云南开远市吉德金矿地质特征及成矿模式

吉德金矿矿体主要呈似层状、透镜状产于峨眉山玄武岩与下伏灰岩岩溶不整合面、玄武质火山碎屑岩夹层及次级构造破碎带中,有红土型和岩溶角砾岩型两种类型,金以微粒自然金为主,目前矿床规模较小、地质研究程度较低。通过总结成矿规律、构建成矿模式,对矿区及外围寻找红土型和岩溶角砾岩型金矿具有指导作用。

南方喀斯特矿区稻田土壤镉污染的原位营养修复效果研究

针对南方喀斯特矿区的镉污染问题,本研究旨在评估不同营养修复剂对污染稻田土壤的原位修复效果。通过设置3个处理组:对照组(T_(1),不添加修复剂)、无机营养修复剂组(T_(2))及有机无机营养修复剂组(T_(3)),利用梯度扩散薄膜法(DGT)分析了水稻根际土壤中镉的形态变化和生物有效性,并探讨了这些变化与土壤质量之间的相关性。研究结果显示:(1)营养修复剂显著影响了稻田土壤中镉的形态分布,促进了可交换态镉向残渣态镉的转化。具体来看,与对照组相比,T_(2)、T_(3)分别降低了可交换态镉含量占比14.71%、5.88%,增加了可还原态镉含量占比8.51%、6.38%。虽然T_(3)对残渣态镉含量的影响不明显,但T_(2)使其增加了10%。(2)T_(2)、T_(3)2种营养修复剂均显著降低了水稻收获期根际土壤中镉的生物有效性,T_(2)、T_(3)分别降低了54.21%、50.47%。(3)与对照组比较,T_(2)、T_(3)显著提升了土壤的有机质(7.37%、7.50%)、pH(5.29%、17.06%)和阳离子交换量(12.24%、11.10%)。营养型修复剂利于矿区镉污染稻田土壤修复并实现土壤质量同步提升。

岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布及污染评价——以万峰水库为例

开展岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布、影响因素及污染风险研究,对区域水环境治理和水生态系统管理具有重要意义。研究选取典型岩溶峡谷型水库——万峰水库为研究对象,在分析沉积物磷形态分布特征基础上,识别沉积物磷形态空间分异影响因素并进行磷污染评价。结果表明,(1)沉积物总磷(TP)含量为79.37~438.04 mg/kg,无机磷(IP)占比为73.26%~78.84%,IP是沉积物磷的主要赋存形态。铁铝结合态无机磷(Fe/Al-Pi)含量为16.86~91.82 mg/kg,是IP的主要赋存形态;弱吸附态有机磷(H_(2)O-Po)含量为0.27~8.03 mg/kg,是有机磷(OP)的主要赋存形态。(2)残渣态磷(Res-P)、弱吸附态无机磷(H_(2)O-Pi)、钙结合态无机磷(Ca-Pi)、潜在活性无机磷(NaHCO_(3)-Pi)、Fe/Al-Pi是TP空间分异的主要影响因素。沉积物的厚度对于TP具有多重作用,与其他因素的共同作用影响显著。(3)生物有效性磷(BAP)含量为66.97~201.46 mg/kg,占TP的55.6%~59.6%;磷污染指数均值为0.53,生物有效性指数均值为0.81。表明沉积物磷污染程度整体为轻度污染,但仍存在潜在的内源磷污染上覆水体风险。建议岩溶峡谷型水库在控制外源磷输入的同时,也应加强对内源磷的管理,以降低内源磷释放污染上覆水体的风险。

2019年湖南攸县7·15大型岩溶地面塌陷的发育分布规律及形成机理

2019年7月15日,湖南株洲市攸县樟井村发生大规模岩溶地面塌陷,严重威胁当地人民群众的生命和财产安全。为查明7·15大型岩溶地面塌陷的形成机理,通过地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、地下水监测、水化学分析等多种手段对岩溶地面塌陷区开展了详细的调查研究,分析了该岩溶地面塌陷的发育规律及致灾因素。结果表明:7·15大型岩溶地面塌陷是由降雨主导,在地表覆盖层软化减强、岩溶气爆和渗流潜蚀效应等多种不良因素共同作用诱发的自然塌陷;地面塌陷位于断层、褶皱等构造密集发育的可溶性碳酸盐岩区域,区内岩溶强烈,广泛发育的溶洞、落水洞、泉、地下暗河等岩溶形迹为地面塌陷的形成提供了条件;7·15大型岩溶地面塌陷的形成演化可分为降雨诱发的地表覆盖层土体软化减强和封盖增荷、降雨导致地下水水位上升引发的岩溶气爆、地下水渗流潜蚀加速顶板垮塌形成土洞、土洞扩大及顶板失稳4个阶段。该研究结果可为类似地质条件地区的岩溶地面塌陷预测预报与防治提供科学依据。

考虑裂隙影响的桩端岩溶顶板破坏形态与安全厚度

为了研究桩端岩溶顶板破坏形态和安全厚度受岩体质量的影响,借助离散元软件,建立含节理裂隙的岩溶顶板承载计算模型,揭示顶板损伤断裂破坏细观机制,明确含裂隙顶板破坏形态,以此为基础提出考虑裂隙影响的顶板安全厚度修正计算法。研究表明:完整岩体岩溶顶板表征出典型的脆性破坏,破坏临界位移仅为较破碎岩体的60%,对应的破坏荷载则大了67.5%,岩体裂隙会明显影响桩基安全冗余度的判断,实际工程应充分考虑;桩基荷载作用下含裂隙岩溶顶板发生渐进破坏,主要经历局部压缩、微裂隙闭合→新裂隙萌生、旧裂隙扩展→形成宏观裂纹并张开→生成贯通破坏面与断口,岩体割裂成块→破坏面发展,岩体割裂加剧→形成滑动带,顶板整体破坏;岩溶顶板因错综复杂分布的节理裂隙,其空间破坏形态并非遵循规则的椎台,也非以特定曲线为母线的旋转体,而是源于裂隙的空间不规则破坏体;提出了考虑岩体节理裂隙和桩基荷载作用的岩溶顶板安全厚度修正分析方法,与模型试验结果对比表明,修正计算具备合理性。

喀斯特天坑略论

上世纪80年代,人们知道我国四川省兴文县的石海洞乡(石林)风景区有个"小岩湾"的大型喀斯特漏斗,但多少年来并未引起喀斯特学术界的重视。近年来,随着这类喀斯特形态在我国南方喀斯特区的一系列重要科学发现,为我们对这一现象的一般性研究提供了机会。在初步研究的过程中我们认识到,应该将这类形态从大型漏斗中分离出来,并命名为"喀斯特天坑"(karsttiankeng)。本文是这一研究成果的初步小结,内容包括:国内外天坑的现有发现;喀斯特漏斗与天坑、天坑定义;天坑的成因类型、形成条件与发育阶段;天坑在科学研究及旅游资源开发中的意义。

广州岩溶塌陷形成条件及主要影响因素

广州市岩溶塌陷主要分布在广州西北的广花盆地内,根据大量勘查资料分析,得出岩溶塌陷形成条件及其主要影响因素是复杂和多方面的,如覆盖层岩土性状与厚度、岩溶发育程度、气候条件、地下水与人类工程活动等。覆盖层土体结构越疏松、级配越好、强度越低、厚度越小,岩溶越发育,越容易产生土洞和塌陷;降水季节和持续性的强降雨天气或久旱后的暴雨,极易导致地面塌陷;地下水活动则促使或加速土洞及岩溶塌陷的形成;工程钻探、地下水的抽取、地下采矿及地下工程施工等人类工程活动对岩溶塌陷也有重要影响,常作为诱发动力,通过改变基本条件而加速岩溶塌陷的形成。

岩溶塌陷的致塌力学模型研究——以泰安市东羊娄岩溶塌陷为例

2003年5月泰安市东羊娄村发生大型岩溶塌陷地质灾害,仅塌陷坑面积就达750m2。经调查研究,真空吸蚀致塌和重力致塌是该岩溶塌陷形成的致塌力学机制,致塌力主要为覆盖层土体自身重力和地下水快速下降过程中形成的真空负压吸蚀力。根据岩溶塌陷形成机理的分析结果,分3部分建立了岩溶塌陷的致塌力学综合模型,即基于普氏天然平衡拱理论的土洞极限平衡高度公式、基于极限平衡理论的桶状塌陷坑形成判别公式和基于莫尔-库伦强度理论的漏斗状塌坑形成判别公式,经东羊娄村岩溶塌陷后验分析,计算结果与岩溶塌陷的实际情况基本吻合。

广州轨道交通沿线岩溶形成和发育特征及对隧道施工的影响

广州地区轨道交通沿线岩溶是在有利的地层条件、地质构造条件和水文地质条件下形成的。溶洞高度大多数小于3m,溶洞埋藏较浅,溶洞顶板较薄等。岩溶分布规律与发育程度主要受岩性、地质构造、地下水位变化等因素的控制。查明岩溶形成条件、分布规律和特征,对于隧道施工风险防范具有重要意义。

喀斯特山区溪流上覆水—孔隙水—沉积物中不同形态氮的赋存特征及其迁移——以麦西河为例

选取贵州百花湖入湖支流麦西河为对象,研究了上覆水—孔隙水—沉积物体系氮的形态差异,结果表明：麦西河上覆水中,以硝态氮（NO3--N）为主,氨态氮（NH4＋-N）次之,亚硝态氮（NO2--N）最低;孔隙水中,溶解无机氮中以NH4＋-N为主,NO3--N次之,NO2--N最低;沉积物中,总氮（TN）的含量为1 110.67~4 413.16 mg/kg;固定态铵含量为34.56~170.05 mg/kg,占TN的1.47%~6.25%;可交换态氮以NH4＋-N为主,NO3--N次之,NO2--N最低。孔隙水NH4＋-N是上覆水NH4＋-N的2.65~19.51倍,上覆水NO3--N是孔隙水NO3--N的7.14~20.43倍。沉积物TN与孔隙溶解水无机氮（DIN）、孔隙水NH4＋-N、沉积物可交换态氮和沉积物可交换性NH4＋-N呈显著正相关;在沉积物中,可交换性NO3--N与可交换性NH4＋-N及可交换态氮呈显著正相关,可交换性NH4＋-N与可交换态氮呈极显著正相关;孔隙水溶解无机氮与孔隙水NH4＋-N呈极显著正相关。麦西河不同介质中氮的迁移关系则表现为：由于浓度梯度,上覆水中的NO3--N扩散到孔隙水中,进而累积到沉积物中;沉积物的可交换性NH4＋-N,进入孔隙水,最终扩散到上覆水中。

桂北岩溶区青冈栎-青檀群落植物叶片比叶面积研究

为揭示岩溶地区植物叶片比叶面积变化规律和叶片形态之间的相关关系,研究了桂北岩溶区青冈栎-青檀群落的叶片长/宽(LL/LW)、叶片厚度(LT)和比叶面积(SLA)及其之间的关系。结果表明:群落中常绿树种的LL/LW和LT显著高于落叶树种,而常绿树种的SLA显著低于落叶树种;乔木和灌木之间的LL/LW存在显著差异,但SLA和LT不存在显著差异。总体上看,SLA与LL/LW、LT之间是显著负相关关系,SLA随着LL/LW、LT的变大而逐渐减小。但LT与SLA负相关趋势比LL/LW与SLA的明显。因此,LT比LL/LW对叶片SLA的影响大,其明显影响了叶片的SLA。SLA的大小是衡量叶片获取光照能力的指标,因此岩溶区植物较厚的叶片对光照的获取能力具有较大的影响,并可导致光合作用效率的降低。

岩溶区典型石灰土Cd形态指示意义及风险评价——以桂林毛村为例

为了了解岩溶区石灰土中重金属Cd形态分配特征及富集情况,在桂林毛村采集了3种处于不同发育阶段的黑色、棕色和红色石灰土进行研究。通过原子光谱仪测试了Cd质量分数,运用改进的Tessier分析法测定了3种石灰土中Cd的可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CAB)、铁锰氧化物结合态(OXI)、有机结合态(ORG)、残渣态(RES)5种形态,并对其指示意义及风险进行了分析与评价,结果表明,3种石灰土中Cd质量分数从大到小依次为早期黑色石灰土、中期棕色石灰土、晚期红色石灰土。形态测试结果表明:黑色石灰土和棕色石灰土中Cd形态以铁锰氧化态和残渣态为主,占土壤Cd质量分数的63%以上,且5种形态质量分数从大到小顺序均为铁锰氧化态、残渣态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态;红色石灰土Cd形态以残渣态为主,占土壤Cd质量分数的76%,形态分配特征从大到小为残渣态、铁锰氧化态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态。Cd稳定度和富集程度评价结果表明:在黑色石灰土、棕色石灰土和红色石灰土中Cd稳定度逐渐减小,环境二次释放风险逐渐降低;富集程度从大到小依次为黑色石灰土、棕色石灰土、红色石灰土,其中Cd在黑色石灰土中呈显著富集状态,在棕色石灰土中呈中度富集状态,在红色石灰土中呈轻微富集状态。潜在生态风险评价和健康风险评价结果表明,由早期黑色石灰土到中期棕色石灰土和晚期红色石灰土,土壤中Cd的生态风险和健康风险均逐渐降低。研究结果可为岩溶区土壤重金属Cd污染修复与治理提供基础数据。

碳酸盐岩地区重晶石矿床的成因及分类

碳酸盐岩地区的重晶石矿床,是在浅层条件下,以岩溶地下热卤水溶液为介质,岩溶作用为主导成矿作用形成的。本文主要从碳酸盐岩的含矿性、可溶性和成矿介质来源、矿液性质和迁移、沉淀作用等,探讨了重晶石的岩溶成矿过程。并根据矿床的产出形态和成矿特征,将岩溶型重晶石矿床划分为三种类型:即岩溶洞穴充填型、岩溶(溶隙、孔隙)充填一交代型和岩溶砂矿型。

试论碳酸盐岩上覆红土的形成模式及演化趋势

据长期对岩溶及红土化作用等的研究成果 ,本文全面系统地分析了碳酸盐岩上覆红土的形成及演化规律 ,提出了一个新的碳酸盐岩上覆红土的形成模式 ,进而深入阐明了碳酸盐岩上覆红土的演化规律及其在现代气候条件下的演化趋势等 ,在解决岩溶及红土学术界存在的碳酸盐岩上覆红土的形成、碳酸盐岩与上覆红土之间的相互关系及其发展演化规律等一系列重大疑难问题上向前迈进了一步 ,对相关学科的发展将产生积极的推动作用。

沪昆高铁萍乡—丰城段岩溶发育特征及控制因素分析

沪昆高铁萍乡—丰城沿线岩溶发育。通过1∶50000环境地质调查、物探、钻探等手段,对该区岩溶发育规律和控制因素进行研究。结果表明,研究区岩溶发育形态多样,平面上主要分布在岩溶丘陵和岗阜地形,垂向上自上而下岩溶发育强度渐弱。岩溶发育的控制因素主要有岩性、水文条件、地形地貌、地质构造、新构造运动等因素。这些认识对区内的城镇群规划建设、确保岩土工程安全等具有指导意义。

广西乐业大石围大型岩溶漏斗的形成特征

大石围大型岩溶漏斗位于云贵高原南缘的桂西北边陲的岩溶斜坡地带。红水河右岸百郎地下河上游的高楼至韩家沟风岩洞地下河支流的中段。地面标高 10 0 0 m～ 15 0 0 m,漏斗口直径为 5 0 0 m× 380 m,口部面积为1.4× 10 5 m2 ,底部直径为 2 0 0 m× 10 0 m,底部面积 2 0 0 0 0 m2 ,总容积为 3× 10 7m3～ 5× 10 7m3。其深度和容积在世界同类大型岩溶漏斗中位居第 5位或是中国的第 3位。研究表明 ,区域构造或垂向深切“X”型共轭节理、裂隙 ,对岩溶漏斗周边岩壁的崩塌和平行后退起着至关重要的作用 ;而第四纪以来的大幅度抬升 ,是造成岩溶向纵深发育或漏斗深切作用的主要原因。大石围岩溶漏斗是地表和地下岩溶的长期共同作用 ,逐渐崩塌、扩大其容量和增加其深度而实现的。

桂林市西城区岩溶塌陷形成条件及主要影响因素

依据大量勘查资料 ,从岩溶塌陷形成条件及其主要影响因素入手 ,分析和探讨了它们对桂林市西城区岩溶塌陷的影响。结果表明 ,覆盖层特征、岩溶发育程度、地下水等对岩溶塌陷的产生有着重要影响。覆盖层土体结构越疏松、级配越好、强度越低、厚度越小 ,岩溶越发育 ,越容易产生土洞和塌陷 ;在相同条件下具有混杂结构的覆盖土层最易产生塌陷 ;地下水活动则促使或加速土洞及岩溶塌陷的形成。此外 ,地质构造、地表水与人类工程活动对岩溶塌陷也有重要影响 ,它们常作为诱发动力 ,通过改变基本条件而加速岩溶塌陷的形成。

塔河油田奥陶系岩溶地貌形成机制

从板块运动、水动力条件入手,对塔河油田奥陶系古岩溶地貌的形成机制进行了探讨,指出该区孔洞缝发育最有利的地带是溶蚀沟陡岸、凹岸及地势较高的缓坡带,其次是地势较高的残丘群,再其次是洼地周边地带、溶蚀洼地及斜坡带。指出本区古岩溶地貌形成的重要因素是以板块运动为动力,以隆起为背景,以断裂和水为条件,时间是关键,脚洞是大的孔洞发育带形成的基础。

黔西北喀斯特生态系统中主要植物物候格局

喀斯特作为一种独特的生境,在陆地生态系统中占有很大面积,是开展生态恢复的重点地区。对黔西北地区喀斯特生态系统中主要植物的物候特征及其与非生物和生物因素的关系进行研究表明,观测植物各物候期具有明显的季节性,开花期和果熟期都呈现单峰格局。温度和降雨量与多数物候期时间格局的相关性显著,春季温度升高和降雨量增加促进了植物展叶和开花,落叶期的旬均温与落叶物种比例显著相关。灌木平均始展叶期早于乔木,而乔木更早出现开花高峰。但乔木和灌木在果熟期格局上没有差异。风媒植物的始花期明显早于虫媒植物,开花高峰出现也更早,但两个类群植物开花的持续时间一致。该地区植物物候受到多种因素的综合作用,且不同物候期的主要影响因素不同。探讨植物物候格局对于理解植物与喀斯特环境的关系以及开展生态恢复具有重要意义。

我国峰林喀斯特的若干问题讨论

根据多年的实践经验并参考了大量的相关文献,系统地论述了我国峰林喀斯特概念的起源、命名、研究简史与研究现状;回顾了"峰林喀斯特同时态系统演化论"的内容与提出过程;阐述了峰林喀斯特的鉴别标准、形成条件,并提出了"喀斯特生成系统"的新概念。尽管峰林与峰丛喀斯特术语从上世纪70年代起便在学术界广泛使用,但到目前为止,其科学概念似乎还不够严谨。为此,笔者在分析喀斯特系统形成基本条件的基础上,提出了从形态特征、生成条件、水文地质属性和分布与生成系统关系等多方面进行系统分析与综合识别的意见,并建议以"喀斯特生成系统"观来深化带有主观意识的"个体形态组合"。与此同时,就我国在峰林与峰丛喀斯特之间的生成关系及其演化认识上仍以Davis的循环论为主导的学术现状,笔者提出了不同的看法,认为峰林与峰丛两种喀斯特类型各有其独特的生成条件,在多数情况下,二者是在不同空间与地域上由喀斯特能量(主要是降水)作用的方式(入渗、地面水流)、量级(强、弱)与效果(峰林方向或峰丛方向)分异的结果,二者多具生成系统关系。峰林与峰丛地貌的年青与年老,仅仅表现在形态上,而非在实际年龄上。