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目前国内外在岩溶方面的研究,已经取得了很大进展,我国是世界上岩溶面积分布最大的国家之一,在我国即使不包括埋藏的岩溶,仅由碳酸盐类岩石裸露发育的岩溶面积就达130万km2,约占全国面积的1/7。我国在岩溶方面的研究,不但在地区上日益广泛,而且逐渐采用了一些新技术、新方法,使研究深度逐渐提高。 钙华,在世界各主要岩溶地区都有分布,是岩溶地貌的重要组成部分,它是岩溶区从河水或泉水中沉淀析出的次生碳酸盐沉积物,多孔、含泥质是其重要特征。迄今关于钙华等淡水碳酸盐沉积的研究,已有数百年的悠久历史。Viles(1990)根据大量文献资料,对最近一百多年来世界各国关于钙华等碳酸盐沉积各方面研究的成果,进行了精辟的综述。其内容包括从专门术语到分类、分布,以及形态、微形态、生物学、岩矿学和钙华沉积测年等各个方面。虽然这些研究中对若干重大问题仍有分歧,但对于钙华的成因,大多数学者的观点是由于岩溶水、地貌位置(特别是与水流有关的地貌位置)的作用,但实际上,气候条件也是钙华沉积的一个重要因素,越来越多的试验研究还发现,生物作用,尤其是低等植物和微生物,通常对碳酸盐沉积产生重要影响,Pentecost(2001)在一篇关于中国钙华的综述中,总结了中国钙华的分布状况,认为钙华成因主要有两大类:一类在没有深部CO2来源的温暖、湿润气候、植被良好的地区,沉积有丰富的钙华,可称之为冷成因钙华;另一类是由于地质构造等作用,有深部CO2来源条件下,沉积的钙华为热成因钙华。 我国贵州、云南、广西、四川等省区广泛分布有钙华,在钙华研究方面,我国已经取得了很多成果,对钙华沉积的机制也有所研究,主要集中于生物的作用,近年米,对于地热在钙华沉积过程中的影响也有较多研究,但对于我国这样一个具有大范围钙华沉积的国家来说,对钙华成因的研究还不够,特别是我国的钙华沉积区多数己经成为风景区,有些还成为全国甚至世界知名景点,如四川黄龙,己经成为世界自然文化遗产,因此加强对钙华的研究特别是对其成因研究不仅具有学术意义,而且对于各个钙华风景区来说,通过研究可以提高科学认识,增强j不境保护意识,这具有社会效益、环境效益和经济效益。 我国从钙华中提取古环境信息的研究工作还很少,特别是区分不同成因钙华进行古环境重建的研究更少,钙华与石笋同为碳酸钙沉积,在地质年代中在开放系统中形成的,受到众多气候因子的影响,其沉积物能灵敏的记录当时气候的变迁,因此是可能提供更高分辨率的古气候古环境变迁过程的信息,用钙华米研究岩溶地区的古环境古生态,一方面为推动岩溶地区的古环境研究的进一步发展提洪新手段,另一方面为预测岩溶地区的环境发展趋势提供科学依据。 全文山五章组成,第一章,分五小节就目前国内外对钙华的研究现状进行了沦述,概述了钙华沉积的理论依据,目前对作为钙华沉积的关键因子CO。的研究比较深入,COZ气体的来源、在水中溶解量的大小和溶解速率与钙华沉积有着紧密的关系,基本上控制了钙华沉积的规模和速率;从地球物理化学方面介绍了钙华沉积机理的一些观点,目前国内外对钙华成因的研究,认为主要有物理化学作用和生物作用的影响,而对生物作用,主要对生物的光合作用、分解作用产生的CO。在岩溶发育过程中的效果,有人认为主要是促进钙华沉积,有人则认为主要是促进钙华溶蚀。此外,叙述了目前学术界研究古环境的现状,各种信息载体的运用越来越受到重视,方法技术也日益先进,而且研究的时段与人类发展越来越密切,特别是对全新世气候的研究已经达到了以百年、十年、年为单位计。 第二章,主要介绍了研究区的地质地貌、气候、水文地质、植被、土壤等自然地理特点,提供了钙华沉积环境比较详细的背景资料; 第三章,从三方面分析探讨了研究区钙华的成因特点,首先,研究分析了小七孔景区响水河钙华形成的水化学特征,响水河水化学不仅具有昼夜和季节变化的特点,而且还具空间动态。通过对该河水化学特点分析,包括水的pH值、电导率与水温,以及河水中caz”与Hco3“数值的变化特点的分析,结合该区地质 2构造、地层岩性、水文地质、植被土壤发育的特点,得出响水河水化学与周围岩溶生态环境关系密切,水中酸碱度主要受来自植物呼吸和植物根系腐烂等释放的COZ气体的影响,特别是其溶解于水中的速度和量对钙华沉积有深远影响,通过对河水水化学和碳氧同位素分析,响水河钙华形成主要与生物作用有关;其次,通过已有关于小七孔藻类生物的研究,小七孔拥有大量的钙华藻类,尤其是占优势的可疑席藻,它们从形态结构上对钙华沉积产生巨大影响,在生长过程中,可疑席藻交织成网状,拦截河水中的钙离子,使钙离子粘附于网状体中,而粘附于网状体上的硅藻更增加了网的密度,增加了钙离子的拦截量,这非常有利于钙华沉积;再次,进行对比研究,把小七孔响水河钙华与云南白水台钙华和桂林试验场钙华三者进