贵州省碧云湖岩溶渗漏水文地质条件与渗漏管道位置识别

查找岩溶区湖泊水库渗漏通道是岩溶区湖库建设和渗漏灾害治理的“卡脖子”问题。文章以碧云湖为例,分析湖区周边水文地质条件,结合示踪试验和地球物理探测方法,确定了碧云湖渗漏水文地质条件和渗漏主管道位置,并通过钻探验证。结果表明,碧云湖渗漏主要为岩溶管道型,渗漏点和地下河管道主要发育在靠近八步复式向斜轴的部位,位于物探测线测点540 m处,管道深约40 m,渗漏段相对较窄,灌浆堵漏可行。根据水文地质调查、地形地貌条件和地球物理探测结果,建议在水库下游方向的物探测线开展帷幕灌浆,以测点540 m为中心向两边灌浆。

岩溶地质资料管理服务系统设计与实现

岩溶地质资料是岩溶领域科学研究积累的宝贵科研资料。自岩溶地质研究所建所以来,承担各类项目超过1000项,积累了大量岩溶地质资料,这些资料存在分散管理、多源异构、数据孤岛、查询困难等问题。为进一步发挥岩溶地质资料的科学价值,让各类数据资源能够更好的被利用,本文根据岩溶地质资料的特点,利用开源平台架构,采用Web开发技术,设计开发了岩溶地质资料管理服务系统。系统实现了各类岩溶地质资料的元数据管理、目录查询、空间查询、地图服务等功能,可为岩溶科技人员开展科学研究、地质调查、市场服务等工作提供数据信息支撑。

综合物探方法解译表层岩溶带空间结构特征研究——以广西平果市果化镇生态试验基地坡径流场为例

表层岩溶带是岩溶学研究的重要部分,其结构的解译对表层岩溶带水循环特征及岩溶水调蓄功能的研究具有重要意义。利用综合物探方法(包括高密度电阻率法、自然电位法和地质雷达法),对平果市果化镇生态试验基地坡径流场的表层岩溶带空间结构特征进行了探测解译。通过对高密度电阻率数据和自然电位数据反演,获得坡径流场若干电阻率断面和极化源的空间分布特征,解译了3处强径流带发育的空间位置;通过地质雷达影像图划分了表层岩溶带发育深度。此外,坡径流场地西北侧有深部岩溶裂隙发育,向东南地势逐渐走低,岩溶裂隙也逐渐向面上扩大。研究结果表明,自然电位法是探测岩溶含水构造的有效方法,结合高密度电阻率法,可有效解译强径流带的空间发育位置,而地质雷达法可高分辨地探测表层岩溶带的发育厚度和浅部岩溶裂隙的发育情况;地质雷达法、高密度电阻率法和自然电位法的综合应用能有效探测表层岩溶带的结构特征,是解译表层岩溶带厚度和探测强径流带空间分布的有效手段。

越南岩溶地质概况

越南岩溶发育面积大,岩溶地质有关研究比较广泛,为了更全面地掌握越南岩溶地质的研究成果,本文综合分析前人研究成果,结合遥感资料、地质图、洞穴图集等有关资料,编制越南岩溶地质分布图,结合地质构造、岩性组合、水文气候、生物活动等特征分析岩溶作用的背景条件,总结越南岩溶地质、地貌特征和岩溶分布规律,为“全球岩溶地质”数据库提供基础支持。越南岩溶分布面积60000 km^(2),占国土面积的20%,主要分布在越南的北部和中部,南部有零星分布,发育峰丛、峰林、岩溶盆地、洞穴等岩溶景观。多期构造运动、厚层石炭系-二叠系、三叠系纯石灰岩、温润多雨的热带季风气候、活跃的生物活动均有利于岩溶作用的发生。越南岩溶属于典型的热带岩溶,与中国南部岩溶具相似的起源。

中国地质调查局西南岩溶石漠化野外科学观测研究站简介

西南岩溶石漠化野外科学观测研究站隶属于中国地质调查局岩溶地质研究所,2020年经科技部批准列入国家野外站择优建设名单(国科办函基〔2020〕470号),是岩溶区生态环境监测的核心台站(图1)。该站的主要功能是开展西南岩溶石漠化野外科学观测与研究,并提供社会化共享服务。喀斯特(Karst)即岩溶,分布广泛。全球岩溶总面积2200万km^2,仅“一带一路”沿线就有50多个国家涉及岩溶地质问题。中国是岩溶大国,岩溶面积344万km^2,岩溶景观奇特,岩溶资源环境在全球具有代表性,岩溶领域观测研究在全球具有领先地位。岩溶结构的特殊性使其成为全球最为脆弱的环境系统之一。

土耳其岩溶地质概况

土耳其岩溶分布面积约占其国土面积的40%,发育典型的地中海气候类型岩溶,根据构造特征,从北向南分为四个不同的岩溶区,其中托罗斯山脉是土耳其乃至地中海地区最大、最为发育的岩溶区,具有很高的研究价值。文章在系统收集地质、构造及水文地质等资料基础上,编制1∶100万土耳其岩溶地质图,分析了影响岩溶发育的因素,总结了土耳其岩溶分布规律、主要岩溶现象及资源开发利用现状,为“全球岩溶地质”数据库建设和服务全球岩溶大科学计划提供支撑。

岩溶山区坡面一孔多层地下水监测试验及科学意义

钻孔是揭露含水层结构和开展地下水监测的重要载体。在场地地下水监测中,不分层的丛式钻孔存在成本高、代表性不全等缺陷。“一孔多层”分层监测对水头或溶质分布的区分度高,在孔隙和裂隙含水层应用广泛,但岩溶介质因结构复杂,极少有案例研究。文章对丫吉试验场西坡径流小区的一个钻孔(ZK6)进行分层并开展监测。依据钻孔岩芯编录资料、抽水试验以及水化学与温度测孔的结果,判断岩溶发育的特征,确定将ZK6孔划分为四层,实施了钻孔封隔。对四个层位的水文观测发现,四个层位的水位动态对降雨的响应有较大差异。其中,第一层一个水文年中无水和充水状态时长分别占79%和21%,说明该层的岩溶介质处于充水和无水交替,且更多时间处于无水状态;第二层水位响应滞后明显;第三层和第四层水头差异表现出地下水排泄区的水头垂直分布特征。ZK6孔四个层位的水化学存在差异,表明岩溶介质结构的差异不仅影响了水文过程也影响水化学特征。第四层的电导率基本稳定在450μS·cm^(-1),而第二层因表层元素积累和水更新速率慢,电导率是第四层的2倍,第一层电导率的剧烈变化则反映表层岩溶带受到降雨补给影响最为强烈。综合钻孔分层的水文和水化学特征,认为第一至第四层分别代表表层岩溶带、裂隙基质带、上部饱水带和下部饱水带。岩溶山坡的“一孔多层”分层技术难度大,但一旦实现不仅可以认识岩溶垂向分带的水动力机制,也为地下水分层开发利用技术突破提供了可能。

基于Web of Science的岩溶碳循环及碳汇效应研究动态分析

为了解岩溶碳循环及碳汇效应研究热点和发展方向,基于Web of Science核心合集引文索引数据库,对1997年1月1日-2023年6月30日间的573篇文献进行了文献计量学引文分析。利用Cite Space软件对关键词频率、国家(地区)和机构分布、作者影响、研究热点、共被引文献以及主题演变进行了分析。结果表明,以刘再华为核心的研究团队继承和发扬了袁道先提出的岩溶作用参与全球碳循环并具有碳汇效应的观点,并提出了偶联碳酸盐岩风化碳汇模型,极大推动了岩溶碳汇的研究。关键词聚类的时间线图和关键词时区图清楚地展现了该领域的发展动态,可认为岩溶碳循环及碳汇效应领域经历3个发展阶段:1)1997-2006年的起步阶段,粗略估算了全球碳酸盐岩风化回收大气CO_(2)的量为0.110~0.608 Gt C·a^(-1),占全球碳遗漏的15%~30%;2)2007-2014年的碳酸盐岩化学风化研究快速发展阶段,主要关注不同流域在外源酸、径流条件及植被覆盖对碳酸盐岩风化的影响;3)2015年之后以大气-生物-土壤-水-基岩为系统的岩溶关键带理论指导下的碳循环及碳汇效应研究新阶段,考虑了水生生物光合作用、气候变化及土地利用变化等条件下岩溶碳循环及碳汇效应。

四川盆地高石梯-磨溪地区震旦系灯影组白云岩溶蚀差异实验研究

近年来,高石梯—磨溪地区灯影组天然气勘探取得重要发现,其含气储层主要位于灯四段,储层岩石类型以藻凝块白云岩、藻砂屑白云岩、藻叠层白云岩为主。为了研究该地区灯影组白云岩的溶蚀差异,本文采用岩石切片和薄片同时进行溶蚀实验的方法,实验过程中定时记录实验数据,对灯影组白云岩的溶蚀速率、表面形貌和微观特征进行研究。实验结果既有溶蚀量化指标——溶蚀速率,又能直观掌握溶蚀特征及溶蚀后的孔隙结构变化。溶蚀实验结果表明:(1)所有样品的溶蚀启动速率均较高,随溶蚀时间增加,溶蚀速率呈现大幅度衰减并趋于稳定;(2)不同样品的溶蚀速率有明显差异,藻叠层白云岩、藻砂屑白云岩溶蚀速率最高,藻凝块白云岩次之,藻叠层硅质白云岩溶蚀速率最低;(3)通过观察比较不同反应时间内样品的微观溶蚀特征,发现沿粒间、晶间孔隙以及微裂隙溶蚀程度较高;(4)灯影组藻白云岩储层发育可能与藻间白云石的溶蚀作用有关。通过溶蚀实验,掌握了研究区不同白云岩的溶蚀差异,进而对预测优质储层分布、指导油气勘探具有重要意义。

雄安新区蓟县系雾迷山组地层水对白云岩溶蚀的模拟实验研究

为了研究雄安新区雾迷山组地层水对白云岩的溶蚀作用,文章以雾迷山组白云岩为研究对象,以井下雾迷山组地层水为实验流体,开展高温高压条件下溶蚀模拟实验。实验结果表明:(1)样品在地层水中的溶蚀速率随温度增加总体呈下降趋势,具有快速下降—缓慢增加—快速下降的特征,在100~140℃范围内明显增加。样品在地层水中的溶蚀速率随压力增加明显增大。反应溶液的Ca^(2+)、Mg^(2+)浓度增加量随温度、压力变化特征与样品溶蚀速率随温度、压力变化特征一致;(2)孔隙、微裂隙欠发育的样品仅在样品表面发生溶蚀,使得样品表面变模糊。孔隙、微裂隙发育的样品,沿粒间、晶间孔隙及各类裂隙溶蚀、扩展,最终呈一定程度连通;(3)埋藏成岩环境下,在100~140℃范围存在一个保持较高溶蚀能力的温度窗口,这可能是研究区雾迷山组白云岩岩溶储层形成的有利温度区间。

缅甸岩溶地质概况

缅甸岩溶地质研究正处于快速发展阶段,系统综合的岩溶地质资料有助于从宏观上了解缅甸岩溶情况。文章在系统收集资料的基础上,综合多种尺度地质图、水文地质图、构造图及其遥感资料,编制1∶100万缅甸岩溶地质分布图,从地质演化过程、岩性组合、气候环境等方面综合剖析岩溶作用的背景条件,以此总结缅甸岩溶分布规律和岩溶景观特征,为“全球岩溶地质”数据库提供基础支持。缅甸的岩溶分布面积达7×10^(4)km^(2),是东南亚岩溶分布面积第二大的国家,厚层的古生代碳酸盐岩地层、复杂的构造运动、温润多雨的气候、活跃的生物活动等均有利于岩溶作用的发生,其发育峰林、峰丛、洞穴岩溶景观,岩溶景观资源潜力巨大,具有全球最高的生物多样性,但同时也面临着生态被破坏、干旱、洪涝等地质环境问题。

岩溶特色,文化传承:广西凤山下牙地质文化村

下牙村地处广西西北部河池市凤山县,位于桂西北典型的高峰丛地貌区,村内有大型洞穴大厅、特色岩溶湖泊、丰富的古生物化石等地质遗迹,以及以洞穴盲鱼、千年古树为代表的优良生态环境。民族文化方面有壮族、瑶族少数民族文化、红色革命文化及长寿养生文化。下牙村通过将岩溶资源与民族文化有机融合,全面促进地质文化村建设发展与科普研学,努力打造成为西南岩溶区乡村旅游可持续发展的示范地。

基于生态系统脆弱性评价的典型岩溶区生态治理分区

文章以广西平果果化石漠化生态修复示范区为研究对象,基于“成因-结果”模型选取7个指标建立生态系统脆弱性评价指标体系,利用GIS技术和层次分析法进行生态系统脆弱性评价,通过单参数分析法计算各评价指标对生态系统脆弱性的贡献率,分析造成研究区生态系统脆弱性的主要影响因素。结果表明:研究区微度、轻度、中度、重度和极度脆弱生态系统脆弱性等级面积占比分别为36.43%、33.90%、18.91%、9.34%和1.43%,造成研究区生态系统轻度、中度脆弱的主要因素是岩性和土地利用方式,造成研究区生态系统重度、极度脆弱的主要因素是生态环境退化。依据评价结果,基于土地利用现状,结合坡度、地块面积等条件,划定生态治理分区并制订相应治理措施。其中,封山育林区应禁止一切人为破坏活动;人工造林区可在植被盖度较低的地块种植阳性树种,在植被群落高度较高、盖度适中的地块种植中性和阴性树种;林下种植区可引进赤苍藤、金银花等特色经济植物;草地改良区可引进桂牧一号、菊苣草、甜象草等优质牧草;园地改造区可在现有经果林下套种赤苍藤、金银花等矮杆经济作物;特色经济植物种植区可引进赤苍藤、树仔菜等常绿经济植物;退耕还林区因地制宜造林种草;矿山修复区采用多种技术手段复垦复绿;非治理区保持现状。

基于文献计量学分析岩溶水文地质学研究热点

利用文献计量学方法分析2011-2018年国内外岩溶水文地质学领域研究的动态特征。通过Web of Science(WoS)核心合集数据库,以“Karst hydrogeology”、“Karst groundwater”、“Karst aquifer”、“Karst underground river”、“Karst subterranean stream”、“Karst underground stream”、“Karst spring”“Karst geothermal water”、“Karst thermal groundwater”或“Karst water landscape”为主题词,检索得到1460篇论文,通过中国知网(CNKI)收录的EI、核心期刊和CSSCI数据库,以“岩溶水文地质”、“岩溶地下水”、“岩溶含水层”、“喀斯特水文地质”、“喀斯特地下水”、“喀斯特含水层”、“地下河”、“岩溶泉水”、“岩溶地热水”、“喀斯特泉水”、“喀斯特地热水”、“岩溶水景观”或“喀斯特水景观”为主题词,检索得到918篇论文。基于WoS和CNKI自带功能及CiteSpace软件分析国家、机构、发文量及期刊等情况,结果表明:中国地质科学院岩溶地质研究所充分发挥了其在国内的机构职能和专业优势,中国有待进一步加强其在国际上的地域优势及其活跃度;由基于CiteSpace平台的关键词共现图谱发现国际岩溶水文地质学领域研究的热点问题包括“岩溶水动力学”、“岩溶地下水数值模拟”、“岩溶水文地球化学”和“岩溶水污染”,而国内岩溶水文地质学领域研究的热点问题范围更广,包括“岩溶含水系统”、“岩溶水资源”、“岩溶水环境”和“岩溶水文工程”。

地质资料汇交中存在的问题及对策

地质资料是地质工作者探索地球的客观记载,具有很高的社会经济价值,是国家和社会的宝贵财富。在信息化时代,地质资料汇交工作的重要性越发显得重要,本文围绕地质资料汇交工作,介绍了地质资料汇交的相关文件,结合工作实际分别介绍了成果地质资料、原始地质资料和实物地质资料在汇交过程中容易出现的一些问题,并提出增强汇交人依法汇交地质资料意识;开展相关业务培训,提高工作人员素质;设置汇交专员,确保汇交高效流畅等解决措施。

地质资料汇交技术要求及常见问题

依法汇交地质资料是地质工作者的义务。本文作者围绕地质资料汇交工作,结合工作实际介绍了地质资料汇交流程,成果地质资料、原始地质资料制作要求,预约常见的资料问题和其他问题,成果地质资料和原始地质资料在汇交中经常出现的问题,并提出相应的解决措施。

广西岩溶区灌木林地凋落物——土壤碳、氮、磷化学计量特征

文章对广西7个典型岩溶石山区(隆林各族自治县、凌云县、东兰县、河池市金城江区、罗城仫佬族自治县、融水苗族自治县和桂林市雁山区)、63个灌木林地样方土壤及环境因子进行取样和调查,研究典型岩溶区土壤和凋落物有机碳(C)、全氮(N)和全磷(P)的化学计量特征及其影响因素。结果表明:(1)研究区灌木林地0~40 cm土壤C、N、P平均值分别为31.90 g·kg^(-1)、3.95 g·kg^(-1)和2.65 g·kg^(-1),变异系数分别为40.13%、41.46%、65.24%;C/N、C/P、N/P平均值分别为8.10、14.82、7.80,变异系数分别为14.88%、48.78%和41.33%;0~20 cm土壤C/N、C/P、N/P值略高于20~40 cm土壤;0~20 cm和20~40 cm土壤C/N、C/P和N/P组间均存在显著差异;(2)土壤养分元素含量之间均存在极显著相关性,土壤养分元素生态化学计量特征与凋落物N、P含量显著正相关,与凋落物C/N显著负相关;土壤P含量与海拔显著正相关,土壤C/N与年平均气温呈负相关关系;年平均降水量与土壤C、P呈中等负相关关系;年平均气温与土壤C、C/N、C/P呈负相关关系,与土壤N呈正相关关系。广西岩溶区土壤和凋落物均具有低碳高磷的特征,凋落物氮、磷是影响岩溶灌丛土壤养分化学计量特征的重要因子,年均温升高会促进土壤N增加,降低土壤C/N,年均降水量增加会降低土壤C、P含量。

桂林市会仙岩溶湿地水资源特征及有效调控

会仙湿地是“漓江之肾”,对漓江补水和生态环境改善具有重要作用,但湿地水资源调蓄功能较弱,严重制约了湿地功能的发挥。本研究以会仙湿地为示范区,对湿地核心区狮子岩地下河系统和睦洞湖分散排泄系统流量进行了一个水文年的观测,并实施水资源调控措施。结果表明:会仙湿地岩溶含水层对大气降雨具有一定的调蓄作用,但调蓄功能较弱,雨季后若连续2个月无降雨地下河基本断流;会仙河通过桂柳古运河补给睦洞湖,补水效果取决于会仙河大坝的蓄水高度,当会仙河大坝蓄水高度小于149.25 m时,会仙河无法对湿地进行有效补水,对该大坝重修可增加对睦洞湖湿地的补水效果。针对狮子岩地下河系统具有管道集中径流、流量大、水量充足的特征,在地下河采取了上游“蓄”和“引”,中游“堵”,下游“拦”的三级调控工程使地下河水位从出口到八仙湖段1 km范围内提高70 cm,可缩短狮子岩地下河溶洞湿地低水位期1个月以上。针对睦洞湖分散排泄系统地下水具有分散排泄的特征,采取出口“拦”的水资源调控技术,成功将出口水位抬高30 cm,核心区水位抬高10~20 cm,使睦洞湖湿地低水位期推迟2个月以上。

西南岩溶小流域水体中微量元素地球化学特征及其指示意义

微量元素在岩溶区资源环境研究中具有重要的指示意义。本文选择我国典型峰丛洼地区岩溶地下河为例,解译水体中微量元素的地球化学特征及其在岩溶空间结构和岩溶水文等方面的指示意义。毛村地下河流域水体中Sr、Cr、Ni、Co和Mn等微量元素,主要来源于碳酸盐岩的溶解。强降水条件可驱动深层水,弱降水条件驱动能力差。微量元素ρ(Ni)/ρ(Co)、ρ(Sr)/ρ(Ca^(2+))和ρ(Sr)/ρ(Mg^(2+))的时空变化,指示LLS和BY子系统内岩溶发育差,SGY至MC岩溶发育程度较高。ρ(Sr)/ρ(Ca^(2+))和ρ(Sr)随ρ(SiO_(2))的变化斜率值可作为指示岩溶发育程度的指标,均随着岩溶作用强度的增大而增大。ρ(Sr)的时空变化特征与地层岩性特征密切相关,可将岩溶流域按照地质背景分为非岩溶区、非岩溶区岩溶区过渡带和岩溶区。基于非岩溶区至岩溶区ρ(Sr)的变化特征,利用质量守恒定律,计算出旱季SGY、SWQ、LLS和BY泉水接收岩溶区补给的平均比例分别为51.50%、50.46%、65.48%和22.16%。微量元素可指示岩溶发育程度和定量计算岩溶水源比例,为解决岩溶区复杂的资源环境问题提供科学指导。

高寒岩溶土壤微生物群落组成及其多样性

高寒岩溶是四川黄龙风景区独特的地质特征。为分析高寒岩溶区土壤微生物群落组成特征与土壤理化性质间的相关性,以黄龙风景区土壤为研究对象,对土壤细菌的16SrRNA基因序列和真菌ITS序列进行高通量测序。结果表明:不同岩溶区的土壤细菌多样性和丰富度具有显著差异,但土壤真菌差异不显著,且土壤细菌群落占主导地位;细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)为主;真菌群落以子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)为主,真菌在门和属水平的差异较大。冗余分析发现总磷和温度是黄龙风景区土壤微生物群落结构变化的重要环境因子,pH是第二重要的环境因子。