外源水对灰岩和白云岩的侵蚀速率野外试验研究——以桂林尧山为例

以桂林尧山为基地,用灰岩和白云岩试片作了外源水对灰岩和白云岩的侵蚀速率的野外观测试验,得出外源水对灰岩的侵蚀速率在10-7mmol/cm2.s数量级,或约1000mm/ka;而外源水对白云岩的侵蚀速率在10-8mmol/cm2.s数量级,或约200mm/ka.此外,还发现,灰岩侵蚀速率对水动力条件的变化远较白云岩敏感,即流速增大时,灰岩溶解速率增加明显,而白云岩溶解速率仅有少量增加,这可能反映出两种主要的碳酸盐岩在溶解速率控制机理上存在着差异.     

活动构造对高原边界侵蚀速率空间分布的控制作用——以龙门山地区为例

利用穿过龙门山地区的河流水文与泥沙资料估算该地区现代侵蚀速率,进而研究探讨其空间分布的不均匀性。年代尺度的现代侵蚀速率空间分布表明,高侵蚀区分布于控制高原边界的龙门山活动断裂带和岷山活动断裂带附近且位于逆冲断裂上盘宽约50km范围内,其值达0.5~0.8mm/a。在地形上,该高侵蚀速率区对应于陡峭高原边界的地形陡坡带。自龙门山断裂带向高原内部,侵蚀速率快速降低,在距离断裂带北西200km的地区侵蚀速率小于0.05mm/a。河流输沙量估算的现代侵蚀速率值与河沙宇宙成因核素估算的千年时间尺度的流域平均速率和低温热年代学方法估算的百万年时间尺度的单点平均侵蚀速率基本一致。季风降雨在龙门山地区也存在自东南向北西递降的趋势,但年降水量自山前的1000mm到高原内部的600mm 的递减梯度较小,不足以解释侵蚀速率的一个数量级的减小。气候对侵蚀作用的影响更多地表现在时间域随季风降雨强度的年及季节性波动而震荡,最突出的表现为80% ~90%侵蚀产物在6~9月被季风降水输移出去。逆冲断裂上盘宽约50km的高侵蚀区以及与地形陡坡带的对应性,体现了断裂上盘物质在从较平的断坪向较陡的断坡区运移过程中抬升增加的侵蚀卸载均衡。0.5~0.8mm/a 的抬升剥蚀率与该地区已知的1.4~3.0mm/a的水平缩短速率匹配,说明龙门山高原边界地形处于通量平衡态,且上地壳缩短与龙门山边界的陡降地形是匹配的。     

硫酸对典型岩溶流域碳酸盐岩溶蚀及碳循环意义:以广西平果岩溶流域为例

为探讨硫酸参与碳酸盐岩的溶蚀过程和对碳循环的影响,选择广西西南部平果县西南部右江中游以西典型岩溶流域,利用流域地表水和地下水水化学及碳同位素（δ¹³C_DIC）探讨了流域水化学特征及其主要影响因素,并利用水化学计量法对硫酸溶蚀碳酸盐岩的比例和对HCO₃^-离子的贡献比例进行了定量计算。结果表明：1）研究区水化学类型为HCO₃-Ca型,Ca²⁺和HCO₃^-是地下水和地表水最主要的阳离子和阴离子,水化学特征主要受碳酸盐岩化学风化作用的控制;2）地下水和地表水δ¹³C_DIC值介于-5.90‰~-16.62‰之间,大多数水样[Ca²⁺+Mg²⁺]与[HCO₃^-+SO₄^2-]当量平衡,[Ca²⁺+Mg²⁺]/[HCO₃^-]当量比值介于0.86~1.31之间,平均值为1.13,大部分大于1,表明除碳酸外,硫酸也参与了溶蚀碳酸盐岩;3）硫酸溶解碳酸盐岩对地下水（Ca²⁺+Mg²⁺）和HCO₃^-的贡献比例分别为0~46.88%和0~30.62%,平均贡献比例分别为20.08%和11.81%;对地表水（Ca²⁺+Mg²⁺）和HCO₃^-的贡献比例分别为14.67%~67.65%和7.92%~51.11%,平均贡献比例分别为38.88%和26.35%,显示了硫酸显著地参与了流域碳酸盐岩的溶蚀。硫酸参与流域碳酸盐岩的溶蚀改变了区域碳循环,这是全球碳循环模型应考虑的一个重要环节,不能被忽视。

     

断裂控制的非暴露型大气水岩溶作用模式——以塔北Ym2构造奥陶系碳酸盐岩储层为例

岩溶储层在碳酸盐岩储层中占有重要的地位,但过去一直认为表生期碳酸盐岩地层抬升至地表受大气水潜水面控制的岩溶作用是其主要成因.本文在充分认识塔北英买2地区构造地质背景的基础上,通过岩石学、地球化学及其与岩溶成因和控制因素关系的综合分析,提出在地层沉积序列完整的内幕区也可形成大气水岩溶作用改造的缝洞型储层.以岩芯和薄片观察...