洞穴遗址保存环境的探测与研究--以桂林甑皮岩遗址为例

合理开发、利用并保护洞穴遗址是传承和发扬遗址文化的重要前提。文章以桂林甑皮岩洞穴遗址为例,通过对遗址的探测与监测,在认识遗址水文地质单元和地下水特征的基础上,识别其在保存与开发过程中存在的问题,从而提出保护遗址的可能措施,同时也为类似条件洞穴遗址的保护提供参考。研究结果表明甑皮岩遗址的三个保护区存在的问题各不相同:核心保护区主要面临化学侵蚀的风险;一级保护区现有的保护手段缺乏多样性;二级保护区存在监测力度不够的问题。据此提出以下措施:(1)核心保护区应深入研究地下水和还原环境对文化层侵蚀作用的机制;(2)一级保护区应加强对污水排放的管理,增多保护洞穴遗址的形式和手段;(3)二级保护区应加大对环境指标的监测力度,管控保护区范围内工程的建设。由此扩展到一般性洞穴遗址的保护措施有:建立能够显示环境动态的长期监测体系;采用3S技术建立监测网络并辅助规划决策;规范洞穴遗址的勘查与规划管理;多途径提高洞穴遗址保护的宣传力度和公众的参与乐趣。     

新疆喀拉通克镁铁质岩体群的岩石成因研究

喀拉通克镁铁质岩体群位于准噶尔板块北缘,由13个小岩体组成。主要岩石类型为方辉橄榄岩、橄榄苏长岩、辉长苏长岩、辉长岩、淡色辉长岩、辉长闪长岩等。主要造岩矿物为贵橄榄石、普通辉石、紫苏辉石、斜长石和数量较多的褐色普通角闪石、黑云母等。主量元素分属钙碱性系列、岛弧拉斑玄武岩系列和具有MORB属性的拉斑玄武岩系列。大多数样品具有高LREE/HREE比值、富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）。ε_Nd(t)=＋6.2~＋8.2,4件样品的ε_Sr(t)=-0.6~-36.3,另有1件样品为+36.5;(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb) _i=17.784~18.008,(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) _i=15.400~15.555,(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb) _i=36.973~37.560。元素地球化学和Nd、Sr、Pb、Os、O、S同位素体系证明,岩浆仅在局部遭受了同化混染作用。原生岩浆为高镁的拉斑玄武岩浆（MgO=11.6%）。岩浆在上侵和运移过程中经历了以单斜辉石为主的暗色矿物的广泛分离结晶作用和斜长石的凝聚,导致了淡色辉长岩的广泛分布和超镁铁岩的严重缺失。岩浆源区由被消减板片交代的地幔楔物质和软流圈地幔物质组成,因而富集不相容元素和水,并因交代作用与岩浆生成的时差短,而保持放射成因同位素的亏损状态。在岩石圈根部拆沉和软流圈地幔上涌过程中生成了喀拉通克镁铁质岩体群。     

寄主岩浆硫化物和氧化物矿床的镁铁质-超镁铁质岩体对比分析与成矿过程评述

镁铁质-超镁铁质岩体是世界上岩浆硫化物(Ni-Cu-PGE)和氧化物(Fe-Ti-V-P)矿床的主要载体.全球主要岩浆硫化物和氧化物矿床均可以产于大火成岩省、克拉通区的裂谷带或伸展环境、褶皱带内的后碰撞伸展环境.寄主岩浆硫化物矿床的岩体规模相差甚大(从6×104km2到＜0.1km2),既有超镁铁质岩石组合也有镁铁质岩石组合,但其原生岩浆主要为拉斑玄武质岩浆.含镍铜的铂族元素矿床主要赋存于规模很大的层状岩体中,而镍铜硫化物矿床主要赋存于小岩体中.寄主钒钛磁铁矿或磁铁矿矿床的岩体主要是以辉长岩为主的层状杂岩体.寄主钛铁矿-磷灰石矿床的岩体均为层状的斜长岩-纹长二长岩-紫苏花岗岩岩体.尽管其岩石组合相差很大,但其原生岩浆均属拉斑玄武质.寄主硫化物矿床的岩体相对富Si、Mg、Cr、Ni,而寄主氧化物矿床的岩体相对富Fe-Ti-P-V,造岩矿物晶体化学也反映了这种差异.对全球主要含矿岩体的对比分析表明,导致这种反差的主要控制因素应该是岩浆生成时的压力状态,源区性质和熔融程度的差异可能只在局部范围内起作用.对岩浆硫化物矿床成矿过程的认识集中体现在金川模式和岩浆通道模式上,对岩浆氧化物矿床成矿过程的认识体现在氧化物和磷灰石是堆晶相还是从不混溶的矿浆中结晶的.对比分析表明,成矿过程具有多样性,试图用一种模式概括所有同类矿床成矿过程的想法未必可取.毫无疑问,适宜的氧化还原环境是形成岩浆矿床的必要务件,伴随岩浆演化及成矿过程的氧速度变化及其诱因问题尚待进一步探索.     

岩溶地下河污染物运移特征及自净能力 ——以广西里湖地下河为例

以广西里湖地下河为研究对象,通过观测地下河系统中污染物的运移行为来研究其自净过程。于不同季节沿着地下河的径流方向进行一个水文年的调查取样。结果发现地下河主要受到NO₂-N、NH₄+-N、COD和As、Cd、Hg等重金属的污染。污染物从地表进入岩溶含水层,到达地下河出口时部分污染物浓度衰减明显,说明一些离子有明显的自净能力。因地下河的结构和部分管道半充水状态、明暗流交替等水文地质条件,地下河的自净机制主要是物理过程的稀释作用和化学过程的氧化还原反应。通过对比地下河主要离子的衰减量和衰减速率,发现衰减比例最高的为铵态氮,最低为保守元素氯离子。根据衰减速率,将水中的离子和微量元素分为4种衰减特征类型:TFe、Al和Zn一旦进入岩溶含水层后全部衰减;K、Na、Mg、F、Cl、HPO₄和TP在洞穴伏流段具有最高的衰减速率;来自生活和工业污染的NH₄-N、COD_Cr、BOD₅从上游至下游逐渐减少;Mn、 Ba和Hg从明流转为伏流时衰减速率最快,但在洞穴伏流内存在二次悬浮。     

灵水岩溶泉浮游植物群落结构及其对水环境的指示作用

灵水湖内沉水植物自2010年逐渐消亡,至2013年已基本消失,为探究岩溶水生态系统退化的原因,于2016年4、7、10月对灵水和罗波潭两个水环境相似的岩溶泉进行浮游植物调查和水环境监测。结果显示:灵水优势种共3门16种,罗波潭优势种共3门13种,两者的浮游植物相似性为60%。3次调查种类数基本不变,丰度均表现为4月>7月>10月。生物多样性指数和叶绿素水质评价均显示罗波潭优于灵水,说明沉水植物消亡会引发水环境退化。浮游植物与环境因子的RDA和相关性分析显示,总氮(TN)是浮游植物群落的决定性因子,而浮游植物对氮营养盐更强的摄食能力可能是灵水沉水植物消亡的原因之一。岩溶水环境的HCO-3 和Ca2+浓度可以指示浮游植物的生长状态。      

森林覆盖的喀斯特地区表层岩溶带的产流阈值

选择中国南方喀斯特森林石山地区的表层岩溶带中出露的泉水为研究对象,通过对泉水水位、pH、电导率、水温和降水的连续监测,发现表层岩溶带的降水补给的产流阈值为12mm。同时分析了不同降水补给引起的表层岩溶泉pH、温度、电导率的变化规律。雨季pH在降水后出现暂时的降低,电导率和水温出现暂时的升高。旱季pH、电导率等表现出比雨季更复杂的变化。按照水位、pH、电导率、水温对降水补给的反应的强弱不同,将表层岩溶带对降水的反应分成三个等级。第一等级为表层岩溶泉的流量等都不发生变化;第二等级是表层岩溶泉的4个指标有部分发生微小缓慢的变化;第三等级是表层岩溶泉的4个指标发生显著的变化。表层岩溶带的产流阈值是区别有效降雨和无效降水的标准,并对理解岩溶地下水的形成有帮助。     

广西主要地下河水质评价及其变化趋势

采用广西境内32条典型地下河20世纪70年代末、80年代初和21世纪初两个时期所取的64个水样品的分析结果,对地下河水质进行了评价,分析了地下河水中主要离子20年来的变化趋势和原因。结果表明,地下河水中绝大部分离子和指标符合地下水质量标准(GB / T14848-93)规定的Ⅰ 、Ⅱ类水质标准,地下水质量较好,但离子浓度普遍升高,水质有恶化倾向。升高最显著的是SO42-、NO3-及总溶解固体, HCO3-、Ca2+、Mg2+、K+、总硬度和永久硬度有所升高, Cl-、p H值有下降趋势。离子浓度的变化是SO2、CO2等酸性气体排放量的剧增、过量施用化肥、石漠化等造成环境酸化的结果。      

桂林硝盐洞洞穴滴水示踪及气候环境意义研究

洞穴滴水对大气降水的滞留时间的研究是准确解译洞穴沉积物气候环境代用指标的重要内容。由于研究尺度和技术手段的差异,目前对滞留时间的研究重视程度仍不够。基于此引入水文地质领域成熟的示踪方法,对桂林丫吉硝盐洞滴水对大气降水响应时间进行了连续高分辨率的研究。利用野外自动化荧光仪和荧光示踪剂,实现了滴水的自动化示踪研究,节省了人力物力且提高了分辨率。通过两次示踪试验,确定了桂林丫吉硝盐洞滴水雨季对大气降水的响应时间小于48h,一些强降雨事件,滞留时间甚至小于4h。发现滴水的温度变化可以作为高分辨率监测时大气降水形成径流的示踪剂。对于桂林丫吉硝盐洞XY5常年性滴水点,雨季日降雨强度大于16.3mm就可以形成径流,并被监测到。XY5滴水点主要存在两个水源补给,常年的基流补给和大气降水的快速补给。这些认识对洞穴滴水监测和洞穴沉积物古气候环境重建有着很好的借鉴意义。     

大同云冈石窟可溶盐的分布及硫同位素特征

云冈石窟的盐分是促进砂岩风化的重要因素.石窟岩壁上的盐类晶族以硫酸盐沉积为主,主要成分为泻利盐、石膏;其次为碳酸盐沉积物,主要为方解石和碳酸镁.砂岩体中硫含量与石雕表面降尘和当地煤层相比极低.硫同位素分析显示煤矿的硫同位素值最低,煤燃烧产生同位素分馏,进入水体和土壤,引起雨水、滴水和地下水硫同位素值增加,洞窟岩壁的盐类和土壤盐形成时再次发生分馏,其δ34S值进一步升高.同位素证据表明石窟表面盐类中硫的来源主要是大气干湿沉降.     

漓江桂林市区段三氮分布特征及影响因素分析

文章为确定漓江桂林市区段三氮含量的变化趋势及其影响因素,分丰水期和枯水期在漓江干流及其支流上选择7个断面分别进行了取样,通过现场水化学指标和室内化验,对研究区三氮含量的时空分布特征和影响因素进行了探讨。分析结果表明:研究区漓江干流上C（NH3-N）和C（NO3--N）的最高值分别为0.248 3mg/L和2.251 7 mg/L,满足地表水环境质量Ⅱ类水标准,但漓江在经过研究区后三氮含量呈升高趋势;三氮含量的季节分布特征为NH3-N和NO3--N含量枯水期明显高于丰水期,而NO2--N含量枯水期略低于丰水期,丰枯季节水温的变化会影响总无机氮（TIN）中各种形态氮含量的比例,使得C(NH3-N)/ C(TIN)由丰水期的4.83%提高到枯水期的6.69%;流经农村生活区和农业地区的桃花江和小东江等支流是区内NH3-N的主要污染源,降雨后NH3-N的含量会明显升高。因此,加强区内漓江支流的综合治理、开展降雨条件下饮用水水源地取水口NH3-N含量的实时监测非常必要。