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。     

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。
     

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。     

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。     

岩溶洞穴中碳酸钙沉积菌种的筛选及初步研究

为了解洞穴微生物因素对同位素信息的影响,选择贵州中西部地区的岩溶洞穴为研究对象,利用B-4固体培养基对洞穴细菌进行筛选,观察和了解洞穴细菌形成的CaCO3晶体,并应用XRD分析细菌形成的CaCO3晶体成分,结合相关资料分析微生物对洞穴沉积物的影响.研究发现:洞穴中微生物作用促进CaCO3形成是一种普遍现象,在取样的几个洞穴中均有发现;此外,受试验体系中离子成分和CO2饱和度的影响,实验室体系下微生物形成的CaCO3晶体主要由方解石和球霰石组成.     

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.     

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.     

桂林旅游洞穴可持续利用研究

【目的】探讨桂林旅游洞穴的现状及可持续利用方式。【方法】洞穴环境因子的长期监测、分析及实地考察。【结果】桂林市芦笛岩、七星岩、冠岩、丰鱼岩、银子岩等主要旅游洞穴都不同程度存在钟乳石脱皮掉块、砂状风化、颜色变黑变暗、灯光植物破坏等沉积物老化问题,景观美学价值大大降低,对洞穴资源的旅游寿命构成较大威胁。同时认为洞穴开发中的施工改道、增加高能光源,以及大量游客涌入等,极大地改变了洞穴的自然环境,钟乳石化学风化、物理风化和生物风化等综合作用,加速了洞穴次生化学沉积物景观的风化速度。【结论】在洞穴系统区域构建良好植被生态环境;减少洞穴与外部空气交换;减少游人在洞穴中滞留时间;调整、改造灯光系统,使用冷光源,减少开启时间;预防和控制灯光植物的滋生,及时处理灯光植物;定期用适宜水质的水对洞穴景观清洁湿润;开展次生CaCO_3的沉积效果试验与研究;对洞穴空气环境进行长期、在线观测和预警;加强旅游管理,控制游客数量,规范游客游览行为等措施。     

周口店洞穴砂层的积沉学研究

周口店北京猿人洞穴里的沉积物厚达40余米,根据对沉积物中砂层的粒度分析、重矿物分析、石英颗粒表面形态分析和石英砂化学成分的测定,将猿人洞里的沉织物分为上下两段:下段主要是周口河的河水从猿人洞东洞口灌进洞内沉积而成的;上段沉积物是源于上砾石层和附近的坡积物,它们是由片流作用循竖井和岩溶裂隙进入洞内沉积的。     

喀斯特洞穴CO2时空变化特征及其控制因素分析

岩溶洞穴空气CO_2变化影响次生沉积物沉积和溶蚀,它关系到洞穴旅游景观的稳定性及洞穴环境的舒适性,是岩溶作用发生的关键因素。本文以一个水文年监测数据为主,结合洞穴上、中、下垂直监测结果,分析了大风洞洞穴空气CO_2时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)在空间尺度上,越靠近洞口通风效应越强,洞穴空气CO_2浓度越低,越接近大气的CO_2浓度,当上升到一定阀值时,CO_2浓度基本保持稳定状态;(2)在长时间尺度,大风洞洞穴CO_2浓度表现为夏季秋季春季冬季的一个变化趋势,夏季波动幅度较大,而冬季较为平缓;(3)在垂直尺度上,春、夏、秋季洞穴CO_2浓度、相对湿度差异大,且洞底部CO_2浓度和相对湿度大多高于洞顶部。越往洞穴深入,3个环境参数的垂直差异均减小;(4)影响因素上,大风洞CO_2主要受洞道结构及通风效应、洞穴上覆土壤环境、岩溶作用、旅游活动的影响,其中以岩溶作用最为突出。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层古溶洞充填特征与垂向物性分布

塔河油田古岩溶储层的储集性能与溶洞内部充填特征密切相关。通过对露头、岩心和成像测井的直接认知,区分了溶洞内部的充填物类型和充填程度,开展了溶洞充填特征的识别研究,最后建立了溶洞充填结构模式,并探讨了基于充填特征的古溶洞物性分布特征。研究认为,溶洞充填物主要有搬运型沉积物、垮塌型堆积物及化学型胶结物三种类型,溶洞充填程度可分为部分充填型溶洞和全充填型溶洞;不同充填特征的溶洞表现出不同的测井响应特征;溶洞的充填结构具有“多期次、准层状”的特点,垮塌角砾岩充填多与砂泥混积,物性较差,砂泥岩充填段物性相对较好,整体孔隙度分布表现出多段韵律叠加的特征。     

河南巩县雪花洞的成因探讨

巩县雪花洞是一个新发现的溶洞,除具有一般溶洞中碳酸盐景物外,还形成了大量罕见的雪花(石花)、石珊瑚和石葡萄.本文主要从地学角度探讨雪花洞特别是各美碳酸盐类景物的分布规律、形成条件和形成过程.为在本区寻找新的溶洞.开发新旅游区提供科学资料.     

Significance and dynamics of drip water responding to rainfall in four caves of Guizhou, China

In rainy season, NaCI is adopted to trace sources of cave drip water, time scales of drip water responding to precipitation, and processes of water dynamics in four caves of Pearl watershed in Guizhou, China (Liangfeng cave in Libo, Qixing cave in Duyun, Jiangjun cave in Anshun and Xiniu cave in Zhenning). Because of the variety of karst cave surroundings, interconnections of water transporting ways, water dynamics processes etc., time scales of drip-water in four caves responding to rainfall is 0——40 d. According to the characteristics of water transport in cave roof, pathways of water movement, types of water head etc., drip water of four caves can be divided into five hydrodynamics types. The differences of time scales, and ways of water-soil and water-rock interaction during water transporting in cave roof make it difficult to correctly measure speleothem record and trace material sources. In addition, there exist great differences in water dynamic conditions among the four caves. So the interpretation of the paleoenvironment records of speleothem must be supported by the understanding of hydrodynamics conditions of different drip sites. Based on the data got from drip sites in four caves, drip conductivity accords with precipitation, which indicates that element contents in speleothem formed by drip water record the change of karst paleoenvironment. But results of multi-points study are needed to guarantee the correctness of interpretation.     

高密度电法对不同溶洞探测效果模拟

在高密度电法勘探中,不同性质的溶洞其反演电阻率特征有差异,往往会导致实际勘探出现困难。根据实际地质情况建立了三个溶洞模型:充水型溶洞、充泥型溶洞及未充填型溶洞。对三个溶洞模型进行数值模拟,对比了不同模型的地电响应特征;然后对每个溶洞模型表面增加一层破碎状溶壳,分析了溶壳对溶洞正反演结果的影响;最后将实际资料与数值模型结果对比分析,进而解释了实际资料中溶洞异常特征产生的原因。结果表明:充填型溶洞在反演结果中的反应比未充填型溶洞灵敏很多,破碎状溶壳对未充填型溶洞探测效果的影响远大于充填型溶洞,破碎状溶壳包围的空洞在反演结果中表现的异常形态不明显,在野外实际探测中很难准确探测。     

岩溶洞穴土壤颗粒分析及其对水土流失的研究意义

岩溶洞穴中的土壤作为一类洞穴沉积,具有很好的学术研究价值,但目前利用洞穴土壤来研究水土流失的成果还很少.2010年8月、9月在贵州毕节、清镇、花江的三个洞穴和一条地下河中采取了洞穴土样,然后在室内用比重计速测法对洞穴土壤进行了颗粒分析并将其与地表土壤进行对比研究.研究发现,洞穴土壤颗粒中粘粒含量远高于地表土壤,土壤通过...     

福建永定仙湖洞发育与地质构造关系分析

福建永定仙湖洞为多层状喀斯特洞穴系统，发育于向斜核部的下三叠统溪口组（Ｔ１ｘ）鲕状石灰岩中，主要受到北东向和北西向两组断裂的控制，由于北东向压扭性断裂破碎影响的带宽，更有利于喀斯特洞穴的发育形成，因而洞穴总体呈北东向延伸。     

高密度电法在地下暗河探测中的应用—以石林诗玛溶洞为例

诗玛溶洞位于石林景区南东约3 km,具有较好的旅游区位优势。诗玛溶洞洞穴发育特征报道见于2003年,但受溶洞空间分布和地下暗河水流的影响,探明的范围较小,溶洞的走向不清,溶洞是否具有利用的价值不清。因此,为进一步了解诗玛溶洞的平面位置,利用溶洞随地下暗河分布的特点,布置20 m道间距的高密度电法工作。分析物探成果,了解溶洞顶端埋深和溶洞空间大小,经后期工作查证,在工作区范围内,物探推测地下暗河走向和溶洞空间特征正确,西面走向延伸1 200 m,东面延伸700 m,物探成果进一步明确了溶洞及地下暗河范围,高密度电法在地下暗河勘察中取得了较好的应用效果,诗玛溶洞具有开发利用价值。     

某高层建筑地基中土洞的成因分析及地基处理设计方案

本文通过分析龙岩盆地某高层建筑地基中土洞的成因,介绍了高压旋喷桩加固地基处理的原理及本场地地基处理的设计方案,即土洞是在有覆盖土的岩溶发育区,其特定的水文地质条件,使岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。土洞是岩溶的一种特殊形态,是岩溶范畴内的一种不良地质现象,由于发育速度快,分布密,对工程的影响远大于岩洞。     

喀斯特洞穴信息系统及其在黔南洞穴旅游资源开发中的应用

黔南是喀斯特发育强烈的地区,分布有1000多个洞穴。根据地形图上洞穴的位置、洞高、洞长、发育方向、坡顶海拔、坡底海拔以及岩性等信息,以GIS技术为平台,建立黔南喀斯特洞穴数据库和洞穴信息系统,主要在于为黔南喀斯特洞穴数据资料查询、分布规律、空间相关关系、潜在资源开发、部门辅助决策和为旅游及相关部门对黔南喀斯特洞穴旅游开发提供信息。同时将系统应用于洞穴旅游资源的开发,采用相应的"最优路径选择"方法,提出黔南相应的旅游线路规划及洞穴旅游资源的开发潜力。