塔里木盆地塔河北部“过溶蚀残留型”断溶体发育特征及其成因

为了研究塔里木盆地塔河北部强剥蚀区海西早期古岩溶洞穴发育特征,用古地貌恢复、岩溶水系统分析、测井-岩心洞穴识别和地震属性刻画等方法进行了YQ5井区的洞穴类型样式识别、缝洞结构刻画和洞穴成因演化研究。研究结果表明:YQ5井区在塔河油田Ⅱ号和Ⅲ号古岩溶台地北部的地势平缓区,总体为多期次岩溶叠加改造后的残留地貌,主要发育幅差较小的溶峰洼地、溶丘洼地和溶丘平原,南部发育NE向展布的峰丛垄脊沟谷。与塔河油田主体区及斜坡区不同,YQ5井区地下和地表水系的流向与地貌趋势不一致,岩溶水系统遭受构造作用破坏,导致补给、径流和排泄的岩溶水循环过程不完整。YQ5井区主要发育暗河型洞穴和“过溶蚀残留型”断溶体。暗河型洞穴充填较为严重,洞穴的有效储集空间受到破坏,影响油气开发效果。岩溶台地的构造抬升造成区域侵蚀基准面的下降,顺走滑断裂的垂向侵蚀作用有利于“过溶蚀残留型”断溶体的持续发育和保存,油气开发效果好。“过溶蚀残留型”断溶体的发育主控因素为走滑断裂、地层剥蚀强度和负向地貌。与塔河古岩溶台地演化过程一致,YQ5井区的岩溶演化经历深切曲流期、岩溶改造期和下渗断溶期3个阶段。暗河型洞穴被持续改造破坏,断溶体则持续建造。

中国北方岩溶地下水污染分析

近年来,受气候变化和强烈人类活动的影响,环境物质及能量多频次、大范围的输入,极大程度上改变着岩溶水系统的水环境质量,岩溶水生态环境遭受不同程度的威胁和破坏,岩溶水水质日趋恶化。本文归纳分析了我国北方岩溶水系统水质特征、污染现状、污染来源及污染途径。我国北方岩溶水水质类型中硫酸盐型水和氯化物型水的分布逐渐增加,主要污染组分为总硬度、SO4^2-、F^-、NO3^-和TDS等。其中硫酸盐和硝酸盐污染强度和范围最大,呈现出显著的人类活动影响特征。依据我国北方岩溶系统结构及水力学特征,将岩溶水污染途径概括为:①连续入渗型——主要包括岩溶区地表水(河流、水库等)渗漏污染,城镇污水渠或排污管道破损引起的污水渗漏污染;②越流型污染——污染孔/裂隙水(含矿坑水/老窑积水等)越流污染岩溶水;③间歇入渗型——固废淋溶入渗和污水灌溉渗漏污染等。据此提出了推进岩溶水水资源保护和污染防治的合理化建议。

对中国北方岩溶水研究方向的思考与实践

中国北方碳酸盐岩含水层连续沉积厚度大、分布范围广,蕴藏着丰富的地下水资源,是重要的国家级含水层。北方岩溶水集水资源、旅游资源、生态功能等于一体,在国民经济建设中具有举足轻重的地位,特别在城市供水和能源基地建设中发挥了不可替代的支撑性作用。近50年来,受大规模水资源开发利用和人类其它高强度活动影响,北方岩溶水环境问题凸显并带来了一系列负面效应,严重制约了水资源的可持续利用。在国家大力倡导生态文明建的大背景下,如何协调好北方岩溶区资源开发与环境保护,是水文地质工作行业需要着重思考的问题。本文从国家需求出发,提出北方断流岩溶大泉泉水复流的生态修复、闭坑煤矿酸性“老窑水”对岩溶水的污染防治、深层岩溶水的水和热资源开发利用等应作为未来一段时期北方岩溶水的重点研究方向,同时,对近年来在这几个方面开展的调查研究工作取得的成果了进行简要介绍。

北方岩溶区水文地质环境地质调查进展——以北京西山岩溶区为例

该文是在地质调查项目"北方岩溶水文地质环境地质调查示范"成果基础上归纳编写的。工作区选择北京西山玉泉山泉域、黑龙关泉域和鱼谷洞泉域。调查中采用了地面调查、遥感解译、地球物理勘探、水文地质钻探、示踪试验、水均衡站观测、水化学以及δD、δ^(18)O、C、δ^(34)S、Sr同位素方法手段,获取了大量第一手资料,通过对包括前人资料的综合研究,取得以下主要进展:1查明了该区岩溶水文地质条件和环境问题,将工作区划分为2个含水岩组、3个岩溶水系统和5个子系统;2通过对黑龙关泉域均衡观测,获得了寒武—奥陶系和蓟县系碳酸盐岩裸露区降水入渗系数,并采用最新资料评价了天然资源量和可开采资源量;3针对突出的岩溶水环境问题(含潜在问题),从政策、技术和工程3方面提出了岩溶水保护和环境问题治理的建议。

中国北方岩溶水功能

中国北方的华北地台区分布有68.5万km2碳酸盐岩,其中蕴藏有丰富的岩溶水,总的天然资料量为108.8亿m3/a。北方岩溶水主要以岩溶泉的形式进行排泄。北方岩溶水富集程度高,动态稳定,水质良好,成为当地重要的供水水源,而且大部分泉水具有丰富的历史和文化内涵,独特自然景观等,使得北方岩溶水具有供水功能、农业灌溉功能、旅游功能及生态功能等。在国民经济发展、城市供水和能源基地建设中发挥着重要的作用。

基于PRA的农户行为与水土流失耦合关系研究——以粤北岩溶山区为例

农户行为是农村水土流失产生的主体,也是水土流失治理和生态恢复的主体。通过参与式农户访谈法(PRA)对粤北岩溶山区典型农户进行调查,以调查结果为依据,分析其农户行为与水土流失的耦合关系。结果表明:(1)农户行为与水土流失原因及治理存在耦合关系;(2)土地利用不合理、坡耕地比重大与植被破坏等农户行为是水土流失的主因;(3)农户植树种草、梯田和耕作措施等行为利于水土流失的控制和治理,是粤北岩溶山区水土保持的主要措施。

塔中北斜坡鹰山组碳酸盐岩层间岩溶储集层特征

塔中北斜坡鹰山组大规模发育层间岩溶型储集层,岩溶作用深度贯穿不整合面以下180 m范围内。但是不同区块储集层特征差异大、主控因素认识不清等成为制约鹰山组勘探的瓶颈。通过对层间岩溶概念的重新厘定,详细分析塔中井下岩溶型储集层特征,结合构造演化与海平面变化特征,认为塔中鹰山组层间岩溶形成于加里东中期Ⅱ幕构造运动期,暴露时间相对较短,没有形成完整的岩溶体系,大型洞穴不发育,多为孤立的小型洞穴,储集层类型以孔洞型、裂缝-孔洞型为主;暴露时鹰山组地层倾角较小,岩层面与潜水面接近平行,使岩溶作用局部顺层溶蚀,储集层呈准层状分布,但区域上具有穿层性;3期海平面变化与潜水面相对停滞期使鹰一段—鹰二段共发育5套储集层。通过上述分析及储集层分布模式建立,综合预测了有利勘探区块。

太行山北段金龙洞岩溶泉水化学及同位素动态特征

以太行山北段金龙洞岩溶泉为研究对象,通过数理统计、离子比值及饱和指数等方法,分析泉水水化学和同位素动态特征、水中主要离子来源及演化、水–岩相互作用过程等内容。结果显示:(1)金龙洞泉补给来源为大气降水,泉流量对其响应程度高,泉流量较小时,水中主要离子含量相对高,水化学类型为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型,泉流量大时,水中离子含量低,水化学类型为HCO_(3)-Ca、HCO_(3)·SO_(4)-Ca型,泉流量增加引起的稀释作用对离子含量影响明显;(2)控制泉水水化学特征的主要因素为溶滤作用和稀释作用,且Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)主要来源于碳酸盐岩溶解,SO_(4)^(2-)、Na^(+)、K^(+)、Sr主要来源于安山岩中长石、黄铁矿等矿物的风化溶解,NO^(-)_(3)则来源于人类活动;(3)降水集中期,泉水主要由灰岩区孔洞裂隙水进行补给,补给路径短,降水较小期,则由海拔相对较高的火山岩分化裂隙水进行补给,径流路径较长;(4)氢氧稳定同位素动态特征表明:水中D、18O含量变化主要受降水和入渗过程中的蒸发及地表水混入影响,且不同季节和时期泉水主要补给来源不同。

断裂找水在豫北山区的应用

以构造控水理论为基础,系统分析理论为指导,运用水文地质调查与综合物理探矿相结合的方法,对缺水严重的豫北山区碳酸盐岩地区基岩地下水进行了找水探讨。受断裂构造的影响,地下水的形成、运移和富集具有一定的规律性。断裂旁侧富水,断裂带富水,断裂交汇部位片状富水,这些都是找水打井的有利地段。通过水文地质调查和水文物探,查明区域地下水位以及含水岩组的埋藏条件,进而确定井位和井深。

粤北星子河岩溶流域水化学特征的因子分析研究

星子河流域处于中国西南岩溶区的东南边缘,该流域岩溶水化学特征明显。利用因子分析方法对其水化学特征进行详细分析,结果表明该流域水化学组分以Ca2+和HCO-3占绝对优势;其次是Mg2+和SO2-4,其余的Na+、NH+4、K+、F-、Cl-、NO-3等组分含量很少。星子河流域水化学类型是典型的的重碳酸-钙(镁)型,碳酸盐岩、白云岩的风化和水岩相互作用为其水化学做出了主要贡献,自然因素是控制其水化学的主导因素;人类活动对该流域水化学也产生了一定影响,水质状况较好。

涞源北盆地地下水氢氧同位素特征及北海泉形成模式

拒马源泉群作为拒马河的源头,受到了较多专家和学者的关注。但这些研究多集中在地下水的水化学、水位动态、泉流量等特征上,对地下水氢氧同位素特征的分析几乎没有,且对北海泉的成因解释多为粗略的定性概述。为了说明涞源北盆地地下水的氢氧同位素特征,详细揭示北海泉的形成模式,首次系统地采集了不同含水岩组的地下水样品,测定了水样的氢氧同位素组分。结果表明:样品点δD和δ18O值均落在区域大气降水线上或附近,大气降水是研究区地下水的主要补给来源;白云岩、灰岩含水岩组高程效应较明显,径流途径长,松散含水层径流途径短,受蒸发作用较强;白云岩、灰岩含水岩组和松散含水层氘盈余d值分别为6.0‰~11.6‰、4.2‰~11.2‰、3.8‰~8.0‰,较大气降水大部分偏小,表明岩溶水和松散孔隙水经历了不同的流动过程;白云岩、灰岩含水岩组从补给区向排泄区各自流动过程中,在小西庄、香炉屯村附近断裂带发生沟通混合,然后在向盆地中心径流过程中受断层阻水上升,上升过程中又接受了松散孔隙水的补给,最后在松散岩层中出露成泉,形成北海泉。在孔隙水混入前,两者的平均补给比例大约为48.4%~57.6%和42.4%~51.6%。

灰色关联度在渭北东部高氟岩溶水文地质分析中的应用

本文应用灰色关联度方法对影响渭北岩溶水氟含量高低的因素进行分析结果表明此法是可行的。文中指出了渭北岩溶水高氟的主要影响因素,为今后渭北岩溶水资源的保护和利用提供科学依据。

岩溶型地热尾水排放对周边环境的影响

根据地热井原水、排放尾水、周边地表水、浅层地下水样品全分析、有机分析及周边表层土壤重金属分析测试结果,从地热井尾水排放对周边地表水、地下水的主要离子、"三氮"、重金属、有机物及表层土壤的影响进行分析,认为:研究区岩溶型地热尾水直接排放可能导致周边地表水、浅层地下水中的SO_(4)^(2-)、TDS、NH_(4)^(+)升高;地热尾水中NH_(4)^(+)对周边浅层地下水的影响范围一般小于500m;对周边浅层地下水、表层土壤重金属含量一般无影响;地热尾水排放温度高于当地年平均气温,对周边环境可能形成轻微的热污染;地热尾水排放在各类渗透介质的弥散系数有待进一步研究。