

陇东盆地西部岩溶地下水形成机制研究

陇东盆地西部处于鄂尔多斯盆地西缘逆冲推覆构造带，新元古-下古生界碳酸盐岩裸露或浅埋，构成-南北向展布的岩溶水富集带。通过运用构造控水分析、水化学同位素等方法，对岩溶裂隙水系统进行了深入的分析与讨论。指出本区岩溶水的空间分布明显受南北向逆冲推覆构造控制，储水空间以岩溶裂隙为主，构造条件是岩溶发育和岩溶水富集的主要制约因素。岩溶水化学特征具有明显的南北差异，在补给条件优越的中南部平凉-华亭地区，水化学主要由含水层岩性及其赋存条件决定。岩溶地下水以大气降水来源为主，对于埋藏型岩溶水表现为多源水混合而成。根据岩溶水的空间分布与水动力场特征及其补径排条件，全区可划分为平凉、华亭和环西3个相对独立的岩溶水系统．并以此可作为水资源评价的基础。这些认识对于深入了解西北干旱-半干旱地区岩溶水赋存及富集规律、形成与演化机理和在该区开发利用岩溶地下水资源具有重要的科学意义。     

莱芜市泉河地区岩溶塌陷特征及成因分析

在20世纪80年代以来,莱芜市泉河地区发生多起岩溶塌陷,而且岩溶塌陷的发生具有突发性、重复性。在已有研究成果的基础上通过现场调查,系统总结了莱芜市泉河地区岩溶塌陷特征,即岩溶塌陷的形成与分布在空间上具有方向性,在时间上具有阶段性与集中爆发期。岩溶塌陷发育情况、覆盖层条件和水文动态资料综合分析结果表明,莱芜市泉河地区岩溶塌陷是区内水动力条件的改变造成的。     

新疆西克尔地区下奥陶统鹰山组岩溶分带性研究

塔里木盆地岩溶缝洞型储层作为重要的油气储层备受关注,而目前预测此类型储层的方法较有限。在新疆伽什县西克尔野外露头区地表岩溶现象丰富,志留系地层以填平补齐的方式充填在一系列的溶沟和溶槽中,部分洼地中还有志留系地层残留,表明该区发育加里东中期岩溶。在本区岩溶古地貌的基础上,基于排泄基准面的分析,划分出3级岩溶台面并对应发育3期岩溶。据现代地貌学和岩溶学理论,按照水动力条件的不同并结合本区岩溶发育特征,运用岩溶旋回的观点将第二期岩溶剖面分为表层岩溶带、垂直渗滤带和水平潜流带,认识到西克尔地区古岩溶地下水发育规律及洞穴发育程度。构造运动是垂向岩溶分带性的主控因素;因此,在大的构造背景的前提下,可以有效地预测巴楚地区的缝洞型储层。     

岩溶隧道涌水及其专家评判系统

在我国岩溶区许多的铁路、公路隧道及水工隧道的修建中,遇到大量的岩溶涌水、突泥问题,给工程施工和运营带来很大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合作者多年实践经验,提出隧道岩溶涌水专家评判系统。该系统认为岩溶隧道涌水是隧道与岩溶水系统在四维时空交汇的结果,因此,必须根据隧洞揭露的强岩溶层、岩溶水系统分布、水动力分带、岩溶结构面分析确定涌水的可能性及性质。在此基础上,根据岩溶水动态计算动态涌水量。      

交口县岩溶地下水资源量估算

在综合考虑岩溶水存储条件及水动力条件的基础上,对山西省交口县的岩溶地下水资源进行了合理的分区,根据岩溶水分布特征及其地质、水文地质、水动力等条件,交口县裂隙岩溶水分布为郭庄泉岩溶水区和十字崖岩溶水区,并在分区的基础上对岩溶地下水资源量进行了估算,交口县岩溶地下水资源量为8 878.5万m^3/a。     

Karst groundwater resources in the countries of eastern Mediterranean: the example of Lebanon

The hydrogeological study of some karst systems in Lebanon shows important storage capacity, up to 27 billions m³ for Zarka system, the spring of Orontes River. Their geological and morphological settings, as well as their hydrodynamic function, show structures developed below the level of present springs, probably up to several hundreds meters at depth. Since Miocene, those carbonate formations were subject to a remarkable instability of their base levels. Variations of sea level, of which the Messinian salinity crisis is the major phase, and effects of the alpine orogenesis, combined with climate variations to develop complex, multiphased karst systems. Karstification occurs frequently in the whole formation, often deeply below sea level or underneath sediment filling of continental basins. The surface karst landscape is often intensely eroded. Those multiple, superimposed karst phases give the carbonate aquifers their large extension and storage capacity. These karst aquifers show the typical easy restoration of storage. They have the ability to bear large interannual recharge variations and support exploitation under high pumping rates. However, these aquifers have some disadvantages for sustainable management. In some regions, successful boreholes, which allow high pumping rates also induce uncontrolled exploitation. Another consequence is natural seawater intrusion, as well as the submarine discharge of fresh groundwater, in coastal aquifers. Those carbonate aquifers are subject to important economical stress which jeopardizes their durability. The systematic study and understanding of carbonate aquifers in Eastern Mediterranean is a preliminary condition to any integrated and sustainable management of water resources. Studies in progress in Lebanon may serve as examples to the whole region.     

徐州废黄河断裂带对岩溶塌陷的控制作用

徐州城区是岩溶塌陷地质灾害危害严重的区域,已发生的塌陷均展布在废黄河断裂带内,有明显的规律性,为断裂带地下水富集区过量抽水所造成。研究表明,废黄河断裂带内岩溶发育,发育有向上开口的溶洞和裂隙,断裂带沟通了不同时代的含水层,形成了地下水强径流带或富集带;地堑式断裂带构成的负地形形成了晚更新世和全新世古河道,古河道区域形成"单一透水型盖层"和"透-阻型盖层",使黄河泛滥沉积的砂性土直接覆盖在岩溶含水层上,为过量抽水发生岩溶塌陷提供了重要水动力条件。因此,废黄河断裂带及其伴生断裂控制了岩溶塌陷的形成条件,特别是岩溶发育强度、岩溶水文地质结构和地下水富集规律。     

Palaeo-karst collapse pillars in northern China and their damage to the geological environments

According to statistics, there are a total of 39 sites of palaeo-karst collapse pillars in Northern China, as well as 3,650 palaeo-karst collapse pillars. Through an overall survey and analysis of the distribution regularities and formation mechanisms of palaeo-karst collapse pillars in the northern coal mine regions, this paper found that the rock formation structures, geological structures, karst characters, underground hydrodynamic conditions of karst and neotectonic movement conditions are basic geological bases for the formation of karst collapse pillars and rule the distribution of them. Karst collapse pillars apparently have three south–north regularities in terms of distribution, and they have resulted in severe damages to geological resources and environment in their distribution areas: mine water inrush causing and coal resources damage and influencing the impounding of reservoirs as well as the stability of dam sites. Based on the basic geological features of palaeo-karst collapse pillars in northern China, this paper also introduces the new methods of integrated prospecting of successive approximation to determine hydraulic conductivity of palaeo-karst collapse pillars.     

湖南怀化盆地岩溶发育特征与分布规律

怀化盆地位于沅麻盆地和雪峰山冲断带2个构造单元接触带上,区内地质构造条件复杂,岩溶强烈发育。文章以区内碳酸盐岩为研究对象,通过资料收集、野外调查、钻探以及测试等工作手段分析空间上的地层、岩性组合特征,从岩溶形态、地层与岩性、构造条件、侵蚀基准面、地貌与水动力条件、可溶岩与非可溶岩接触带六个方面,系统总结怀化盆地岩溶发育特征。结果发现:研究区以覆盖型岩溶区为主,区内各类岩溶形态发育;区内自高向低存在三个溶蚀最发育段,其标高分别为500~600 m、210~270 m以及190~210 m,分别受历史侵蚀基准面、泸阳－怀化－中方谷地局部侵蚀基准面与舞水河侵蚀基准面控制;区内各地层钻孔遇洞率一般为57.1%~61.5%,最高为87.5%;谷地内各地层岩溶发育强度依次为厚层灰岩>白云岩>红层灰砾岩>薄层灰岩,但受地貌、水动力条件影响,溶蚀构造峰脊洼区的白云岩岩溶发育明显较谷地内更为强烈;舞水河沿岸、断层带附近、可溶岩与非可溶岩接触带以及山前冲洪积区等地下水交替循环强烈的地带,岩溶发育相对更为剧烈;区内岩溶强发育区主要分布于泸阳－城东新区、白沙－菜门溪一带。      

Isotope Hydrogeological Study of Karst Water in the Lu'' an Mining District and the Xin''ancun Spring Basin, Shanxi

Isotope hydrogeological study has shown that the water supply exploration area in the Lu' an coal mine may be divided into four zones of hydrodynamic conditions and the Xin'ancun Spring Basin where the mine is located may be divided into three Middle Ordovician karst water systems. This paper discusses the features of recharge, runoff and discharge of karst water in various zones, and hydrogeological parameters such as the age, flow rate and natural recharge of karst water have been estimated.