泰安—旧县水源区岩溶水开采与地质环境的关系

泰安－旧县水源区岩溶水因高强度开采，1989年起岩溶水降落漏半和第四系孔隙水疏干区范围迅速扩大，同时产生大面积的地面塌陷和地裂缝，岩溶水水质也趋于劣化。而在1993年关闭主要岩溶水开采井之后，岩溶水水位得以回升，水质变好，地面塌陷和地裂缝灾害减弱，并呈准稳定状态，说明合理开采地下水可以有效地保护地质环境。     

平顶山矿区岩溶地下水年龄的初步研究：兼与王广才等同志商榷

通过对平顶山矿区大气降水、地表水和地下水的氢、氧环境同位素的分析研究,利用稳定同位素氘和氧-18的关系,分析确定岩溶地下水的起源和形成,根据放射性同位素浓度的变化规律,推算在现有开采深度内各地岩溶地下水的年龄。     

华北东部深部岩溶及煤矿岩溶水害特征

针对我国华北东部煤矿井开采深度迅速增加,矿井岩溶水害日益加重的客观问题,文章分析讨论了深矿井开采的基本概念,通过统计分析,得出中国东部主要煤矿井目前开采深度达到600 m左右且以12 m/a左右的速度向深部延伸的变化趋势。从华北东部地区沉积古地理环境与地壳运动演化史方面分析了该地区厚层奥陶纪灰岩的形成及其后期岩溶发育过程。通过对研究区几个重点矿区揭露的奥陶系灰岩岩溶发育特征在穿层和顺层方向上随深度变化规律的分析,揭示出华北东部主要煤矿区奥陶系灰岩岩溶发育特征在垂向上具有弱-强-弱和顺层方向上随埋深具有由强到弱的变化规律。提出了华北东部煤矿深部开采将面临的岩溶水害问题及其防治水技术思路。      

浅析铜陵地区地质构造与岩溶塌陷分布的关系

正铜陵地区岩溶塌陷十分发育,为该市最突出的地质灾害,自有详细记录的1955年小街地区岩溶塌陷至2017年,先后有31处被列为岩溶塌陷地质灾害点,造成巨大的经济损失,为矿业开采、工程建设带来重大影响。区内地质构造发育,对岩溶塌陷控制作用明显。本文通过研究岩溶塌陷在地质构造上的分布特征,浅析地质构造对岩溶发育的强弱、方向、深度的影响。     

圆梁山隧道桐麻岭背斜段岩溶与岩溶水特征研究

在简述桐麻岭凝斜地质环境的基础上，较详细地论述了前斜区，特别是部岩溶发育分布特征以及岩溶发育深度，岩溶水的发育分布与补给，迳流，排泄特征。     

广花盆地岩溶地质灾害与防治建议

广花盆地是覆盖型岩溶强烈发育和岩溶塌陷显著一严重区,又是广州市重要后备水源地。根据岩溶塌陷的现场记录、房裂调查、地貌特征调查和第四纪松散层特征分析,圈定了多个岩溶塌陷区,并归纳为显著和严重2个岩溶塌陷区域,花都区新华一白云区江村一带为岩溶塌陷严重区域。岩溶区地下水的过度开采加速了岩溶水循环,加剧了岩溶发育与岩溶塌陷,覆盖型岩溶水污染也相应加重,污染物以总铁、NO3^-、NO2^-、NH4^＋为主,次为COD、矿化度等。因而应合理开采地下水,综合防治岩溶地质灾害,以促进经济建设可持续发展。     

杭州市环西湖覆盖型岩溶地面塌陷成因及预防

覆盖型岩溶地面塌陷是西湖风景区潜在的工程地质问题之一。本文根据杭州市环西湖覆盖型岩溶地区多年水位观测资料和岩溶水开采强度资料,从时间上把岩溶水开采历史概化为3个阶段。不同开采阶段地下水位动态变化特征不同,因此岩溶地面塌陷表现为不同的塌陷形式,具有不同的成因机制。分析表明：研究区岩溶地面塌陷机制经历了扰动一压密、渗透一潜蚀、真空吸蚀3个演变阶段。本文根据研究区岩溶地面塌陷成因类型和现阶段岩溶水开采情况,提出岩溶地面塌陷预防措施。     

岩溶发育垂直分带及其工程地质意义

简述了岩溶发育的垂直分带性和岩溶发育的下限深度，概述了不同类型的岩溶发育垂直分带方案，讨论了现有岩溶发育垂直分带的特点。     

云南省岩溶水系统特征及调查要点

云南省岩溶分布面积110 875.7km2,占全省面积的28.14%。主要分布于东经102°以东、元江以北的滇东片区,以及滇西北、滇西保山至沧源片区。滇西北岩溶区,纵谷深切,岩溶水快补速排,是以江河汇水区为主的岩溶流域。滇西北东部和滇西岩溶区则山间盆地也较发育,也形成以盆地为汇流中心的岩溶流域,岩溶水在盆地中排泄到地表之后再向大江大河汇聚。滇东岩溶区则以山间盆地及河谷汇水区为主要的岩溶流域。云南岩溶区,由于强烈构造运动,断裂交错发育,各时代地层被切割成不同形态的断块或条带,错落分布于不同高程上,加之岩溶含水层与非岩溶相对隔水层在垂向上的间隔分布,从而形成诸多水文地质特征不同、相对独立、不同等级的岩溶水系统。本文岩溶水系统分类分级以岩溶水循环特征为纲,根据水文地质条件及其基本特征差异性进行分类;按照从上到下、由一般到具体的次序进行分级。分类力求反映各类型的基本特征和共性,便于剖析和归纳总结岩溶水的运动和赋存规律。一级:研究对象———岩溶水。二级:根据岩溶水循环深度和周期长短,划分为浅循环和深循环两类岩溶水系统。浅循环岩溶水系统是指岩溶水循环深度较浅,循环周期在一个水文年内,受降水的季节变化影响明显的岩溶水系统。深循环岩溶水系统是指岩溶水循环深度大,循环周期长达数年或数十年以上,受降水的季节变化影响微弱或不受其影响的岩溶水系统。三级:具体的补给、迳流、排泄系统(称水文地质单元),多以地下分水岭、透水性弱的岩土体、断裂以及河流等构成其边界。对于浅循环岩溶水系统,岩溶导水、赋水空间的发育和空间分布受碳酸盐岩的成层性特征控制明显,在勘查和开发实践中,往往将其视为层状含水层组。对于岩溶水的形成、运动、赋存特征,含水层组的埋藏条件起着突出的作用。因而,根据岩溶含水层组埋藏条件的差异,进一步划分为:裸露型、裸露-覆盖型、裸露-埋藏型三类岩溶水系统;对于深循环岩溶水系统,岩溶水的运动和赋存受地质构造控制,主要存在两种类型:一是深埋藏层控型,另一类为断裂带型。裸露型岩溶水系统是指岩溶含水层组由岩溶山地补给区延伸至盆、洼、谷地排泄点或带,基本上呈裸露展布。此类系统岩溶发育极不均匀,导水、赋水空间以溶洞管道为主,岩溶水主要为暗河流,沿暗河有许多落水洞、天窗、溶井、脚洞与其沟通,岩溶水通过这些通道获得补给,岩溶水系统储存调节能力弱,水位流量季节变化剧烈。岩溶水流以快速流为主,多以大泉、暗河形式排泄。裸露-覆盖型岩溶水系统,是指岩溶含水层组由裸露岩溶山区延伸至松散土层覆盖区,由裸露过渡为覆盖型的岩溶水系统。多分布于断陷盆地和底部存在近期沉积的谷地、洼地区。此类系统由于补给条件好,水循环交替快,允许开采量大,且覆盖型岩溶含水层组具有一定量的储存资源可以发挥调节作用,是一般供水勘查和开发的主要对象。目前,已经勘查和开发的也主要是这类岩溶水系统。这类岩溶水系统的主要特征,一是均可划分为差异很大的裸露和覆盖型岩溶区。前者是岩溶水的补给、迳流区,岩溶赋水空间为不均匀的洞管隙系统,岩溶迳流主要为快速的管道流。后者往往处于断裂的下降盘,岩溶发育相对均匀、连通性好,其水文地质特征等效于多孔介质,地下迳流主要为慢速的扩散流;二是系统水资源大部分从山边暗河出口或大泉排泄到地表,地下水资源的开采,应以截流提引和建库调蓄开采暗河或大泉为主。但覆盖区往往处于断陷区,岩溶发育深度大,有较大的储水空间和储存量,可同时布井开采,起到调节暗河或大泉枯季流量减少的作用;三是系统内部存在统一的水力联系,当覆盖区过量开采时,首先表现为袭夺暗河和大泉流量,甚至导致其干涸,进而造成大范围水位持续下降,在一定的条件下还可能引起岩溶塌陷等地质灾害。因此,必须按系统完整地进行勘查评价工作,系统规划开采方案。裸露-埋藏型岩溶系统指岩溶含水层组由裸露岩溶山区延伸至其它非可溶岩埋藏区,由裸露型过渡为埋藏型的岩溶水系统。这类系统的特征与裸露-覆盖型岩溶水系统基本相同。但埋藏型岩溶含水层组赋水空间以发育较均匀的网状岩溶裂隙为主,富水性及透水性更为均匀,一般都赋存承压水,水质优良,动态稳定。这类系统的卫生防护条件和环境条件更好,埋藏区在岩溶含水层组上覆岩层完好的条件下,与上层潜水及地表水基本无水力联系,不易产生含水层污染和岩溶塌陷等地质灾害。此外,埋藏型岩溶含水层组的分布可能达到盆地、谷地边缘山坡之上,更有利于利用。深埋藏层控型岩溶水系统,是指岩溶裂隙含水层组埋深在数百至数千米以上的岩溶水系统,这类系统富水性均匀,富含承压水,其富水性、水温、水质主要受埋深和构造控制,基本不受气象水文、地形地貌条件的影响,地下水循环周期在数十年以上。在断裂作用强烈的断陷盆地区,多赋存有水质优良的热矿泉水。断裂带型岩溶水系统,是指沿断裂破碎带形成的带状或脉管状岩溶水系统,靠裂隙及破碎带导水,在地形高差产生的水压差以及地下水温差作用下,形成地下水对流系统。具有系统分布范围狭小,对流通道分布随机,循环深度大,循环周期长,水位、流量受气象水文、地形地貌条件的影响小,较为稳定,水温较高的特点。当对流通道通过浅部孔隙、裂隙或岩溶含水层组时,一部分深循环水流会扩散到这些含水层组中,在深循环水流通道附近形成一定范围的囊状或带状水温异常区。对于浅循环岩溶水系统岩溶水的调查评价。裸露型岩溶水系统,应重点通过遥感、水文地质测量、洞穴探测、取样分析、地下水动态观测和示踪试验等手段,查明岩溶水补给和赋存条件、暗河系统的埋藏分布、各类岩溶水天然出露点和富水块段,以及岩溶水动态和水质、岩溶水系统的储存调蓄能力和人工调蓄的条件、地质环境条件。水资源评价以水文分析法为主;裸露-覆盖型岩溶水系统及裸露-埋藏型岩溶系统,勘查工作应根据裸露区、覆盖(埋藏)区的不同特点布置,裸露区的勘查要点基本上同裸露型岩溶水系统。对于覆盖(埋藏)区,主要应用物探、钻探、抽水试验、连通试验和取样分析测试等手段,查明:含水层组的埋藏分布及边界,与裸露型岩溶补给、迳流区的关系,岩溶水平和垂直分带,含水层组的富水性,富水块段的分布位置,迳流场特征,盖层的稳定性及其它环境地质条件,取得有关水文地质参数等。这类系统岩溶水资源主要是降水渗入(灌入)补给量,一些地区还有部分地表水渗入、系统外含水层的越流补给量,在气象因素影响下,具有年和多年的周期性变化规律。但这类系统一般具有较大的储存量,在枯水期可对开采量起到调节补偿的作用。因此,水源地均为调节型。岩溶水开发利用,通常采取截引裸露区的大泉或暗河与在覆盖(埋藏)区打井调节的方式联合开采。由于裸露区与覆盖(埋藏)区水力联系密切,因此,对于岩溶水允许开采量的评价,必须系统地进行,应采用裸露区的统计或灰色模型与覆盖(埋藏)区的确定性模型联合模拟评价。深循环岩溶水系统岩溶水的调查评价,应根据层控型岩溶水系统的水文地质特征进行。其勘查手段主要以区域水文地质测量、物探、钻探、抽水试验、水化学分析、地下水测年、水位观测等手段,查明系统所处的大地构造背景、岩相古地理及地质发展史、含水层组的埋深、分布及厚度、富水性、盖层类型及特性、基底类型及特性、以及系统的侧向构造边界,取得有关参数。通过地下水迳流场、温度场、水化学场的分析,结合测年结果,确定地下水有无补给及其循环速度。这类系统一般只能获得相邻含水层的越流补给,其补给量有限,循环速度慢,开采量主要是储存量,水源地多为非稳定的消耗型水源地,开采方式主要为井采。这类系统有条件应用确定性模型评价地下水允许开采量。断裂带型岩溶水系统,根据其水文地质特征,适宜采用水文地质测量、动态观测、水化学分析、地下水测年等手段,查明地质背景、导水构造特征、导水通道及泉点的分布、水量、水质及其动态。这类系统以提引泉水开采为主,在深循环水流通道附近形成一定范围的囊状或带状水温异常区的条件下,也可适量布井开采。允许开采量的评价以泉流时间系列分析为主。     

运用PDCA循环 提高止水质量

在渭北勘探开采岩溶水的钻探施工中，运用全面质量管理和方法，解决了岩溶地区的止水难题取得了好效果。     

河南洛阳龙门石窟溶蚀病害机理的研究

河南洛阳龙门石窟位于碳酸盐岩体中,易于溶蚀。近年来,石窟区伊河水以及雨水中Cl-、SO2-3等有害离子明显增加,加剧了石窟的岩溶病害。在龙门石窟溶蚀现4、NO-4、NH+状调查的基础上,从岩溶的空间分布规律、岩体结构渗水连通网络和微观结构等方面探讨了溶蚀病害的机理。提出治理龙门石窟溶蚀病害的根本途径是治水,应该通过裂隙注浆,设置地表防渗铺盖和地表排水系统等止水措施,杜绝雨水入渗到洞窟内溶蚀雕刻品。此外,对现有岩溶沉淀物可以采用软化剥离的方法进行人工清除,对雕刻品上的溶洞、溶沟等可采用石窟原岩岩屑调制的修复砂浆进行充填修复。     

北川县通口水电工程区岩溶发育特征探讨

研究区岩溶形态有溶沟、溶槽、溶斗、落水洞、溶蚀洼地以及大量的溶洞;影响岩溶发育主要因素有地层岩性、地质构造以及地貌。坝址区岩溶具有分带性特点;河床地带有利于岩溶的发育,坝址右岸和左岸岩溶发育存在差异。     

探地雷达用于人工挖孔桩桩底岩溶探测的应用研究

在岩溶地区进行楼房建设、工厂修建、修路架桥时,其桩基的设计很多采用人工挖孔嵌岩灌注桩（人工挖孔桩）。通过对人工挖孔桩桩底目前几种探测手段的对比分析,运用探地雷达方法对桩底进行岩溶探测有其独特的优势。文章首先介绍了探地雷达桩底探测的具体方法,并根据介质介电常数的变化分析了探地雷达天线在桩底的辐射特征;其次,对桩底的两种地质模型进行了正演模拟;最后对岩溶地区人工挖孔桩底实测探地雷达剖面进行了分析解释。     

威远气田震旦系灯影组古岩溶与成藏探讨

四川威远震旦系灯影组为一套浅海相潮坪环境下沉积的藻白云岩沉积，其发育的古岩溶循征具有纵向上的多期性和横向上的不均性。根据古岩溶的特征，笔者将其划分为以间岩溶，风化壳岩溶和缝洞纱岩溶三种类型，并对其不同的判别标志进行了详细研究和论述。层间岩溶和碳酸盐岩地层在沉积期或成岩早期抬暴露地表，受到大气淡水渗入淋滤所发生的岩溶作用；风化壳岩溶系指碳酸盐岩地层长时间受到大气淡水的淋滤作用，由于淡水的渗入和循环地层进入埋藏期后，随着埋藏深度的增加，在地层中不断排出压释水作用下，碳酸盐岩中发生的岩溶，威远构造的灯影组的震四顶的层间岩溶和震四顶的风化壳岩溶，成为威远气田气藏的主要储集层。尤其是震四顶风化壳岩溶发育时，形成一个古潜丘，孔洞发育的潜丘属于古圈团类型，有利于油气的早期聚集成藏。     

长白山仙人桥温泉断裂岩溶复合型地热成因模式

长白山仙人桥温泉是我国著名的矿泉水疗养旅游胜地,阐明其成因模式对于温泉区的进一步开发和热水资源的可持续利用具有一定的指导意义。笔者采用地质学、水文地质学和地球物理学结合的方法对其进行了系统研究。结果表明,该区属中低温对流型地热系统,地热成因模式为断裂岩溶复合型。热储层主要为古生界寒武系和奥陶系灰岩,灰岩本身的孔渗条件较差,但后期发育的构造裂缝和溶蚀裂缝却极大地改善了热储层的储集性能;盖层主要为中生界侏罗系安山岩和安山质火山碎屑岩,封闭性较好。长白山一带的大气降水沿侧向断裂和溶蚀裂缝渗入热储层中成为地下水;然后经正常大地热流加热成为地热水,热储温度为89~118℃,循环深度为2 853~3 820m;最终地热水在区内NE向与NW向断裂交汇处富集并沿导水断裂上涌形成温泉。因此,该区断裂交汇和岩溶发育的部位是地热勘探的有利部位。该结论为该区类似地热资源的勘探提供了理论依据。     

冀中坳陷奥陶系多期岩溶发育特征

冀中坳陷奥陶系岩溶储层发育,但在不同的层位和不同的地区岩溶孔洞缝的发育程度差别很大,表明岩溶发育的主控因素不同。通过显微镜下和露头剖面对裂缝产状和切割关系的分析,识别出了至少三期裂缝。研究表明:这三期裂缝分别对应于印支期、燕山期和喜马拉雅期的岩石破裂事件。通过露头、镜下对孔洞缝形态的研究,结合胶结物的阴极发光特征,认为冀中坳陷奥陶系存在同生期岩溶、埋藏期岩溶和表生期岩溶。多期的岩溶作用形成了目前奥陶系的岩溶储层。不同时期的构造活动对冀中坳陷的岩溶作用影响不同。在近地表环境下,奥陶系经历的构造活动越强烈,溶洞发育率越高。对比冀中坳陷内各岩溶古地貌类型和放空漏失的数据,表明岩溶洼地也是有利的古地貌类型,分析认为这种岩溶洼地为不积水的岩溶洼地。岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地在垂向上具有不同深度范围的水平岩溶分带,对应于不同地貌类型下的渗流带和潜流带。在靠近深大断裂带附近,有大量的钻具放空和泥浆漏失,并且流体包裹体均一化温度表明有热液的存在。在岩溶作用较弱、溶洞发育率低的区域,白云岩和石灰岩的薄互层段是有利的岩溶发育层段。     

碳酸盐岩地区古风化壳岩溶储层

世界整装大油气田均以海相盆地为主,储集类型首推碳酸盐岩岩溶孔洞＋裂缝.岩溶发育的程度除相控外,层序不整合界面与区域性地层不整合面的复合面,在表生成岩作用环境下可形成碳酸盐岩古风化壳型岩溶.塔里木盆地和鄂尔多斯盆地奥陶系古喀斯特油气藏的重大突破,佐证了碳酸盐岩岩溶储层的特殊意义.我国海相盆地碳酸盐岩风化壳岩溶的形成和演化,均与加里东构造旋回中的幕次古隆起和海平面下降共耦,埋藏期和热水溶蚀的叠加可改善岩溶的储集性能.在大面积覆盖的油气田区预测古风化壳型的岩溶储层,可通过地震剖面追踪区域性地层不整合面和层序界面,圈出古岩溶的时空展布、推测古岩溶地貌以及与不同层位岩性相的关系.孔洞充填方解石与碳酸盐围岩的氧碳同位素有别,前者的Z值小于120,是反馈淡水岩溶环境的重要标志之一.     

塔里木盆地顺北地区奥陶系碳酸盐岩层序模式及其意义

近年来塔里木盆地顺北地区深层碳酸盐岩油气勘探取得了丰硕成果。依据全球海平面变化,结合钻井及地震资料,将顺北地区奥陶系下统—中统碳酸盐岩划分为1个二级层序,8个三级层序,总结了每个层序界面及层序内部特征,提出顺北地区奥陶系碳酸盐岩发育三种层序模式——海侵、高位与低位模式,并分析其控制因素。顺北地区奥陶系碳酸盐岩主要储集空间显示为大型岩溶洞穴,位于三级层序界面之下的蓬莱坝组岩心与薄片具明显的溶蚀孔洞特征,反映了低位期岩溶与高位期岩溶对顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层发育的控制作用。顺北地区地表水无法通过断裂从上穿过约800 m的奥陶系上统泥岩段,进入中下统碳酸盐岩储层,因此塔河地区“断溶体”理论并不适用于顺北地区,三级层序界面控制的岩溶作用是顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层形成的主要控制因素。     

基于ANN模型重塑岩溶地下河系统流量数据可行性研究

西南岩溶地区地下河系统的多层次和多级性特征,决定了其输入因子与响应因子之间为非线性关系,传统的统计方法在揭示此类关系时效果欠佳,而人工神经网络模型( Artificial Neural Ne two rk—— ANN)正好弥补了此项不足,其在原理和构模上均表现出与岩溶地下河系统十分相似的特点。通过对广西地苏地下河系统水量数据的重塑发现, ANN模型重塑的效果明显优于传统的回归分析法,证明了运用ANN模型重塑岩溶地下河系统流量数据是完全可行的。