连通双岩溶洞穴系统强迫流示踪实验与洞穴体积计算方法

通过两个相互连通但体积不等、形状不同的洞穴按不同体积比和不同连通通道宽度的系列示踪实验,得到了连通双岩溶洞穴的强迫流示踪曲线模型,并提出了洞穴体积计算方法.分别在大、小洞穴中所获得的强迫流示踪曲线,其浓度达到稳定前的最后浓度变化段,前者长度短,坡度缓,后者长度长,坡度陡.当钻孔揭露与大洞穴连通的小洞穴时,可通过强迫流示踪曲线识别连通双岩溶洞穴与封闭孤立洞穴;连通双岩溶洞穴总体积计算的相对误差很小,说明所提出的总体积计算方法是可行的.但只有当钻孔揭露与大洞穴连通的小洞穴时,才可以通过示踪曲线单独计算各洞穴的体积.     

岩溶洞穴的强迫流示踪实验模型与数值模拟

提出了一种用于计算钻孔揭露的岩溶洞穴体积的新方法—强迫流示踪法,即在钻孔揭露的岩溶洞穴中定量投放示踪剂后,将小型搅拌设备放入洞穴中,强力搅拌洞穴中水体,使示踪剂迅速扩散至整个洞穴空间,同时观测搅拌中心的示踪剂浓度变化,得到示踪剂浓度历时曲线,依据不同的示踪剂浓度历时曲线计算不同类型洞穴的体积.本文还同时提出了一维、二维和三维封闭岩溶洞穴在强迫流条件下的示踪曲线概化模型,并通过数值模拟验证了这些模型.封闭岩溶洞穴的强迫流示踪模型表明,每个(或与搅拌中心等距的每组)洞穴的开阔壁面均有可能使搅拌中心的示踪剂浓度历时曲线产生一个拐弯点,壁面离搅拌中心越近,拐弯点越明显,随着距离的增大,拐弯点不明显;拐弯点出现的时间与示踪剂在强迫流条件下到达洞穴壁面的时间有关,壁面距搅拌中心越近,两者的一致性越好,距离越远,拐弯点出现时间越滞后于示踪剂到达洞穴壁面的时间.     

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶洞穴的发育深度探讨

在剖析岩溶发育深度控制模式的基础上 ,分析了毛坝向斜岩溶发育的控制性基准面 ,认为毛家院子以南 ,向斜核部及东翼 ,岩溶洞穴发育深度在海拔 90 0 m以上 ;向斜西翼及毛家院子以北的核部及东翼 ,岩溶洞穴发育深度应在海拔 85 0 m以上。     

高速公路不同地层路基中岩溶洞穴的探测

采用三极与对称四极电阻率测深探测常张和邵怀高速公路路基中一定深度范围内的岩溶洞穴,沿公路走向布设多条互相平行的电测深剖面进行观测,利用各电测深剖面中电阻率ρs曲线类型的变化,确定岩溶洞穴的分布情况;利用测区内各剖面的ρs等值线断面图,结合地质条件圈定岩溶洞穴在路基中的赋存部位.通过对常张、邵怀高速公路路基的探测,确定了其地下岩层的结构构造,并判断出岩溶洞穴的埋深、规模及性质,了解了其不同地层中岩溶的电性结构的特点和分布规律.     

沿河县白果树电站左坝肩岩溶洞穴处理

白果树电站库坝区碳酸盐岩广布，岩溶发育，岩溶洞穴众多，坝基处在奥陶系下统红花园组（Oth）强可溶性灰色、深灰色厚层块状灰岩岩层之上，岩溶洞穴渗漏问题严重，是电站成功与否的关键性地质问题。笔者通过本文从岩溶发育地区深切峡谷河流常水位附近岩溶洞穴防渗处理过程中应注意的环节谈谈自己的体会。     

长春市双阳吊水壶风景区的岩溶洞穴群

在阐述长春市南部双阳区吊水壶岩溶洞穴群特征的基础上,进一步对该区发育岩溶洞穴群的地质环境、成因和形成时代进行了探讨。     

云桂线营盘山隧道地质雷达与风枪探孔的对比分析

岩溶为云桂铁路营盘山隧道的主要不良地质,岩溶对施工及隧底的稳定性影响较大.该隧道洞身位于岩溶垂直渗流带内,岩溶发育,开挖后采用地质雷达及风枪探孔对隧底及周边岩溶进行探查,地质雷达能定性探测区段内隐伏岩溶的发育情况,探测深度较大,风枪探孔能针对物探异常情况,准确探查岩溶特征.地质雷达及风枪探孔各具特点,将2种探测方法配合使用,在该隧道底部岩溶探测中取得了很好的效果.     

塔里木盆地轮古西地区奥陶系古岩溶储层特征

为了进一步挖掘轮古西区古溶岩探区潜力 ,利用常规薄片、扫描电镜、图像分析、同位素等测试手段 ,对该区古岩溶储层特征进行了研究 .结果表明 :轮古西地区下奥陶统碳酸盐岩基质具有低孔低渗特点 ,多属非有效储层 ;古岩溶储层的有效储集空间主要是溶蚀孔、洞和裂缝 .洞穴规模变化大 ,主要分布于距古风化壳面深度为 0～ 2 0 0m范围内 ,中、大型洞穴多分布于古岩溶剖面中下部 .各岩溶相带中 ,表层岩溶带的洞穴最发育 ,其次为水平潜流带和季节变动带 ,垂直渗流带洞穴较不发育 .裂缝类型以构造缝为主 ,以发育立缝和低角度缝为主 ,高角度缝和水平缝发育次之 .纵向上 ,季节变动带和水平潜流带的裂缝最为发育 ,表层岩溶带和垂直渗流带的裂缝发育程度较低 .储层类型主要包括孔洞型、裂缝型、裂缝—孔洞型及洞穴型 4种 .其中 ,洞穴型、裂缝—孔洞型储层的产能好 ,是该区的重要储层类型     

论鄂西南岩溶洞穴发育与第四纪冰期和间冰期的关系

本文简述了鄂西南利川市东北部岩溶洞穴体系上、中、下层状溶洞发育状况,论述了其发育过程与第四纪冰期和间冰期的关系,在间冰期时形成水平溶洞,在冰期时形成垂直溶洞,二者互相贯通,形成了岩溶洞穴体系。     

乌江河谷岩溶发育特征研究

乌江是长江上游的一条支流,水力资源丰富,全流域碳酸盐岩分布面积占70%,岩溶发育是影响坝址工程地质条件的重要因素.乌江是一深切峡谷,具特定的岩溶发育特征,如河谷深部洞穴发育;河谷类型对岩溶发育有所制约等.本文通过河谷深部洞穴成因的研究,提出了它可能的分布部位;对中更新世以来古气候古环境的研究,提出主要岩溶发育期和古水文网在河谷岩溶发育中的作用.并探讨库坝勘测中第四纪地质、古水文网调查的重要性.     

岩溶洞穴形态沉积与贵州地貌发育

岩溶洞穴是岩溶地貌的组成部分,它与洞外的地貌的形成和发展有着密切的关系,洞穴沉积物常能保存较好的地貌形成的历史印迹,通过对贵州岩溶洞穴沉积特点的分析,就贵州地貌发育演化阶段及分期问题进行了论述和讨论。     

当前国际岩溶洞穴学界研究热点——袁道先院士访谈录

第16届国际洞穴大会(International congress of speleology,ICS)于2013年7月21日至29日在捷克举行,大会内容涉及洞穴及岩溶研究史、洞穴生物、洞穴调查开发与环境保护、岩溶气候及古气候记录、岩溶发生学等方面。当前国际岩溶洞穴科技创新的若干亮点有岩溶洞穴微生物、洞穴古水文重建、深源溶蚀作用岩溶(Hypogene karst)、水下洞穴次生沉积物(Phreatic overgrowths on speleothems,POS)与海平面变化、洞穴气候与古气候记录、锶(Sr)的地球化学运移、洞穴保护理念的发展、非碳酸盐岩洞穴中的碳酸盐岩次生沉积物的形成和古气候记录、洞穴雾气循环、冰川地区岩溶洞穴的形成机理等内容。通过大会的参与,意识到目前中国相关研究还存在以下问题:一是中国洞穴探险队伍较少,且没有形成规模,不利于岩溶科学知识的推广;同时中国岩溶洞穴研究学者的研究范围基本上都局限在地表或已探明洞穴,几无擅长探洞者,这大大限制了洞内岩溶科学问题的发现和研究工作的开展,是中国岩溶研究领域的一大缺憾。二是在探索岩溶形态发育的物理、化学、生物学机理及研究技术方面中国与其他国家相比还有相当差距。ICS是世界各国岩溶洞穴学研究者进行交流的大舞台,提交成果、口头展板报告、开设展台、广泛参与活动是展示本国岩溶洞穴学研究成果、研究水平和实力,提升国际影响力的重要途径。但中国学者对此次大会重视程度不够,表现为提交研究成果少、口头报告展板报告少、没有开设展台等,这与中国丰富岩溶资源现状极不相称。建议国内广大岩溶洞穴研究者做好准备,积极参与2017年的第17届ICS,力争取得较大突破,为树立中国岩溶大国、强国形象而努力。     

地震CT在岩溶精细探测中的应用与探讨——以深圳地铁14号线为例

因场地条件限制和干扰因素较多,地震反射、电法等地球物理探测手段在城市岩溶探测中很难实施。利用地震波CT(computerized tomography)层析成像技术对深圳地铁14号线进行岩溶精细探测,将获取的井间地震波初至走时进行反演,并对数据处理与分析进行研究,最终获取地下介质内部波速结构,并以此判断岩溶发育状态。实验结果表明:地震CT层析成像技术能较好查明基岩面起伏形态,并能以小于1 m的分辨率精细探测地下岩溶发育规模,其探测结果与钻孔资料高度吻合。该方法的成功引入为城市轨道交通岩溶探测提供了可行性方案,其探测成果可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。     

淮北煤田奥陶系灰岩岩溶类型及陷落柱成因分析

对淮北煤田奥陶系灰岩不同时期岩溶洞穴发育条件及特征进行了分析，将其分为冲蚀型、潜蚀型、流入型及含水层型岩溶洞穴。根据层状沉积岩层的断裂力学机制及洞穴的再发育过程，提出了煤系地层陷落柱多期活动模式。     

白虎麻塘洞穴分布特征与地貌关系研究

地质地貌特征在大尺度上突出显现,而一些特征在小尺度上表现更为明显。洞穴的发育基于大尺度的地质地貌环境,又与小区域地质地貌发育互相影响。为了揭示小尺度内洞穴与地质地貌的关系,在毕节撒拉溪对白虎麻塘(洼地)附近的洞穴进行了探测,通过实地的探测分析,结合当地地质特征、地貌环境的特殊性,得出洼地附近的洞穴系统具有海拔分层、环形分布、水平发育与垂直发育交错等几个特征。洞穴分布特征一方面基于地质、水文基础,一方面体现与地貌发育的关系,当地地貌发育经过了3~4个主要时期,不同时期发育相关特征的洞穴系统,残留洞穴记录其重要发育特征和过程。对未来进一步研究相关地区的地貌发育与洞穴的关系提供借鉴。     

电磁波CT揭露重大工程岩溶发育特征--以某地铁岩溶勘察为例

灰岩地区岩溶发育程度严重影响重大工程建设,以钻探为主的城市岩溶勘察,很难充分查明地下岩溶发育特征及规模,而高密度电法、浅层地震反射等其余地球物理方法因场地条件限制和干扰因素较多,在城市岩溶探测中很难实施。鉴于此,本文采用井间电磁波CT层析技术对某地铁进行岩溶探测,应用联合迭代重建技术（simultaneous iterative reconstruction technique 简称SIRT）进行反演,获取电磁波CT吸收系数等值线图,并通过吸收系数判断岩溶发育状态。研究结果表明：电磁波CT层析技术可较好揭露地下岩溶发育规模和特征,探测结果与钻孔资料揭露岩溶信息高度吻合。该方法的成功引入为重大工程岩溶探测提供了新思路,其探测成果结合钻孔信息可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。     

当前国际岩溶洞穴学界研究热点———袁道先院士访谈录

第16届国际洞穴大会(International congress of speleology,ICS)于2013年7月21日至29日在捷克举行,大会内容涉及洞穴及岩溶研究史、洞穴生物、洞穴调查开发与环境保护、岩溶气候及古气候记录、岩溶发生学等方面。当前国际岩溶洞穴科技创新的若干亮点有岩溶洞穴微生物、洞穴古水文重建、深源溶蚀作用岩溶(Hypogene karst)、水下洞穴次生沉积物(Phreatic overgrowths on speleothems,POS)与海平面变化、洞穴气候与古气候记录、锶(Sr)的地球化学运移、洞穴保护理念的发展、非碳酸盐岩洞穴中的碳酸盐岩次生沉积物的形成和古气候记录、洞穴雾气循环、冰川地区岩溶洞穴的形成机理等内容。通过大会的参与,意识到目前中国相关研究还存在以下问题:一是中国洞穴探险队伍较少,且没有形成规模,不利于岩溶科学知识的推广;同时中国岩溶洞穴研究学者的研究范围基本上都局限在地表或已探明洞穴,几无擅长探洞者,这大大限制了洞内岩溶科学问题的发现和研究工作的开展,是中国岩溶研究领域的一大缺憾。二是在探索岩溶形态发育的物理、化学、生物学机理及研究技术方面中国与其他国家相比还有相当差距。ICS是世界各国岩溶洞穴学研究者进行交流的大舞台,提交成果、口头展板报告、开设展台、广泛参与活动是展示本国岩溶洞穴学研究成果、研究水平和实力,提升国际影响力的重要途径。但中国学者对此次大会重视程度不够,表现为提交研究成果少、口头报告展板报告少、没有开设展台等,这与中国丰富岩溶资源现状极不相称。建议国内广大岩溶洞穴研究者做好准备,积极参与2017年的第17届ICS,力争取得较大突破,为树立中国岩溶大国、强国形象而努力。
     

螳螂河流域洞穴发育特征及其地学意义研究

在对山东沂源螳螂河流域岩溶洞穴进行调查探测的基础上,通过研究流域内洞穴发育特征探讨其内在的地学涵义.认为：1)流域内洞穴发育在纵向上分为三层,并与区内经历的地质时期与之对应;2)区内在华北唐山期(N1)的隆起比临城期(N2～Q1)隆起幅度较大;3)鲁山隆起是一个持续的过程,在地壳抬升的间歇期持续缓慢地进行,并由中心向四周逐渐减弱.根据水平洞穴成因机理和区内洞穴展布特征,提取相关参数试探性建立流域地下水位演变的二维数学关系,这对流域喀斯特地下、地表水在空间上的演化研究、从定性到定量研究都具有重要科学意义.     

声呐探测法在桩底岩溶探测中的应用分析

昆明至倘甸高速公路多段穿越岩溶发育区，在建设阶段，岩溶是桩基工程的主要工程地质问题.岩溶区桩基施工中采用声呐探测法对桩底岩体完整程度及岩溶进行探测，声呐探测法将声呐技术应用于地质勘探中，利用桩孔中的泥浆作为声波传播和耦合的介质，探测桩底的溶洞发育情况，能有效地判断桩底以下10 m范围内岩溶发育情况，分析判断溶洞顶板的稳定性，并针对性的对桩长进行调整，可确保桩基的稳定.通过施工验证表明，该探测方法的准确性较高，具有检测周期较短、成本低的优点，可在岩溶发育地区桩基施工中发挥重要的作用，具有推广应用的价值.     

从洞穴碎屑堆积物特征探讨洞穴发育及古环境

本文通过对岩溶洞穴碎屑沉积物结构特征及其矿物、化学成分的研究,探讨岩溶洞穴的发育和形成的古环境.对洞穴石英砂表面微结构作扫描电镜观察研究,表明贵州构皮滩早期洞穴碎屑是在水动力较强的条件下形成的;对洞穴湖相沉积物作了地球化学特征的对比,从而获得不同的古气候环境.如洛塔洞穴堆积物的地球化学特征反映早中更新世时为温暖湿润的气候,而晚更新世时为较干旱气候;通过洞穴砂的矿物成分分析,探索了洞穴本身的展布,为四川彭水岩溶区东西向洞穴系统的存在提供了证据.