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主-被动源地震面波勘探方法在岩溶区浅覆盖层探测中的应用

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地质通报 2022年第2期41卷 416-424页

作者：张伟吕勇梁东辉邬健强刘伟朱超强中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004 自然资源部广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

采用主-被动源地震面波勘探方法,对桂林市兴安县典型浅覆盖层实验区三维地质结构进行探测研究。结合主-被动源面波数据提取的频散曲线,拓宽了频带,提升了低频信号的分辨率。实验结果显示,测区内地下介质横波速度值范围为161.5~519.5 m/s... 详细信息

采用主-被动源地震面波勘探方法,对桂林市兴安县典型浅覆盖层实验区三维地质结构进行探测研究。结合主-被动源面波数据提取的频散曲线,拓宽了频带,提升了低频信号的分辨率。实验结果显示,测区内地下介质横波速度值范围为161.5~519.5 m/s,根据速度值的差异将实验区地下介质大致分为4个层位,第一层速度范围为161.5~281 m/s,第二层速度范围为281~360.5 m/s,第三层速度范围为360.5~400.2 m/s,第四层速度范围为400.2~519.5 m/s。结合钻孔资料,对应的第一层岩性为粘土层,第二层为粉砂质粘土,第三层为细砂-砂砾岩,第四层为灰岩,且局部土洞、溶洞等构造发育。研究结果表明,瑞雷面波勘探方法能够较准确地刻划浅覆盖层地下介质土层厚度、结构分布及土层与基岩面接触带起伏形态。

关键词：瑞雷面波岩溶区浅覆盖层土层厚度结构分布地质调查工程

汾河流域地表水水化学同位素特征及其影响因素

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环境科学 2022年第10期43卷 4440-4448页

作者：赵春红申豪勇王志恒梁永平赵一谢浩唐春雷中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室桂林541004 中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116

汾河是山西的母亲河.由于水资源过度开发及社会经济发展影响,生态环境恶化.经过一系列治理保护措施,水质得到改善.利用统计学、Piper三线图和Gibbs模型等方法,分析了汾河流域地表水水化学和氢氧同位素特征及其来源,揭示了汾河流域地表... 详细信息

汾河是山西的母亲河.由于水资源过度开发及社会经济发展影响,生态环境恶化.经过一系列治理保护措施,水质得到改善.利用统计学、Piper三线图和Gibbs模型等方法,分析了汾河流域地表水水化学和氢氧同位素特征及其来源,揭示了汾河流域地表水水质演化过程.结果表明,汾河干流地表水中主要水化学组分沿着径流路径含量逐渐增加;汾河上游地表水水化学类型主要以HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Ca·Na·Mg为主,中游和下游地表水水化学类型主要以SO_(4)·HCO_(3)·Cl-Ca·Na·Mg为主.汾河流域地表水水化学组成主要受岩石风化作用和蒸发结晶作用影响,而降雨影响较小.Na^(+)和K^(+)主要来源于蒸发盐岩的溶解以及周边黄土中含Na矿物溶解,水体中Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO^(-)_(3)主要来源于碳酸盐岩的溶解,SO_(4)^(2-)除来源于石膏的溶解,还可能来源于汾河周边黄土层中硫化矿物的溶解.干流地表水δD和δ^(18)O平均值分别为-62.60‰和-8.42‰,氢氧同位素特征进一步表明其主要受蒸发作用的影响.流域内支流及岩溶水水化学组分差异较大.结果可为汾河流域生态修复保护及生态文明建设提供依据.

关键词：汾河流域水化学离子来源氢氧同位素地表水

岩溶作用过程试验方法研究——以岩溶作用仪研制为例

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中国岩溶 2023年第1期42卷 40-51页

作者：方雨蒋忠诚张卫章程中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

通过对前人试验装置的分析,以岩溶作用原理及其影响因素为基础,结合仪器使用单位的试验需求,研制岩溶作用仪。通过分析不同的CO_(2)起源、岩溶发育深度、不同pH条件以及地下水循环深度的地质环境条件,提出了仪器的基本功能和适用条件,... 详细信息

通过对前人试验装置的分析,以岩溶作用原理及其影响因素为基础,结合仪器使用单位的试验需求,研制岩溶作用仪。通过分析不同的CO_(2)起源、岩溶发育深度、不同pH条件以及地下水循环深度的地质环境条件,提出了仪器的基本功能和适用条件,进行岩溶作用仪功能模块的论证设计和研制,并进行了验证性试验,且达到预期目标。得到如下成果:提出了四种岩溶作用模式,研制了五个岩溶作用功能模块,总结分析了功能模块与岩溶作用内在关系以及功能模块组合原则,提供不同地质环境条件下的岩溶作用试验。仪器可以实现:模拟地下水循环深度0~200 m,环境温度0~70℃,CO_(2)起源:表生、内生起源Pco2=0.0~2.0 MPa,不同酸度背景条件:pH可控,不同水流速度条件下的沉积作用可控,岩溶裂隙张开度的沉积作用(可组合)。

关键词：岩溶作用仪岩溶作用过程模拟溶液制备装置岩溶沉积器地质环境背景

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湖南新田锶矿泉水文地球化学分带特征分析

中国岩溶 2019年第6期38卷 858-866页

作者：赵光帅苏春田潘晓东谢代兴罗飞杨杨巴俊杰李小盼毕奔腾中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室

以湖南新田县大型富锶矿泉为研究对象,通过采样、水化学组分分析,运用ArcGIS、AquaChem软件揭示富锶地下水水化学组分、水化学类型及水平和垂向分带特征。结果表明:下降泉中锶元素含量具有很好的分带特征,但机井中锶的分带性较差,TDS与... 详细信息

以湖南新田县大型富锶矿泉为研究对象,通过采样、水化学组分分析,运用ArcGIS、AquaChem软件揭示富锶地下水水化学组分、水化学类型及水平和垂向分带特征。结果表明:下降泉中锶元素含量具有很好的分带特征,但机井中锶的分带性较差,TDS与锶元素含量变化基本一致。下降泉、机井中离子的变异系数具有较好的一致性,Ca^2+、HCO-3含量较为稳定,而Sr^2+、Mg^2+、Na^+、SO^2-4、Cl^-质量浓度变化较大,下降泉和机井的水动力环境均有较大变化,或含水岩组的差异性较明显。下降泉、机井中主要离子毫克当量数所占百分比排次相同,但其垂向变化范围较大,机井水化学组分受含水岩组和人类活动等因素影响较大,水化学类型也由下降泉单一的HCO3-Ca型水演变为HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Na·Mg·Ca型等复杂水化学类型,表现出垂向上正向的地球化学分带特征。锶元素在垂向上的分带呈现出异常,在50~80 m深度达到最大值。

关键词：湖南新田县富锶地下水水文地球化学分带指示意义

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基于岩溶水动态模拟的补给面积计算方法

地质科技通报 2022年第5期41卷 293-300,307页

作者：罗明明姜光辉中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

岩溶水系统补给面积的确定是岩溶水文地质调查与研究中的一个难点。基于水均衡原理与水文脉冲函数,介绍了求取补给面积的计算方法,并探讨了模型参数的物理意义。选取了广西桂林丫吉试验场岩溶泉、湖北兴山雾龙洞地下河、沪蓉高速峡口隧... 详细信息

岩溶水系统补给面积的确定是岩溶水文地质调查与研究中的一个难点。基于水均衡原理与水文脉冲函数,介绍了求取补给面积的计算方法,并探讨了模型参数的物理意义。选取了广西桂林丫吉试验场岩溶泉、湖北兴山雾龙洞地下河、沪蓉高速峡口隧道集中涌水点3个典型的南方岩溶水系统,对其水文过程进行模拟,利用最优模型参数分别求得补给面积,与其他方法综合确定的补给面积得到了较好的验证。基于岩溶水文过程模拟的补给面积计算方法是对岩溶水系统补给面积求取方法的一种新的补充,在中小尺度规模的南方岩溶水系统中具有较好的应用前景。

关键词：岩溶水水文过程模拟补给面积计算方法

石灰土演替过程中颗粒态有机质和矿物结合态有机质的微生物群落特征

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微生物学报 2023年第6期63卷 2153-2172页

作者：胥娇李强中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室、自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004

碳酸盐岩经风化作用并在地形、植被、气候、时间及生物等因素的影响下逐渐演替出黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土。【目的】研究不同演替阶段石灰土颗粒态有机质(particulate organic matter, POM)和矿物结合态有机质(m... 详细信息

碳酸盐岩经风化作用并在地形、植被、气候、时间及生物等因素的影响下逐渐演替出黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土。【目的】研究不同演替阶段石灰土颗粒态有机质(particulate organic matter, POM)和矿物结合态有机质(mineral-associated organic matter, MAOM)的微生物群落特征,为岩溶土壤有机质稳定机制研究提供理论依据。【方法】以广西弄岗国家级自然保护区的黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土为研究对象,运用湿筛法将土壤有机质(soil organic matter, SOM)分为POM和MAOM,分析其理化性质以及微生物群落特征。【结果】石灰土演替过程中POM和MAOM的有机碳、总氮、交换性钙含量均呈下降趋势,且MAOM的C/N均大于POM,POM的C/P均大于MAOM。细菌α多样性在黑色石灰土POM和MAOM中最高,且四类石灰土MAOM的真菌多样性比POM要高。Acidobacteria、Proteobacteria、Ascomycota均为石灰土演替过程中POM和MAOM的优势菌门。总磷是影响石灰土演替过程中POM和MAOM细菌群落变化的关键因子,溶解性有机碳和土壤有机碳分别是影响石灰土演替过程中POM和MAOM真菌群落变化的关键因子。POM和MAOM中黑色石灰土的微生物可能发生了生态位分化,随着石灰土演替细菌与真菌更倾向于协作关系。【结论】岩溶土壤演替过程中POM和MAOM的养分及微生物多样性降低,POM可能是微生物养分的主要来源,MAOM更有利于碳的长期稳定积累。本研究可为岩溶土壤演替过程中微生物在有机质形成过程中的作用提供理论依据。

关键词：岩溶石灰土演替颗粒有机质矿物结合有机质微生物群落

桂林典型岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))季节性特征

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中国岩溶 2021年第4期40卷 592-599页

作者：吴夏潘谋成殷建军汪智军朱晓燕杨会曹建华自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/中国地质科学院岩溶地质研究所广西桂林541004

通过选用静态暗箱/气相色谱法,探讨桂林毛村典型岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))的季节性演变规律,旨在揭示野外条件下土壤CO_(2)及其δ^(13)C_(CO_(2))对环境因子变化的影响机制。同时野外原位监测大气温度、压强、土壤温... 详细信息

通过选用静态暗箱/气相色谱法,探讨桂林毛村典型岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))的季节性演变规律,旨在揭示野外条件下土壤CO_(2)及其δ^(13)C_(CO_(2))对环境因子变化的影响机制。同时野外原位监测大气温度、压强、土壤温度等环境参数来明确环境因子对土壤CO_(2)的影响过程。结果表明:岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))在季节时间尺度上呈现出相似的季节性变化规律,夏季土壤CO_(2)通量较高,土壤δ^(13)C_(CO_(2))偏轻,且土壤CO_(2)通量与土壤温度呈显著正相关关系。此外,夏季10 cm处土壤CO_(2)通量明显高于0 cm,且该处δ^(13)C_(CO_(2))也偏轻于0 cm;冬季10 cm处土壤CO_(2)通量与0 cm相差并不明显,而该处δ^(13)C_(CO_(2))却仍是偏轻于0 cm。在日时间尺度上10 cm土壤δ^(13)C_(CO_(2))明显偏轻于0 cm。

关键词：岩溶区土壤CO_(2)通量碳同位素季节性差异

雪峰隆起西南缘寒武系乌训组页岩气成藏地质特征与勘探潜力分析

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中国地质 2023年

作者：淡永闫剑飞张庆玉马龙聂国权季少聪自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室中国地质科学院岩溶地质研究所中国地质调查局成都地质调查中心自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室

【研究目的】2020年，雪峰隆起西南缘下寒武统乌训组首次发现页岩气显示，但其成藏条件和勘探潜力未知。【研究方法】基于野外地质调查、钻探资料，结合有机地化分析测试等手段，对雪峰西南缘下寒武统乌训组页岩进行综合研究. 【研究结... 详细信息

【研究目的】2020年，雪峰隆起西南缘下寒武统乌训组首次发现页岩气显示，但其成藏条件和勘探潜力未知。【研究方法】基于野外地质调查、钻探资料，结合有机地化分析测试等手段，对雪峰西南缘下寒武统乌训组页岩进行综合研究. 【研究结果】研究表明：(1)乌训组沉积于碳酸盐岩外缓坡相，与川中龙王庙组为同时异相。(2)富有机质页岩发育在乌训组中下部，岩石组合为钙质炭质页岩夹薄层灰岩，厚度30～80m，呈北东-南西狭长分布。(3)页岩有机质含量TOC 平均为 1%，有机质类型为 I 型腐泥型，Ro平均为 2.02%，热演化程度适中。(4)页岩脆性矿物含量在43%～69%，均值为59.2%，粘土矿物含量在16%～37%，均值为28.2%，硅质含量高，脆性较大，易于储层改造。(5)页岩为低孔低渗储层，有机质孔、晶间孔、层间孔、碳酸盐岩矿物溶孔为页岩气富集提供了储集空间，但至少4期构造裂缝以及构造作用造成的页岩劈理域大大改善了页岩储集能力。【结论】综合地化、储层物性及保存条件等评价指标，提出雪峰西南缘山前兴仁向斜东翼可作为页岩气勘探潜力区。

关键词：寒武系龙王庙期乌训组外缓坡相富有机质页岩成藏地质特征页岩气地质调查工程黔南坳陷

典型岩溶区土壤呼吸作用的昼夜变化特征及其影响因素

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中国岩溶 2019年第2期38卷 157-163页

作者：吴夏潘谋成曹建华朱晓燕张美良杨会唐伟蓝高勇中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室

为揭示桂林毛村岩溶地区夏季表层土壤呼吸作用昼夜演变规律。本次研究选用静态暗箱/气相色谱法,监测了无降水影响下毛村岩溶区域的表层土壤呼吸通量的昼夜变化规律。同时野外监测表层土壤的温度、大气温度、大气压强等环境参数,以综合... 详细信息

为揭示桂林毛村岩溶地区夏季表层土壤呼吸作用昼夜演变规律。本次研究选用静态暗箱/气相色谱法,监测了无降水影响下毛村岩溶区域的表层土壤呼吸通量的昼夜变化规律。同时野外监测表层土壤的温度、大气温度、大气压强等环境参数,以综合分析影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。结果表明:受到大气温度变化的影响,研究区域土壤表层温度呈现单峰型的昼夜变化规律,表层土壤呼吸作用也存在明显的昼夜变化特征。土壤呼吸最大值出现在12:40至14:40,最小值出现在4:40-6:40。土壤呼吸作用强度和变幅均是白天大于夜间。大气温度与土壤呼吸作用呈显著正相关关系(P研究明确了土壤呼吸作用在昼夜变化上的变异性,对精确估算整个生态系统的碳收支有重要意义。

关键词：岩溶表层带土壤呼吸作用昼夜变化响应滞后