大方清虚洞穴景观资源特征及形成机制的初步研究

探测清虚洞发育特征及景观资源组成,研究清虚洞形成机理,为科学开发、保护提供参考。本文在探测清虚洞的基础上,根据清虚系统的洞道结构和空间展布特征,分析其资源构成及特征;分析区内地形地貌、地质构造和水文等自然条件,对清虚洞形成的影响;以区域新构造演进为主线,讨论清虚洞形成与演化过程。结果表明:(1)清虚洞洞穴系统属于大型洞穴系统,其洞道结构为“一桥、两坑、一窗、一支洞”;(2)天生桥、天坑、天窗、洞内景观及边缘坡立谷等,是清虚洞景观资源的重要组成部分,其中边缘坡立谷、清虚洞天生桥及云坛天坑构成了核心资源;(3)区内地形特征及下伏非碳酸岩夜郎组(T1y)地层,为外源水流入碳酸岩地层溶蚀成洞提供了隔水条件;(4)区内地下水不仅沿着构造节理和裂隙运移溶蚀,而且单斜构造条件也有利于地下水沿着层间裂隙溶蚀、侵蚀,是控制清虚洞成因之一;(5)清虚洞穴系统在形成演化过程中,主要经历溶蚀期、崩塌期和下切3个时期。区内岩层空间展布和区域构造是清虚洞形成的前提条件,外源水是清虚洞形成的基本动力,在区内地文演进过程塑造了世界罕有的天生桥景观。

北方断流岩溶大泉复流的生态修复模式与复流措施效果的定量评价——以山西太原晋祠泉为例

岩溶大泉是中国北方岩溶地下水的主要天然排泄形式,它们集供水、旅游、生态等功能于一体,是重要的自然资源。自20世纪后期,受自然、特别是人类大规模开发、采煤等活动的影响,有近30%的岩溶大泉断流,其中不乏中外闻名的大泉。十七大以来,各地政府积极响应党中央国务院加强生态文明建设的号召,启动了一些重要断流岩溶大泉复流的生态修复工程。本文根据北方断流岩溶大泉的结构模式与成因,提出了包括利用上游水库蓄水、调节渗漏段河水流量、在河流渗漏段实施人工增补工程、在岩溶地下水强径流带和排泄区采取关井压采、封堵泉口下游自流井、对煤矿带压区进行监控、补给区分区植树造林措施的复流模式;以山西太原晋祠泉为实例,在对各项复流措施效果进行定量优化评价的基础上,得出抬高汾河二库水位至设计标高、关闭岩溶地下水强径流带内白家庄煤矿降压排水井、封堵处置泉口下游自流井是近期经济可行的有效措施的结论;最后利用建立的泉域地下水渗流数值模型,预测实施三项近期措施后,晋祠泉水可望在2年左右的时间实现复流,该结论以期为晋祠泉及北方岩溶区其他同类型岩溶泉水生态复流工作提供示范与参考。

赤水河上游大河村至三层岩段洞穴发育特征及机理

赤水河上游大河村至三层岩段,位于云贵高原向四川盆地过渡的岩溶斜坡地带。区内地质条件结构复杂,具有典型的侏罗山式构造,沟壑纵横河谷深切,岩溶洞穴极其发育。岩溶洞穴在空间上的分布与区内碳酸盐岩地层出露面积、岩性及岩层厚度有密切联系,洞穴形态结构受岩层产状、断层和节理构造、新构造运动和地貌条件等因素的影响,表现出3个特征:①赤水河两岸分水岭地带发育水平洞穴和落水洞;②赤水河谷斜坡地带发育水平洞穴或倾斜洞穴;③在分水岭地带发育2层洞穴,河谷发育3层洞穴,斜坡地带洞穴成层性不显著。依据洞穴形成条件、洞穴空间展布特征,从地下水文流场网论述了区内岩溶洞穴的形成与演化特征。

贵州绥阳双河溶洞系统发育机理与演化研究

【目的】探讨在白云岩地层条件下,双河溶洞形成如此庞大的洞穴系统(已探明238.48km)的原因。【方法】根据双河洞的空间展布特征,分析区内地形地貌、地质构造和白云岩去白云化条件对双河洞形成的影响;同时,以水文系统为基础,探讨双河洞演化过程。【结果】1)双河溶洞发育区上覆有厚度不大的白云岩或白云质灰岩,这为含膏层的白云岩去白云化达到适应的温度和压力提供了条件,从而改变白云岩的溶解效果,加速Mg离子优先溶出,大大提高了含膏白云岩溶解成洞率;2)石膏(硬石膏)水解体积扩大,有助于围岩崩塌,洞道扩大;3)区内平缓的岩层和极其发育并组成"X"状的北东、北西向节理,是双河洞顺层发育及呈北东和东南向展布的前提和基础;4)特殊的地形条件有利于地下水沿着"X"节理溶蚀,是双河洞向北东和北西两方向延伸的动力条件;5)在新构造运动影响下,双河洞穴系统在形成演化过程中经历了3个发育时期,形成了两层旱洞和现在地下河洞穴的纵向展布格局。【结论】区内出露地层的展布关系为白云岩去白云化创造了有利条件,加上岩层中含有水解体积扩大的石膏层,有利于溶洞的形成和扩大;单斜构造、顺向节理发育为地下水运用提供天然通道,而地形条件为地下水运用提供动力基础;新构造运动是双河洞向纵深发育的直接动力。

贵州落脚河峡谷景观特征及形成机制

【目的】探讨以碳酸岩为基岩的贵州落脚河发育出庞大的河曲型岩溶峡谷景观的原因。【方法】根据落脚河峡谷系统的空间展布特征,通过分析区内地形地貌、地质构造和水文等自然条件,探讨落脚河峡谷群的景观特征及形成机制;同时,以区域新构造演进为主线,探讨落脚河峡谷群形成与演化。【结果】1)落脚河峡谷群全长61.33km,共发育了76个河曲,其中"Ω"型有6个,是岩溶区乃至世界少有大密度的河曲深切型峡谷系统;2)盆地地形和相对隔水层的存在,使区内形成一个相对封闭的古湖盆,从而为河曲的形成提供了孕育环境;3)地壳抬升,六冲河溯源侵蚀,使封闭湖盆打开,落脚河形成并在湖盆内形成自由河曲;4)区内平缓的岩层和极其发育北东、北西向的"X"节理,为自由河曲沿既有的方向溶蚀下切提供了水力通道;5)来自周围非碳酸岩山区的外源水,对研究区内基岩具有较强的溶蚀能力,是加速河流下切的动力之一。【结论】岩溶区存在像落脚河峡谷这样的高密度河曲型峡谷极为稀有,具有较高的旅游观赏价值。落脚河河曲型峡谷因地壳抬升并由早期自由河曲继承性下切而形成,主要经历了湖盆期(孕育期)、自由河曲发育期、河谷深切期等3个时期。