钙华洞穴的形成与保护

钙华洞穴是由钙华或钙华与碳酸盐岩共同形成的封闭或半封闭的空间。按成因,钙华洞穴可分为沉淀型(建造型)和岩溶型(改造型)两种类型。沉淀型钙华洞穴是钙化瀑布发育过程中的产物,是由于水量的分异和流态的变化造成不同位置上CaCO3 沉积量的差异而出现洞穴空间雏型并经进一步发展形成;岩溶型钙华洞穴则是钙华体在溶蚀过程中伴有不同程度的塌陷和再造所致。钙华洞穴小巧玲珑,景观精美奇特,具有较高的观赏性,但由于钙华洞穴的顶板较薄,使其具有较多的不稳定性。另外,洞内的次生碳酸钙形态极易被污染破坏。因此在开发利用时,应对钙华洞穴的稳定性进行科学评价,并加强洞穴生态环境的保护和监测工作。      

瞬态瑞雷面波勘探中隐伏溶洞的响应特征研究

瞬态瑞雷面波法勘探中,掌握隐伏溶洞的响应特征是进行野外探查分析的基础。结合两类填充状态隐伏溶洞,使用有限差分法进行数值模拟,分别构建不同发育介质溶洞模型。并利用贵广铁路隐伏溶洞探测实例验证探测效果。分析认为:瑞雷面波法对面波相速度差异反映敏感,精度较高,对基岩面和两种类型隐伏溶洞分辨率高;对于填充溶洞,速度响应由溶洞中充填介质的物性决定,一般为低速反映;对于空溶洞,速度较粘土层及基岩均为低速反映;两种溶洞探测面波频散曲线在溶洞位置都会出现较为形象明显的“之”字形拐曲。取得的结果可为工程应用提供借鉴。     

基于单边界二分式条件价值法的洞穴旅游资源非使用价值评估——以重庆芙蓉洞为例

为提高公众对洞穴旅游资源非使用价值的重视程度,以世界自然遗产地芙蓉洞为研究对象,采用单边界二分式条件价值法,以到芙蓉洞景区旅游的游客、重庆市民为调查对象,对芙蓉洞洞穴旅游资源的非使用价值进行评估。其结果表明:芙蓉洞洞穴旅游资源非使用价值的平均支付意愿为330.49元,非使用价值总额为229.82亿元,远大于其门票收入;芙蓉洞洞穴旅游资源非使用价值的平均支付意愿大小与被调查者对芙蓉洞非使用价值的了解程度、婚姻状况、年龄、职业、年收入、文化程度、人均出游花销显著相关。今后应加强对芙蓉洞非使用价值的认知,通过多种渠道宣传芙蓉洞的非使用价值,多方合力,共同保护芙蓉洞洞穴旅游资源。      

基于冲切破坏模式的嵌岩桩桩端溶洞顶板临界厚度确定方法研究

桩端下伏溶洞顶板厚度是影响嵌岩桩竖向承载力的一个重要影响因素,在工程实践中,我国相关规范要求桩端平面以下的顶板厚度不小于3倍桩径。根据规范确定溶洞顶板厚度具有一定的经验性和笼统性,没有考虑溶洞顶板岩体质量,亦忽略了溶洞自身尺寸的影响。基于桩端岩体的冲切破坏模式,并结合广义Hoek-Brown准则和极限定理上限法建立了溶洞顶板临界厚径比(h/d,即顶板厚度h/基桩直径d)的计算方法,给出了不同岩体基本质量级别的临界厚径比建议值。结果表明:极限端阻力、岩石坚硬程度和岩体质量均对临界厚径比产生影响,极限端阻力越小、岩体质量越好、岩石越坚硬,则溶洞顶板的临界厚径比越小;以《工程岩体分级标准》(GB/T50218-2014)中岩体基本质量分级为参考依据,Ⅰ~Ⅳ级岩体的临界厚径比建议值分别是Ⅰ级岩体h/d≤2.41、Ⅱ级岩体2.41≤h/d≤2.96、Ⅲ级岩体2.96≤h/d≤3.73、Ⅳ级岩体3.73≤h/d≤4.91。     

广西东兰-凤山地区石炭纪-二叠纪碳酸盐岩洞穴发育特点及其控制因素

碳酸盐岩次生溶蚀孔洞是优质的储集空间,为油气的运聚提供条件。为研究溶洞发育的控制因素,选取广西东兰-凤山地区石炭纪-二叠纪碳酸盐岩溶蚀特征进行分析。镜下显示,研究区岩石类型为亮晶生屑灰岩、颗粒灰泥灰岩、含颗粒灰泥灰岩、晶粒灰岩和灰泥颗粒灰岩等,孔隙类型主要为粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔、晶间孔和微裂缝。研究发现,影响洞穴发育的主要因素有构造、岩组类型、流体性质、气候及岩溶古地貌。构造控制洞穴发育规模,在构造破碎带及其附近容易发育大规模洞穴;目的层大套灰岩是溶蚀的物质基础,力学强度较大的亮晶生屑灰岩易于形成大型洞穴,当岩石含较多灰泥或发生重结晶时,溶蚀难度增加;酸性流体、温暖潮湿气候和岩溶斜坡地貌,为洞穴发育的有利条件。其中,构造对洞穴发育的控制作用最大。     

碳酸盐岩古风化壳储集层(体)研究

根据多年来对鄂尔多斯地区和塔里木盆地有关油气田的研究成果和近年来的国内外相关资料,用“古风化壳储集层(体)”的观点系统详细地阐述了碳酸盐岩古风化壳储集层(体)的形成、岩相、岩溶、地球化学、储集性能、演化等特点。古风化壳具有岩溶分带性特点,是一个由表生成岩作用形成的特有的地质体,因而,不等同于不整合面和侵蚀面。典型的碳酸盐岩古风化壳储集层(体)可划分为4个带：破碎带、渗流带、混合带、潜流带,其演化与沉积旋回、海平面的振荡运动和局部构造运动有密切的关系。指出可以利用碳酸盐岩古风化壳储集层(体)测井曲线和地震勘探的响应来识别溶洞和裂缝;运用模糊数学方法对其进行分区、分带的评价,运用多学科和多种技术方法对其进行研究和预测。     

神农架石笋氧同位素的海拔效应

作为古气候代用指标,石笋氧同位素为亚洲季风演化研究提供了一系列可靠的证据。然而,关于石笋氧同位素指示的气候意义一直存在争论。本文选取了位于神农架地区海拔1250～2250m的黑龙洞、青天洞和三宝洞3个洞穴进行对比分析,发现不同海拔洞穴石笋δ18O在波动形式上相同,但绝对值存在约-0.1‰/100m的系统差,而大气降水的在该地的海拔效应约为-0.2‰/100m。为此,我们认为,石笋δ18O除了受季风降雨的影响外,不同海拔的温度梯度也对石笋δ18O具有较大的贡献。结合洞穴年均温度,初步估算石笋δ18O的温度效应约为-0.25‰/℃,与O’Neil的同位素平衡分馏计算结果相同。      

浅议旅游洞穴灯光植物的危害及防治

伴随旅游洞穴照明设施和洞穴游览活动而出现的灯光植物,导致钟乳石硬度、颜色发生改变,洞穴原有的生态系统发生变异,洞穴人文景观遭到破坏,降低了洞穴景观的美学价值、科学价值和历史文化价值,不利于旅游洞穴的可持续发展。对没有出现灯光植物的旅游洞穴,应防患于未然,采取必要的措施进行预防:通过在旅游洞穴洞口设置“双重门”、吸尘器,或在洞穴游道两边设置泡沫等,阻止植物孢子、种子进入洞穴空间;定期清理旅游洞穴内的垃圾和泥土,减少旅游洞穴灯光植物的养分;改善旅游洞穴灯光光谱、光照度,减少洞穴内灯光的光照时间,以抑制或杀死灯光植物。对于已经生长了灯光植物的旅游洞穴,应采取包括人工铲除、高温蒸汽喷射、高温热水浇洒、紫外光照射等物理方法,和向灯光植物喷洒甲醛、除草剂、硫酸、盐酸、氢氧化钠、双氧水、漂白粉,或用稀释的化学药水清洗等化学方法进行处理(其中次氯酸钙的效果最好);此外,一些新技术手段,如利用纳米TiO2光催化氧化技术也可以用于灯光植物的治理。      

中国洞穴无脊椎动物的研究概况

我国喀斯特地貌发育强烈,主要分布在滇、黔、桂、湘、川、渝、鄂、浙等省区,洞穴无脊椎动物的研究也主要集中在这些省份。本文介绍了我国洞穴无脊椎动物研究的简史,列出了近20多年来我国发现的真洞穴无脊椎动物种类,并根据栖息环境的不同,将洞穴无脊椎动物划分为陆生群落和水生群落;着重介绍了蛛形纲、重足纲、昆虫纲、甲壳纲、腹足纲的研究现状。此外,对洞穴无脊椎动物的生态特征以及进化研究也进行了概述。然而,我国洞穴无脊椎动物的研究在国内重视程度不够,与国外同类研究相比还存在一定的距离。因此,深入系统地研究洞穴无脊椎动物,加大洞穴生物保护的宣传力度,防止生物多样性的流失,将是未来中国洞穴无脊椎动物研究前进的方向。      

天然荧光物质作为岩溶地下水的示踪剂研究——以湖北清江和尚洞为例

天然荧光物质作为岩溶地下水的示踪剂的相关报道较少。在详细研究了湖北清江和尚洞岩溶滴水中荧光物质的光谱特征及其季节变化的基础上,探讨了天然荧光物质作为岩溶示踪剂的可行性。研究结果表明,和尚洞岩溶滴水中的主要荧光物质是富里酸,其特征波长对为: 激发波长304nm,发射波长407nm。在年季旋回中,荧光强度与滴水的氧同位素组成有一致的季节变化( r = 0. 539, p >0. 99)。滴水δ18O和荧光强度峰值( 5月,初夏)出现明显滞后于补给水(冬季降水) ,两者的时间差指示了岩溶水的滞留。因此,天然荧光物质作为一种新型的地下水的示踪剂,具有灵敏、经济及环保等特点,特别适合源头未知的岩溶水示踪。