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《贵州4个洞穴滴水对大气降雨响应的动力学及其意义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第49卷第21期2004年11月论文贵州4个洞穴滴水对大气降雨响应的动力学及其意义*周运超王世杰谢兴能罗维均黎廷宇(中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002.*联系人,E-mail:sjwang@ms.gyig.ac.cn)摘要在雨季,采用NaCl示踪的方法,对贵州珠江水系的4个岩溶洞穴(荔波凉风洞、都匀七星洞、安顺将军洞和镇宁犀牛洞)滴水点水的来源、滴水对大气降雨的响应尺度、水动力学过程等进行研究,揭示出由于岩溶洞穴环境、水运移路径的联通性、水动力学过程等的不一致,4个洞穴的不同滴水点滴水对大气降雨响应的时间尺度为0~40天.根据水在洞穴顶板的运移特性、水的运行方
2、式、水头类型等水文学特性的差异,将这4个洞穴的滴水点划分成5种水动力学类型.由于不同洞穴不同滴水点水-土、水-岩作用的时间尺度、作用方式、水运移路径等的差异,影响到岩溶次生沉积物的物质来源及量度标准,加之不同洞穴各滴水点水动力条件的极大差异,岩溶次生沉积物过去环境变化指标的解译应该有洞穴滴水水动力条件的结果作为支撑.根据目前对这4个洞穴众多滴水点滴水电导率的监测,电导率与大气降雨量的一致变化,意味着洞穴滴水形成的岩溶次生沉积物的元素含量具有记录岩溶环境过去变化的意义,但应以多个点的研究结果来保证解译的正确性.关键词岩溶洞穴滴水示踪环境指示水动力特征岩溶过去环境记录在短尺度、高分辨率全球变化时间
3、短的仅45min,长的可达30年左右,但较少关研究中已成为不可或缺的重要研究内容.准确了解注大气降雨在岩溶洞穴顶板不同基质内运移的水动洞穴次生沉积记录信息以及这些信息在洞穴顶板的力学过程.本文以贵州珠江水系4个洞穴的滴水为研传递时间、运移方式等对于岩溶次生沉积记录指标的究对象,探寻在岩溶洞穴过去环境次生沉积记录高解译具有极其重要的意义.洪都拉斯伯利兹洞穴一分辨率、短时间尺度研究中滴水的来源、水在洞穴顶石笋稳定碳同位素年、季及以下时间尺度的高分辨率板运移时间、运移方式等,以利于进一步准确了解洞过去记录指示了厄尔尼诺和南方涛动现象,但是这穴顶板内源于大气降雨的水的运移过程对岩溶次生一重要发现却是基
4、于一个假设,即形成该石笋的水沉积指标的影响,及对岩溶次生沉积记录高分辨率、在洞穴顶板(土壤和岩石层中)运移时间估计是3~10短时间尺度环境信息的解译.[1]个月.水与洞穴顶板基质之间作用时间的长短或含1研究方法CO2水在含水层的脱气作用将导致岩溶洞穴次生沉131.1研究点概况积物δC值记录2‰的变化,这一变化可能大于洞穴[2]中国北方岩溶区古环境记录研究已经取得了显环境植被变化产生的结果.水在洞穴顶板中的运移著的成果,而南方岩溶区的古环境记录研究也愈来过程与基质的作用时间长短,还决定了岩溶次生沉[16,17]愈受到关注.为此,我们在贵州珠江流域岩溶区积物记录中的Mg,Mg/Ca,Sr/Ca,S
5、r等指标所指示的[3~5]域选择4个洞穴,荔波凉风洞、都匀七星洞、安顺将岩溶过去环境变化,如大气降雨量的变化等.到军洞和镇宁的犀牛洞进行定位研究.4个洞穴的基本目前为止,国内外岩溶水文学研究中广泛采用示踪情况见表1.剂进行岩溶系统中表层岩溶泉补给边界、岩溶地下水来源、补给状况、圈定地下水边界以及水的运动及转1.2研究方法[6~12]移时间等的研究.国际上有一些研究是针对洞穴(ⅰ)示踪剂的选择.采用示踪研究的方法,在滴水的示踪,如斯洛文尼亚PostojnskaJama洞的荧光每个洞选择一个滴水点进行示踪(凉风洞为1#,七星[13]剂示踪研究污染物的运移,美国印第安纳Marengo洞为2#,将军洞
6、为1#,犀牛洞为1#).考虑到环境保洞的荧光剂示踪研究表层水和滴水有机物的季节变护、廉价、易购、易测、土壤岩石对示踪剂的影响以[14]3化以及以色列Soreq洞穴H示踪研究滴水的传输时及对后续研究的影响等诸多方面后,选择食盐作为[15]间等.这些均显示出洞穴滴水对大气降雨的响应,洞穴滴水点的示踪剂.为了能够在滴点收集到足够2220www.scichina.com论文第49卷第21期2004年11月表14个洞穴的基本情况一览顶板厚度年均温度年均降雨量滴点+地点地理位置岩层类型植被类型/m/℃/mm个数荔波凉风洞108˚02΄29˝E,25˚16΄21˝N石炭系生物灰岩原生性森林10015.317
7、525都匀七星洞107˚16΄E,26˚04΄N石炭系石灰岩和白云质灰岩灌丛草被50~9015.914459安顺将军洞106˚03΄54˝E,26˚17΄03˝N三叠系白云岩灌草丛50~6014~1613604镇宁犀牛洞105˚46΄35˝E,26˚03΄27˝N三叠系白云岩刺丛草坡20~6014.4~19.712003测定的示踪剂,食盐用量为100kg.即凉风洞滴水对大气降雨的响应速度较快,但其
