绥阳双河洞国家地质公园边界优化

双河洞是世界上最长的白云岩洞系,它构成了绥阳双河洞国家地质公园的主体。随着探测长度的持续增长,现行园区边界已不能满足保护与管理的需求。以双河洞空间分布为参考,运用ArcGIS水文与空间分析工具对池武溪流域及周边数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据进行数字河网提取、地表流域分割,并综合考虑自然与人文因素,得到如下认识:①园区1∶5万DEM精度下设定1000 m^(2)的汇流累积量阈值模拟出的数字水系与真实水系一致性高;②双河洞系统跨越池武溪地表分水岭,直观反映了地表-地下分水岭不重合的现象;③双河洞系统自2018年就已超越现行地质公园边界以及县级行政区界线,核心地质遗迹保护与管理存在真空地带,园区边界优化调整迫在眉睫;④园区边界应结合双河洞系统发育界限预判为考量适时进行动态调整,并提出了初步的优化定界方案;⑤未来应加强双河洞区域的示踪试验,更加明确地下分水岭范围,以更加科学、完整地划定园区边界。

白云岩洞穴系统中水-气CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响:以贵州双河洞为例

为揭示白云岩岩层中所发育洞穴系统中的中的洞穴水与空气中CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响及其动态变化特征和控制因素。从2015年4月至9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3^--SO_^(2-)-Ca^(2+)-Mg^(2+)和SO_4^(2-)-HCO_3^--Ca^(2+)-Mg^(2+)型水,在受到上覆石膏岩层的影响时,SO_4^(2-)成为优势离子且可以极大提高溶液中Ca^(2+)离子含量;(2)洞穴滴水的水-气间CO_2分压差值(△PCO_2)与SI之间存在良好的负相关关系的同时,2种重要的矿物饱和指数SI_c,SI_d之间存在着良好的正相关关系;(3)实测数据分析证明"表观饱和指数"现象的客观存在;(4)洞穴水中的液相CO_2(PCO_2_(water))与溶液的pH值呈现出显著的负相关关系,且在未开发的天然封闭洞腔中洞穴空气CO_2分压对洞穴水水文地球化学过程影响较小。

喀斯特洞穴窝穴的形态对比与成因分析——以贵州省双河洞为例

喀斯特洞穴窝穴作为洞穴小形态的一种,记录了喀斯特地区地下河的演变过程和洞穴的发育状况。通过对双河洞系统中阴河洞、响水洞洞穴窝穴的规模、形态大小进行统计,对比了两洞穴窝穴形态的差异性并分析其成因。结果表明:在规模上,阴河洞窝穴分布面积较小,但窝穴数量相当可观,响水洞窝穴分布数量巨大,范围广泛,成千上万的窝穴沿洞穴通道两侧分布;在平面形态上,阴河洞内窝穴扁率要高于响水洞;在垂直剖面上,阴河洞内窝穴深宽比要比响水洞的偏大,且阴河洞窝穴以"V"型、倒"Ω"型窝穴为主,响水洞窝穴以倒"Ω"型窝穴为主,这与两洞穴水动力条件、地质构造、推移质、基岩、风化溶蚀作用等因素的不同密切相关。

白云岩喀斯特洞穴水理化性质特征及其环境指示研究:以绥阳双河洞为例

为揭示白云岩岩层中发育洞穴中的洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年4月至2015年9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测。结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3~–-Ca^(2+)-Mg^(2+)和SO_4^(2-)-HCO_3~–-Ca^(2+)-Mg^(2+)型水,阴离子中HCO_3~–和SO_4^(2-)是优势离子,阳离子中Ca^(2+)、Mg^(2+)为优势离子;(2)洞穴滴水中方解石饱和指数(SI_c)、白云石饱和指数(SI_d)之间有显著正相关性且与水样中气相二氧化碳分压对数(lg pCO_2)成反比;(3)洞穴水滴率、滴量、pH对气候有一定的响应,其地球化学指标具有显著的季节效应;(4)洞穴滴水中的电导率(EC)与Ca^(2+)离子浓度呈显著线性关系;(5)洞穴水中SO_4^(2-)和Cl^-含量占比(SC)对EC和总硬度(TH)之间的线性关系具有重要影响;(6)滴水中Sr/Ca、Mg/Ca比值表现出在略微滞后的情况下同步升高的现象,证明预先沉积作用(PCP)的存在。

双河洞小流域主要离子化学特征及其来源分析

为探究岩溶地表水和地下水水化学特征及其各种盐类对主要离子的贡献,以喀斯特小流域为研究尺度,对贵州绥阳双河洞区域地表水和地下水水化学进行野外监测、采样和室内实验,并运用SPSS统计软件对水样点进行主成分分析研究。结果表明:(1)双河洞水化学阳离子主要以Ca^(2+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_3^-和SO_4^(2-)为主。水化学类型主要为Ca^(2+)·Mg^(2+)—HCO_3^-型水,而石膏洞为Ca^(2+)·Mg^(2+)—SO_4^(2-)型水。大多数离子的含量随采样点、季节和水体类型的不同而呈显著性差异;(2)岩石风化对流域离子组成影响显著,阴离子主要来自碳酸盐、蒸发盐或岩盐的溶解和风化,蒸发盐溶解是阳离子的主要控制机制,硅酸盐风化侵蚀作用对区域离子变化存在一定影响;(3)主成分分析法得出对区域离子化学组成的影响程度按碳酸盐、蒸发盐和硅酸盐递减,其中H_2CO_3风化碳酸盐岩的影响显著,但在个别地下水主要受H_2SO_4风化碳酸盐岩的影响显著,此外农业活动和居民生活也有一定影响。研究结果对双河洞洞区水资源的保护和开发利用及岩溶碳循环研究具有重要意义。

贵州双河洞国家地质公园洞穴冲积物的粒度组成及环境意义——以山王洞为例

通过采集双河洞国家地质公园的山王洞洞穴冲积物，利用Mastersizer2000对40个沉积物样品的粒度进行测试分析并计算平均粒径（Mz）、标准偏差（σ I）、偏度（SK I）和峰度（K G）等相关参数。结果表明：（1）山王洞地下古河道沉积物优势粒级以粉砂、黏土为主，其含量占总体水平的70％以上，整个冲积剖面表现为2套（9—1号与40～31号样品）由粗到细变化的砂体相互叠置和1套（30—10号样品）粒级含量相对稳定且粒级较小的砂体构成；（2）山王洞冲积物分选性差，具有河成沉积物的特点，冲积物粒径大小表明可能存在两个降雨量较大阶段和一个降雨量较小阶段；（3）沉积物颗粒较地表河沉积粒度细且分布集中，悬浮总体的累积百分含量高，反映洞穴古河道河流总体水位稳定或水动力较弱，可能与洞穴流域范围内地表植被好，地表侵蚀不严重有关。

岩溶洞穴地下水水化学特征及其地球化学敏感性比较——以贵州双河洞和织金洞为例

不同岩性发育下的洞穴,其洞穴地下水的地球化学敏感性具有明显的差异。对织金洞、双河洞系统的大风洞和皮硝洞等不同岩性的洞穴地下水进行地球化学敏感性研究,对比不同岩性的洞穴水化学特征差异及影响因素。结果表明:(1)3个洞穴地下水水化学阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_3^-和SO_4^(2-)为主;织金洞水化学类型为Ca-HCO_3型,皮硝洞为Ca·Mg-SO_4·HCO_3型,大风洞为Ca·Mg-HCO_3型。(2)白云岩洞穴(双河洞)地下水Mg^(2+)/Ca^(2+)明显高于灰岩洞穴(织金洞),但在含膏白云岩洞穴(皮硝洞)中,地下水Mg^(2+)/Ca^(2+)比值由于受白云岩和石膏的风化溶解的影响,Mg^(2+)/Ca^(2+)变化幅度较大。(3)3个岩溶洞穴地下水地球化学敏感性中,阳离子以Ca^(2+)最强;阴离子在织金洞和大风洞地下水中以HCO_3^-较强,而在皮硝洞地下水中SO_4^(2-)则表现出较强的敏感性,各主量离子的地球化学敏感性总体上表现为皮硝洞>织金洞>大风洞。因此通过对不同岩性的洞穴地下水进行地球化学敏感性研究,以期为岩溶区地下水环境和保护岩溶水文生态提供科学的依据。

贵州绥阳双河洞系的发育与成因探讨

绥阳双河洞是发育在早古生代白云岩体内的多层多支，并彼此有水力联系的复杂洞群，根据贵州洞穴协会实测，洞长达３５．２ｋｍ。文章在实地考察的基础上，分析主要洞道的分布与特征，研究了洞穴发育与硫酸盐岩及含ＳＯ地下水的密切关系，并探讨了石膏源及洞穴发育演化的过程。

贵州绥阳双河洞白云岩溶洞群成因研究

双河洞溶洞群是发育于中—上寒武统娄山关群白云岩中的大型岩溶洞穴系统,是当前已探知的全球最长的白云岩洞穴。为配合申报世界地质公园,笔者等通过野外调查、地层剖面实测、节理和洞道统计、水化学分析,综合探讨了溶洞群的成因和演化机制。研究表明,区域寒武系白云岩中同生沉积的硬石膏层对溶洞的发育具有至关重要的诱发和促进作用,溶洞洞道的发育方向和形态是地层构造和岩性综合影响的结果,区域岩溶水多处于不饱和状态,加剧岩溶作用过程。根据研究结果提出了溶洞群发育模型,认为溶洞群形成经历了膏盐溶孔——孤立孔洞——连通洞穴——大型溶洞——多层溶洞群一系列演化过程。

双河洞国家地质公园地学教学资源及实习基地建设探讨

野外实习基地建设是地学类人才培养体系的重要组成部分。双河洞国家地质公园及周边区域出露地层较多,沉积岩类型齐全,构造丰富且剖面典型,具有建设地学野外实习基地的基本条件。瞄准地质公园在第四纪地质和地貌、岩溶水环境及生态方面的独特优势,进一步深入挖掘地学教学资源,发挥地质公园资源优势开展校地合作,整合省内高校及学科的综合力量,建设具有突出喀斯特区域特色的综合实践基地,可实现地质公园深入建设和地学综合人才培养的双赢。

双河洞流域氢氧同位素特征及其指示意义

为了探究喀斯特区域地表水与地下水的相互转化关系及水-岩作用特征,以双河洞流域为研究对象,分别在2018年12月和2019年6月对流域地表水与地下水进行监测采样。运用数理统计、Piper三线图、回归分析等方法对水样的氢氧同位素组成和水化学特征进行分析。结果表明:(1)旱季和雨季流域内地表水、地下水优势阳离子以Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,优势阴离子以HCO_(3)^(-)为主;水化学类型为Ca^(2+)·Mg^(2+)-HCO_(3)^(-)型。(2)流域内氢氧同位素具有季节变化特征,表现为雨季高、旱季低;流域沿程有着复杂的转换关系,池武溪上游以地下水补给地表水为主,池武溪中游至下游地表水与地下水交替补给。(3)流域氘盈余值呈现出旱季低雨季高的季节差异,在水-岩作用的影响下与当地大气降水的氘盈余值变化特征相反,而且水-岩作用强烈的区域与流域洞穴密集分布的特点相对应。

双河洞中大熊猫-剑齿象动物群化石的发现

对贵州省境内的双河洞历次科考中发现的第四纪动物群化石进行初步研究和总结,认为目前对双河洞第四纪动物群研究尚处于起步阶段,化石的发现者都是洞穴科考专家,古生物知识相对欠缺且重视不够是洞穴化石研究进展缓慢的原因。为了加快双河洞第四纪动物群的研究进程,以今年中法联合科考过程中发现的大熊猫-剑齿象动物群化石为样本,采用ICP-MS铀系定年方法对这批大熊猫骨骼化石碳酸盐岩包裹物的年龄进行测试,结果表明该化石群化石距今6.75万年,初步判定此动物群可能生存于中更新世-晚更新世早期。这批哺乳动物化石及其地层信息将为贵州(尤其是黔北)第四纪的研究提供重要资料。

双河洞层状溶洞与区域河流阶地发育耦合关系探析

双河洞岩溶洞穴系统是双河洞国家地质公园的核心景观,溶洞主体发育于寒武系中上统白云岩地层中,层状延伸的4层溶洞反映了洞穴系统的阶段性发育过程。野外调查显示,与双河洞层状溶洞一致,池武溪河谷和芙蓉江上游旺草盆地保存了4级河流阶地,其形成对多层溶洞的发育具有指示意义。本文从双河洞岩溶洞穴系统的成层性出发,分析了区域河流阶地的发育特征,探讨了层状溶洞与区域河流阶地发育的耦合关系。结果表明,在池武溪河谷,多层溶洞和河流阶地具有发育对应关系,而旺草盆地阶地级差明显低于池武溪河谷,反映了同一流域不同构造部位的地貌发育差异。根据阶地和溶洞发育耦合关系分析,开展高精度阶地定年将有助于厘定双河洞多层溶洞系统的阶段性发育时代。

双河洞国家地质公园洞穴冲积物粒度特征分析

通过分层采集双河洞国家地质公园中山王洞洞穴冲积物,利用Mastersizer2000激光粒度分析仪进行测试分析。研究结果表明:(1)山王洞地下古河道沉积物优势粒级以粉砂、黏土为主,其含量占总体水平的70%以上;(2)沉积物颗粒较细且分布集中,与地表河沉积粒度相比,洞穴冲击形成的沉积物颗粒更细,反映洞穴古河道河流水位稳定或水动力较弱,洞穴流域范围内地表植被好,地表侵蚀不严重。

贵州双河洞晚更新世大熊猫化石高度聚集现象及其意义

贵州双河洞是亚洲第一长洞,该洞先后分辨出近30多具大熊猫个体化石,是目前世界上发现完整大熊猫化石最多的洞穴。其中一支洞中竖井下方至少聚集了10余具个体化石。以此为研究对象,结合洞道发育形态特征及化石埋藏学特征,初步推测出这些大熊猫深入该支洞内经由竖井跌落并死亡的过程,表明喀斯特洞穴可以为大熊猫提供良好的栖息场所及化石保存环境。选取一例化石表面沉积的碳酸钙样品进行了铀系法测年,表明该个体至少生活在5.1万年前;对另一例个体的牙齿化石进行AMS14C测年,发现其生活在距今2.5万年左右,推断该洞道中大熊猫主要生活在晚更新世时期。

贵州绥阳双河洞国家地质公园洞穴基本特征及成因探讨

106地质大队于1959～1960年曾对双河洞石膏矿进行过地质勘查。1986年～2006年4月,先后有中、法、日等国专家19次进双河洞考察,初步查明了该洞总长度为105.7km,是亚洲第二长洞,在世界上排名第16位。该洞不仅规模宏大,网络复杂,且有一定数量的次生淋滤型石膏矿分布,成为国内外罕见的独特洞穴景观。双河洞自2004年荣获国家地质公园称号以来,已引起国内外专家的广泛关注。该洞的形成,与该区域大范围内下寒武统清虚洞组上部至中寒武统平井组下部白云岩中,含大量硬石膏层有着密切的成因联系。

双河洞洞穴系统岩溶地表水-地下水主要离子化学特征及其来源分析

为揭示喀斯特洞穴区域地表水、地下水水化学特征及其水化学变化的影响因素,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、氢氧同位素关系图、离子相关性及离子比值关系等方法对研究区2015年4月~2017年3月的40组地表水水样和253组地下水水样数据进行分析。研究结果表明:双河洞区域地表水、地下水pH均呈碱性,TDS值总体上属淡水和微咸水,TH值属软水和微硬水。地表水中阳离子主要以Ca^(2+)、Mg^(2+)离子为主,阴离子主要以HCO_3^-离子为主;水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO^(2+)_3-Ca·Mg。地下水中阳离子主要以Ca^(2+)、Mg离子为主;阴离子主要以HCO_3^-和SO_4^(2-)离子为主,水化学类型主要为HCO_3·SO_4-Ca·Mg、SO_4·HCO_3-Ca·Mg和HCO_3-Ca·Mg。通过Gibbs图、离子相关性、主要离子比值关系可以看出,主要离子组分均来自碳酸盐岩和硫酸岩盐的风化溶解,同时可能存在人为活动的影响。研究区水化学组分是区域地质地貌条件、水-土-岩相互作用、农业活动等因素综合导致的。研究结果对岩溶区地表水和地下水的开发利用、管理和保护具有重要的科学意义。

双河洞国家地质公园地学文化建设回顾与思考

双河洞国家地质公园具有丰富的喀斯特地学教育和科普文化资源。围绕国家生态文明建设需求推进地学文化建设是地质公园的基本发展方向。本文结合双河洞国家地质公园的资源特色,总结了公园地学文化建设的主要成果,最后从地学人才培养、地学科普推广、"大扶贫"战略等方面对国家地质公园的地学文化建设提出思考,为地质公园深化建设提供参考。

贵州双河洞海洋同位素阶段11期石笋碳氧同位素记录及古环境意义

采用铀系定年法对双河洞石笋SW01进行年代测定及碳、氧同位素分析,以探讨石笋形成时的古环境信息。结果表明,石笋顶部沉积年代在海洋同位素阶段11期,山王洞形成年代在远早于海洋同位素阶段11期(MIS11)阶段。石笋δ18O值为-8.85‰^-8.39‰,变化趋势与三宝洞同时期石笋SB-14相一致,但值略重。δ13C阈值为-3.89‰^-2.55‰,意味着地表植被以C4植物为主,气候较干旱。结合MIS11阶段的气候特点,推断山王洞区域在MIS11阶段后期气候温暖且相对干燥,降雨量逐渐减少,大气降水量存在旋回性。

刍议双河洞穴系统主要形成特征及演化

双河洞穴系统位于贵州省绥阳县境内 ,已实测长度 37 5km ,是座白云岩超长型洞穴系统 ,也是迄今为止国内经过测量并有报道的第一长洞。本文对该洞的形成特征进行了分析研究 。