桂林覆盖型岩溶区土壤溶液对碳酸盐岩的溶蚀能力探讨

作     者：闫志为 曾召田 刘辉利 王羽辉 李水新 周国清 周小红 YAN Zhiwei;ZENG Zhaotian;LIU Huili;WANG Yuhui;LI Shuixin;ZHOU Guoqing;ZHOU Xiaohong

作者机构：桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 广西矿冶与环境科学实验中心广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541004 中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 

出 版 物：《水文地质工程地质》 (Hydrogeology & Engineering Geology)

年 卷 期：2015年第42卷第2期

页      面：132-139,155页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0705[理学-地理学] 070501[理学-自然地理学] 

基　　金：国家自然科学基金(41162011) 广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划 

主　　题：桂林 岩溶区 土壤溶液 碳酸盐岩 溶蚀能力 

摘      要：在桂林覆盖型岩溶区6处包气带土层中,通过钻探定深采集土样34组,进行土工实验,测定其密度、孔隙比、饱和度、塑性指数等物理指标。以浸提法（土水质量比1∶5）提取土壤溶液,测定其p H值和HCO^-3、CO3^2-、Cl^-、SO4^2-、Ca^2＋、Mg^2＋、Na^＋、K^＋等离子含量。其中,对B1、X7两孔采集的24组土样,采用PHREEQC软件将浸提原液模拟浓缩至接近于天然土不同饱和度的含水量,根据浓缩结果分别计算方解石、白云石饱和指数,判别土壤溶液在给定各含水量条件下对碳酸盐岩的溶蚀能力。主要认识如下：①土壤p H值为4.35~7.08,多较低,大部分为酸性土和强酸性土。紧靠石灰岩面的土p H值较大。②土壤溶液中Ca^2＋、Mg^2＋等各种离子含量均很低。受人类活动影响,B1、X7两钻孔表现除浅部Ca^2＋、SO4^2-、HCO^-3含量高、深部低,其它几种离子则表现出含量较少且上、下基本一致甚至向下略有微量升高的特征。③人类活动区浅部土层中Ca^2＋、Mg^2＋、Na^＋、SO4^2-、Cl^-含量均明显高于人类活动较少区。④靠近石灰岩面的土壤溶液中Ca^2＋含量高。在距离下伏灰岩面几米以远的包气带土层中Ca^2＋等含量很少。⑤不同浓度土壤溶液的SIC、SID与桂林周边碎屑岩裂隙水接近,均为负值,且其绝对值较大,表明对方解石、白云石具有较强溶蚀能力;且SID均明显小于SIC;由于同离子效应,随着浓缩程度提高SIC、SID逐渐升高,但仍为较小负值。⑥与桂林漓江水、漓江两岸第四系孔隙水、岩溶地下水相比,不管是土样浸提原液还是按不同比例浓缩后土壤溶液的SIC、SID均明显更低,单纯从溶解作用考虑,其对方解石、白云石的溶蚀能力更强。桂林黏性土土壤溶液SIC、SID低、溶蚀作用强主要是由于桂林地区长期湿润多雨的气候条件造成较低土壤p H值和低Ca^2＋、Mg^2＋等离子含量以及土壤中高CO2分压所致。