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双河洞小流域主要离子化学特征及其来源分析

水土保持学报 2017年第2期31卷 327-332,338页

作者：张结周忠发曹明达潘艳喜陈全贵州师范大学喀斯特研究院贵阳550001 贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵阳550001

为探究岩溶地表水和地下水水化学特征及其各种盐类对主要离子的贡献,以喀斯特小流域为研究尺度,对贵州绥阳双河洞区域地表水和地下水水化学进行野外监测、采样和室内实验,并运用SPSS统计软件对水样点进行主成分分析研究。结果表明:(1)... 详细信息

为探究岩溶地表水和地下水水化学特征及其各种盐类对主要离子的贡献,以喀斯特小流域为研究尺度,对贵州绥阳双河洞区域地表水和地下水水化学进行野外监测、采样和室内实验,并运用SPSS统计软件对水样点进行主成分分析研究。结果表明:(1)双河洞水化学阳离子主要以Ca^(2+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_3^-和SO_4^(2-)为主。水化学类型主要为Ca^(2+)·Mg^(2+)—HCO_3^-型水,而石膏洞为Ca^(2+)·Mg^(2+)—SO_4^(2-)型水。大多数离子的含量随采样点、季节和水体类型的不同而呈显著性差异;(2)岩石风化对流域离子组成影响显著,阴离子主要来自碳酸盐、蒸发盐或岩盐的溶解和风化,蒸发盐溶解是阳离子的主要控制机制,硅酸盐风化侵蚀作用对区域离子变化存在一定影响;(3)主成分分析法得出对区域离子化学组成的影响程度按碳酸盐、蒸发盐和硅酸盐递减,其中H_2CO_3风化碳酸盐岩的影响显著,但在个别地下水主要受H_2SO_4风化碳酸盐岩的影响显著,此外农业活动和居民生活也有一定影响。研究结果对双河洞洞区水资源的保护和开发利用及岩溶碳循环研究具有重要意义。

关键词：岩溶小流域水化学特征风化过程控制因素双河洞

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双河洞中大熊猫-剑齿象动物群化石的发现

中国岩溶 2016年第4期35卷 402-406页

作者：高占冬 Jean Bottazzi 赵欣楠贺卫 Eric Sanson 李坡程海贵州省山地资源研究所贵州贵阳550001 贵州省喀斯特洞穴(旅游)资源开发利用工程技术研究中心贵州贵阳550001 法国洞穴联盟西安交通大学陕西西安710054 明尼苏达大学美国55455

对贵州省境内的双河洞历次科考中发现的第四纪动物群化石进行初步研究和总结,认为目前对双河洞第四纪动物群研究尚处于起步阶段,化石的发现者都是洞穴科考专家,古生物知识相对欠缺且重视不够是洞穴化石研究进展缓慢的原因。为了加快双... 详细信息

对贵州省境内的双河洞历次科考中发现的第四纪动物群化石进行初步研究和总结,认为目前对双河洞第四纪动物群研究尚处于起步阶段,化石的发现者都是洞穴科考专家,古生物知识相对欠缺且重视不够是洞穴化石研究进展缓慢的原因。为了加快双河洞第四纪动物群的研究进程,以今年中法联合科考过程中发现的大熊猫-剑齿象动物群化石为样本,采用ICP-MS铀系定年方法对这批大熊猫骨骼化石碳酸盐岩包裹物的年龄进行测试,结果表明该化石群化石距今6.75万年,初步判定此动物群可能生存于中更新世-晚更新世早期。这批哺乳动物化石及其地层信息将为贵州(尤其是黔北)第四纪的研究提供重要资料。

关键词：洞穴化石大熊猫-剑齿象双河洞贵州省

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贵州绥阳双河洞白云岩溶洞群成因研究

地质论评 2018年第3期64卷 674-684页

作者：蒋玺龙克树刘纯军吕方李华贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 贵州大学研究生院贵阳550025

双河洞溶洞群是发育于中—上寒武统娄山关群白云岩中的大型岩溶洞穴系统,是当前已探知的全球最长的白云岩洞穴。为配合申报世界地质公园,笔者等通过野外调查、地层剖面实测、节理和洞道统计、水化学分析,综合探讨了溶洞群的成因和演化... 详细信息

双河洞溶洞群是发育于中—上寒武统娄山关群白云岩中的大型岩溶洞穴系统,是当前已探知的全球最长的白云岩洞穴。为配合申报世界地质公园,笔者等通过野外调查、地层剖面实测、节理和洞道统计、水化学分析,综合探讨了溶洞群的成因和演化机制。研究表明,区域寒武系白云岩中同生沉积的硬石膏层对溶洞的发育具有至关重要的诱发和促进作用,溶洞洞道的发育方向和形态是地层构造和岩性综合影响的结果,区域岩溶水多处于不饱和状态,加剧岩溶作用过程。根据研究结果提出了溶洞群发育模型,认为溶洞群形成经历了膏盐溶孔——孤立孔洞——连通洞穴——大型溶洞——多层溶洞群一系列演化过程。

关键词：绥阳双河洞白云岩溶洞洞穴成因

白云岩洞穴系统中水-气CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响:以贵州双河洞为例

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环境科学与技术 2017年第3期40卷 54-60页

作者：曹明达周忠发张结殷超张绍云贵州师范大学喀斯特研究院贵州贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵州贵阳550001

为揭示白云岩岩层中所发育洞穴系统中的中的洞穴水与空气中CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响及其动态变化特征和控制因素。从2015年4月至9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:(1)双河洞洞穴水的水... 详细信息

为揭示白云岩岩层中所发育洞穴系统中的中的洞穴水与空气中CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响及其动态变化特征和控制因素。从2015年4月至9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3^--SO_^(2-)-Ca^(2+)-Mg^(2+)和SO_4^(2-)-HCO_3^--Ca^(2+)-Mg^(2+)型水,在受到上覆石膏岩层的影响时,SO_4^(2-)成为优势离子且可以极大提高溶液中Ca^(2+)离子含量;(2)洞穴滴水的水-气间CO_2分压差值(△PCO_2)与SI之间存在良好的负相关关系的同时,2种重要的矿物饱和指数SI_c,SI_d之间存在着良好的正相关关系;(3)实测数据分析证明"表观饱和指数"现象的客观存在;(4)洞穴水中的液相CO_2(PCO_2_(water))与溶液的pH值呈现出显著的负相关关系,且在未开发的天然封闭洞腔中洞穴空气CO_2分压对洞穴水水文地球化学过程影响较小。

关键词：白云岩洞穴水水文化学 CO2分压双河洞

白云岩喀斯特洞穴水理化性质特征及其环境指示研究:以绥阳双河洞为例

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地球化学 2017年第1期46卷 87-97页

作者：曹明达周忠发张结张绍云殷超闫利会贵州师范大学喀斯特研究院贵州贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵州贵阳550001

为揭示白云岩岩层中发育洞穴中的洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年4月至2015年9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测。结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3~–-Ca... 详细信息

为揭示白云岩岩层中发育洞穴中的洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年4月至2015年9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测。结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3~–-Ca^(2+)-Mg^(2+)和SO_4^(2-)-HCO_3~–-Ca^(2+)-Mg^(2+)型水,阴离子中HCO_3~–和SO_4^(2-)是优势离子,阳离子中Ca^(2+)、Mg^(2+)为优势离子;(2)洞穴滴水中方解石饱和指数(SI_c)、白云石饱和指数(SI_d)之间有显著正相关性且与水样中气相二氧化碳分压对数(lg pCO_2)成反比;(3)洞穴水滴率、滴量、pH对气候有一定的响应,其地球化学指标具有显著的季节效应;(4)洞穴滴水中的电导率(EC)与Ca^(2+)离子浓度呈显著线性关系;(5)洞穴水中SO_4^(2-)和Cl^-含量占比(SC)对EC和总硬度(TH)之间的线性关系具有重要影响;(6)滴水中Sr/Ca、Mg/Ca比值表现出在略微滞后的情况下同步升高的现象,证明预先沉积作用(PCP)的存在。

关键词：白云岩喀斯特洞穴水理化特征双河洞

喀斯特洞穴窝穴的形态对比与成因分析——以贵州省双河洞为例

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中国岩溶 2016年第4期35卷 432-438页

作者：张结周忠发李坡曹明达殷超张绍云张强贵州师范大学喀斯特研究院贵州贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵州贵阳550001 贵州省山地资源研究所贵州贵阳550001 贵州省喀斯特洞穴(旅游)资源开发利用工程技术研究中心贵州贵阳550001

喀斯特洞穴窝穴作为洞穴小形态的一种,记录了喀斯特地区地下河的演变过程和洞穴的发育状况。通过对双河洞系统中阴河洞、响水洞洞穴窝穴的规模、形态大小进行统计,对比了两洞穴窝穴形态的差异性并分析其成因。结果表明:在规模上,阴河洞... 详细信息

喀斯特洞穴窝穴作为洞穴小形态的一种,记录了喀斯特地区地下河的演变过程和洞穴的发育状况。通过对双河洞系统中阴河洞、响水洞洞穴窝穴的规模、形态大小进行统计,对比了两洞穴窝穴形态的差异性并分析其成因。结果表明:在规模上,阴河洞窝穴分布面积较小,但窝穴数量相当可观,响水洞窝穴分布数量巨大,范围广泛,成千上万的窝穴沿洞穴通道两侧分布;在平面形态上,阴河洞内窝穴扁率要高于响水洞;在垂直剖面上,阴河洞内窝穴深宽比要比响水洞的偏大,且阴河洞窝穴以"V"型、倒"Ω"型窝穴为主,响水洞窝穴以倒"Ω"型窝穴为主,这与两洞穴水动力条件、地质构造、推移质、基岩、风化溶蚀作用等因素的不同密切相关。

关键词：双河洞形态特征对比影响因素窝穴

贵州双河洞海洋同位素阶段11期石笋碳氧同位素记录及古环境意义

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科学技术与工程 2019年第34期19卷 67-72页

作者：高占冬黎有为吴克华王德远张弘智陈玉合贵州省山地资源研究所贵阳550001 贵州省喀斯特洞穴(旅游)资源开发利用工程技术研究中心贵阳550001

采用铀系定年法对双河洞石笋SW01进行年代测定及碳、氧同位素分析,以探讨石笋形成时的古环境信息。结果表明,石笋顶部沉积年代在海洋同位素阶段11期,山王洞形成年代在远早于海洋同位素阶段11期(MIS11)阶段。石笋δ18O值为-8.85‰^-8.39... 详细信息

采用铀系定年法对双河洞石笋SW01进行年代测定及碳、氧同位素分析,以探讨石笋形成时的古环境信息。结果表明,石笋顶部沉积年代在海洋同位素阶段11期,山王洞形成年代在远早于海洋同位素阶段11期(MIS11)阶段。石笋δ18O值为-8.85‰^-8.39‰,变化趋势与三宝洞同时期石笋SB-14相一致,但值略重。δ13C阈值为-3.89‰^-2.55‰,意味着地表植被以C4植物为主,气候较干旱。结合MIS11阶段的气候特点,推断山王洞区域在MIS11阶段后期气候温暖且相对干燥,降雨量逐渐减少,大气降水量存在旋回性。

关键词：双河洞 MIS11 石笋碳氧同位素

岩溶关键带垂直向CO2运移特征及碳源汇响应研究——以贵州双河洞系麻黄支洞为例

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岩溶关键带垂直向CO2运移特征及碳源汇响应研究——以贵州双河洞...

作者：汤云涛贵州师范大学

学位级别：硕士

全球碳循环是当今气候变化研究的核心问题之一。碳酸盐岩作为全球最大的碳库,岩溶碳循环研究对揭示自然界碳循环规律和全球碳“失汇”具有重要意义。岩溶地区特有的“二元结构”,使岩溶关键带的研究成为可能。目前,岩溶关键带研究是岩... 详细信息

全球碳循环是当今气候变化研究的核心问题之一。碳酸盐岩作为全球最大的碳库,岩溶碳循环研究对揭示自然界碳循环规律和全球碳“失汇”具有重要意义。岩溶地区特有的“二元结构”,使岩溶关键带的研究成为可能。目前,岩溶关键带研究是岩溶地区碳循环和岩溶资源环境领域研究的创新问题之一,岩溶关键带上由岩溶作用驱动的碳循环研究成为热点。由于岩溶动力系统运行伴随着碳的运移变化,各相态间碳的运移都伴随着碳浓度的变化及同位素分馏。岩溶关键带上,CO一方面由浓度驱使向岩溶地下空间运移,另一方面以水为纽带进行CO的运移并参与地下岩溶作用,改变下渗岩溶水的水化学特性,并携带岩溶信息下渗进入洞穴空间,通过脱气作用贡献于洞穴空气环境,通过沉积作用将上部岩溶信息记录于洞穴次生化学沉积物中。因此,岩溶关键带垂直向CO运移研究,对明确岩溶关键带上发生的主要岩溶过程和地下岩溶空间CO来源具有重要意义,对进一步研究岩溶关键带碳循环提供科学参考。研究以贵州绥阳双河洞系麻黄支洞为例,自2018年10月～2019年10月,通过野外监测采样与室内实验,并结合关键带CO时空变化特征和稳定碳同位素、水文地球化学和土壤理化性质等指标,综合运用GIS手段和相关数理统计分析方法进行分析研究。研究结果表明:(1)麻黄洞上覆土壤监测点土壤CO浓度平均值为15653ppm,土壤剖面CO浓度月间变化具有一致性,均表现为雨季>旱季,并随土层深度增加而升高的特征。监测点间土壤CO浓度大小依次为:有林地(Soil1#)>旱地(Soil2#)>撂荒地(Soil3#)。土壤剖面上主量元素含量及有机碳同位素(δC)随土层深度增加而增加,而土壤有机质(有机碳、氮)含量变化则相反。(2)麻黄洞关键带上CO浓度大小依次为:土壤CO浓度>深层饱和(假设)CO浓度>洞穴水CO浓度>洞穴空气CO浓度>大气CO浓度,除大气CO浓度没有明显的季节性变化特征外,其余各带上CO浓度均表现出雨季>旱季的特征,且土壤CO季节性变化特征最明显,表明季节尺度上洞穴水和空气CO的变化可能受洞穴上覆CO的影响较大。(3)时间上,土壤、洞穴水、洞穴空气中δC值均表现出与CO相反的旱季偏重,雨季偏轻的特征,大气CO浓度和δCCO值没有明显的季节性变化特征,表明大气CO可能有稳定的来源。空间上,各相态上δC值大小依次为:洞穴滴水>大气>洞穴空气>土壤空气。(4)洞穴水水文地球化学特征对关键带上CO运移变化具有积极响应。表现为麻黄洞洞穴水δC值与多数水文地球化学指标间存在显著的相关关系。其中,洞穴水δC值与水文地球化学指标中的水温、EC、Ca2+、HCO3-、SIc等呈负相关关系,与p H、Mg/Ca、Sr/Ca等呈正相关关系。(5)洞穴水中碳主要来源于关键带基岩中,但其来源相对稳定,旱、雨季洞穴水中δC值存在明显变化,与土壤δ12CCO值变化具有一致性,说明洞穴水中变化主要受控于洞穴上覆土壤CO。旱、雨季岩溶关键带上岩溶过程差异显著,旱季PCP作用和WR作用明显强于雨季,碳汇作用也强于雨季。

关键词：岩溶关键带垂直向CO2 稳定碳同位素(δ13C) 水文地球化学过程双河洞