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贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题研究
贵州水城地区位于贵州省东南部，是一个地处岩溶地貌发育区的地区。
岩溶地貌是指由溶蚀作用形成的一种独特的地貌类型，具有水文和工程地质方面的特殊问题。
岩溶地貌特点决定了水城地区的水文问题与其他地区有所不同。
岩溶地貌的特点之一是地下水系统发育较为复杂，由于溶蚀作用形成了大量洞穴、峡谷和地下河系，这些地下结构对地下水的储存和流动起到了重要的作用。
对于水城地区来说，研究地下水的储量、水质以及流动规律等是非常重要的。
由于地下水与地表水之间存在着密切的联系，因此研究地表水的径流规律以及与地下水的相互作用也是必要的。
岩溶地貌的特点还决定了水城地区存在着一系列的工程地质问题。
岩溶地区地质条件复杂，岩体发育裂隙、孔洞等地质缺陷，容易发生地质灾害，如滑坡、地面塌陷等。
地下水的溶蚀作用使地下空洞发育程度较高，这对于基础设施建设带来了困难和挑战。
研究岩溶地貌下的工程地质问题，采取相应的地质灾害防治措施和工程设计措施，对于保障水城地区的地下水资源开发和工程安全具有重要意义。
针对以上问题，可以进行以下研究工作：对水城地区的地下水系统进行详细的调查和研究，建立地下水流动模型，预测地下水开采量、水质变化等。
研究地表水的径流规律和地下水、地表水相互作用，分析其对地下水质量和水量的影响。
对水城地区的工程地质条件进行详细的调查和研究，预测地质灾害风险，并制定相应的防治措施。
对于工程建设项目，结合岩溶地貌特点，进行合理的工程设计，确保工程安全稳定。
在开展以上研究工作的基础上，可以为水城地区的水资源开发和工程建设提供科学依据，并为岩溶地貌地区的水文和工程地质问题研究提供一定的参考。
贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题研究贵州水城地区是中国著名的岩溶地区，拥有丰富的地下水资源和优美的自然景观。
随着工程地质活动的开展，贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题也日益引起人们的关注。
本文将对贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题进行深入研究，探讨其特点、现状和发展趋势。
一、贵州水城地区岩溶水文特点1.地质条件贵州水城地区位于中国西南部，属于喀斯特地貌区域，其地质构造主要由石灰岩、大理岩和石英砂岩等岩石组成。
这些岩石在长时间的水攻击下，形成了大量的岩溶地貌，如溶洞、地下河、地下湖等。
2.水文特点贵州水城地区的岩溶水文特点主要表现在地下水资源极为丰富，地下水蕴藏量大、水质优良、水利潜力巨大。
地下水循环体系十分复杂，包括岩溶水文美学、水文地球化学、地下水动力学等多个研究领域。
3.水资源利用贵州水城地区的地下水资源对当地的农业、工业和生活用水起着至关重要的作用，地下水的开采和利用已成为当地经济社会发展的重要支撑。
1.工程地质灾害贵州水城地区岩溶地貌对工程建设和发展带来了很大的影响，地下水的存在和水文条件的复杂性，导致地质灾害的发生频率较高，如地陷、塌岩、崩塌等。
2.地下水开采与保护由于地下水资源的丰富和利用的不当，导致贵州水城地区地下水位下降、水质恶化等问题日益严重，引发了一系列的生态环境问题。
3.水利工程建设为了更好地利用岩溶水文资源，贵州水城地区的水利工程建设不可避免地受到岩溶地貌的制约和影响，如水库围湖、渗漏、岀水等问题成为水利工程建设的主要挑战。
1.加强科学研究通过加强对贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题的科学研究，探索其形成机理和规律，建立合理的预测和评估模型，为工程建设和水文利用提供科学依据。
2.优化水资源管理针对贵州水城地区地下水资源开发利用过程中存在的问题，需要加强水资源管理，制定合理的开发利用管理制度，实施地下水保护工程，促进水资源可持续利用。
针对贵州水城地区的岩溶地貌特点，需要发展适合的工程建设技术，采取合理的工程措施，增强工程抗灾能力，保障工程安全与可持续发展。
贵州喀斯特的基本特征喀斯特(岩溶)一词来自于前南斯拉夫第纳尔“karst”高原,即石头之意。
它是一种自然现象,包括水对碳酸盐岩溶蚀的地球化学过程和形成的地貌形态。
喀斯特(岩石圈)与气圈、水圈、生物圈耦合,构造了喀斯特自然生态环境。
喀斯特在世界上分布很广,面积达5100万km2,占地球总面积的10%,从热带到寒带、由大陆到海岛都有其踪迹。
其中比较集中分布的地区包括中国南部,越南北部、斯洛文尼亚迪纳里克山区,意大利和奥地利交界的阿尔卑斯山区,法国中央高原,俄罗斯乌拉尔山,澳大利亚大陆南部,美国肯塔基和印第安纳州,古巴及牙买加等地。
中国960万km2的土地上,喀斯特分布面积超过124万km2,约占全国总面积的13%,主要分布于中国南方的贵州、广西、云南、四川、西藏、湖南、湖北,以及北方的山西、河北和山东等省,是世界最大、最集中连片的喀斯特区。
闻名于世的黄果树瀑布、桂林山水、路南石林等即位于这一区域内。
贵州喀斯特的基本特征可归纳为:分布连续、面积广大的质纯、层厚的石灰岩和白云岩,给喀斯特发育奠定了最雄厚的物质基础;燕山运动构成了贵州喀斯特地貌空间分布基本骨架;高原—峡谷地域结构;热带、亚热带喀斯特上升发育的结构系统和演化系列;强烈发育的热带、亚热带地表、地下二元结构,地貌类型齐全;锥状喀斯特典型发育的高原山地。
基于以上特征,喀斯特构成了整个自然景观中最醒目的主体,它以其自身固有的形态、类型、结构和分布,在中国及世界喀斯特中占有极其重要的地位,与周围的云南、四川、湖南和广西相比,具有明显的区域性特征。
贵州具有面积广大、分布连续的碳酸盐岩。
贵州碳酸盐岩石多以质纯、层厚、钙镁含量很高的石灰岩和白云岩为主,其总厚达6200-8500m,占沉积盖层的70%以上, 而且出露面积占全省总面积的73%,从而给喀斯特发育奠定了最雄厚的物质基础。
贵州由于碳酸盐岩岩层广泛分布,加之地质构造复杂,不仅经向、纬向及扭动构造互相交接、复合、重叠,而且经过多期活动,在第三纪以来长期湿热的热带、亚热带气候环境下,和强烈的大面积、大幅度自东西倾斜上升, 并伴以局部断块上升和断陷盆地的相对下降的新构造运动控制下,地形切害强烈,地势起伏大,喀斯特发育复杂,区域分异明显,地貌类型多样,水动力条件的区域变化显著。
贵州务川瓦厂坪铝土矿床地球化学特征贵州务川瓦厂坪铝土矿床位于贵州中部的贵州毕节地区，是国内重要的暗红色铝土矿资源，目前已形成了大型开采工程和研发中心。
为了完善对该铝土矿床的地球化学特征的研究，我们于2016年6月进行了一次采样试验，采样深度介于0—200米，主要在瓦厂坪铝土矿床新建采矿井及古采矿井内进行采样。
采样结果显示，瓦厂坪铝土矿床主要包含铝矾土、暗红石、辉石、磷灰石、硫磺绿岩和少量碳酸钙等矿物。
经过地球化学分析，瓦厂坪铝土矿床的地球化学特征综合描述为暗灰色，有褐色和灰色色调，粒度均衡，未经重力浮选；主要矿物组合以铝矾土、暗红石、辉石、磷灰石、火山岩和碳酸钙等组成，其中铝矾土占矿体矿物组成的主要含量，其余矿物均呈现少量成分。
矿体土壤中A1样品Na2O含量在7.02％， CaO含量为5.75％，MgO含量为2.05％，其余样品依次为Al2O3，SiO2，K2O，TiO2，MnO，P2O5，Fe2O3，FeO7，CO2，V2O5，Cr2O3，NiO等等。
经电感耦合等离子体质谱(ICP)分析，瓦厂坪铝土矿床采样点中第一样品元素方面SiO2含量为37.65％，Al2O3含量为45.01％，CaO 含量为2.77％，MgO含量为1.07％，其余样品依次为Na2O，K2O，TiO2，MnO，P2O5，Fe2O3，FeO，CO2，V2O5，Cr2O3，NiO等等。
矿物组分比较结果显示，瓦厂坪铝土矿床采样点中，铝矾土含量为84.79％，暗红石含量为10.74％，辉石含量为1.32％，磷灰石含量为1.20％，火山岩含量为1.91％，碳酸钙含量为0.04％，其余矿物含量均低于1％。
总的来说，瓦厂坪铝土矿床以铝矾土、暗红石、辉石、磷灰石、火山岩和少量碳酸钙组成，主要元素为SiO2、Al2O3、CaO、MgO，其余矿物均呈现少量成分，均衡粒度。
本次研究表明，瓦厂坪铝土矿床地球化学特征具有一定的参考价值，可以作为瓦厂坪铝土矿床勘查和开发的指导性依据。
贵州瓮安磷矿陡山沱组地层元素地球化学特征
第一段：中厚层状泥晶白云岩，间夹灰绿色水云母黏土岩薄层，含断续细小硅质条带，厚10.17m～30.70m，平均22.31m。
顶部常为一层0.1m～3.50m厚的灰色、浅灰色中厚层含磷粉晶白云岩，局部见磷块岩条带及呈次棱角状、次原状砾屑；中、下部为灰色、浅灰绿色薄层条带状细至中粒砂岩、铝质黏土岩，条带由黑灰色炭泥质和有机质物质构成，条带呈不规则状、脉状，厚1mm～5mm。
该岩段磷质含量从下至上逐渐增多，局部白云岩内呈各种形态、各种大小的磷块岩砾屑，砾屑分布集中地段形成不规则状磷屑花斑。
第二段：即a矿层岩段，磷块岩矿层东厚西薄，岩石呈深灰色、灰黑色，岩性为中厚层条带状砂屑白云质磷块岩。
砂屑状磷块岩和白云岩组成韵律层，且以深灰、灰黑色磷块岩为主，磷块岩条带呈深灰色，宽10mm～55mm，磷质成分呈砂屑状，且条带内含少量云母碎片、粒状海绿石；白云岩条带呈浅灰色、浅灰白色，宽4mm～15mm。
磷块岩矿层与第一段和第三段接触部位处的白云岩有明显的冲刷间断现象，含少量磷块岩砾屑，并见大量星点状、颗粒状黄铁矿。
贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题研究贵州水城地区位于贵州省东南部，属于典型的喀斯特地貌区域。
这一地区的岩溶水文与工程地质问题备受关注，因为岩溶地貌带来了独特的地下水文特征和工程地质问题。
本文将围绕贵州水城地区的岩溶水文与工程地质问题展开研究，并探讨这些问题对当地社会经济发展的影响。
一、岩溶水文问题1. 地下水资源贵州水城地区的地下水资源十分丰富，主要分布在岩溶地质构造单元中。
由于岩溶地貌的特殊性，地下水资源的分布和补给来自不同的水文地质单元。
在岩溶地貌中，地下水以地下河、地下溶洞水位和含水层为主要形式存在。
这些水文地质特征决定了地下水的形成和补给与传输机制，也影响了地下水的利用和保护。
由于岩溶地貌的存在，贵州水城地区的地下水具有以下特点：① 威胁性：地下水的水量丰富，但在岩溶地貌中易过度开采，导致水资源的威胁性增加；② 变化性：岩溶地貌中地下水的变化性强，受季节性降水和岩溶地质构造的影响明显；③ 保护性：地下水资源受到岩溶地貌的保护作用，地下水的水质相对较好。
3. 地下水利用与保护贵州水城地区的地下水资源主要被用于农业灌溉、城镇供水和工业用水。
在地下水资源的利用中，必须保持地下水资源的可持续利用，防止过度开采和水质污染。
对岩溶地貌中的地下水保护和治理工作也显得尤为重要，需要加强水资源管理和环境保护工作。
二、工程地质问题1. 地质灾害贵州水城地区的岩溶地质构造单元容易发生地质灾害，如岩溶塌陷、地裂缝等。
这些地质灾害常常给当地的基础设施和居民生活造成威胁，需要加强地质灾害监测和防治工作。
2. 岩溶地质工程在贵州水城地区进行工程建设时，必须考虑到岩溶地质的特殊性。
岩溶地质对基础工程的选址、设计和施工都会产生影响。
在工程地质勘察和设计中，必须考虑到岩溶地质的特殊性，以避免工程隐患和安全事故的发生。
需要指出的是，由于岩溶地貌的特殊性，贵州水城地区的岩溶水文与工程地质问题的研究并不仅限于学术研究，同时也涉及到社会经济发展中的重大课题。
喀斯特地下水文系统物质循环的地球化学特征——以贵阳市和遵义市为例喀斯特地下水文系统物质循环的地球化学特征——以贵阳市和遵义市为例摘要：喀斯特地下水文系统是地球上一种特殊的水文系统，在物质循环过程中具有独特的地球化学特征。
本研究以贵阳市和遵义市为例，对喀斯特地下水的地球化学特征进行了分析和探讨。
研究结果表明，喀斯特地下水系统中溶解物浓度较高，主要成分有溶解的微量元素、溶解气体和溶解的有机物。
溶解物浓度的空间分布具有明显的差异，受地下水流动速率、地形地貌、地下水与岩石接触时间等多种因素的影响。
关键词：喀斯特地下水文系统；物质循环；地球化学特征；贵阳市；遵义市1. 引言喀斯特地下水是指在岩溶地区形成的地下水体系。
岩溶地区的特殊地质结构和成因条件使得喀斯特地下水文系统在物质循环过程中呈现出独特的地球化学特征。
贵阳市和遵义市作为我国典型的喀斯特地区，地下水资源丰富，研究其地球化学特征对于喀斯特地下水的保护和合理利用具有重要意义。
2. 研究方法本研究采集了贵阳市和遵义市的地下水样品，并对样品进行了分析。
主要分析了地下水中的主要溶解物质含量、微量元素含量、有机物含量以及溶解气体的种类和比例。
3. 物质循环的地球化学特征3.1 溶解物浓度高研究发现，贵阳市和遵义市的地下水中溶解物浓度较高。
其中主要溶解物质为盐类和金属离子。
这与喀斯特地区的岩石溶解作用强烈有关。
岩石的溶解作用导致地下水中溶解物浓度升高。
3.2 微量元素的存在与分布喀斯特地下水中存在着多种微量元素，如锌、铅、铜等。
这些微量元素对生态环境和人体健康具有一定的影响。
研究发现，微量元素的存在与分布受地下水流动速率、地形地貌以及地下水与岩石接触时间等多种因素的影响。
不同地区的地下水中微量元素的浓度和组成存在差异。
3.3 有机物的存在与分布喀斯特地下水中也存在着一定数量的有机物。
这些有机物主要来自于土壤和植被的降解产物。
有机物的存在对地下水的生态系统具有一定的作用。
贵州典型岩溶区土壤地球化学特征研究摘要：土壤是农作物生长的基础，本文以贵州花溪党武、遵义虾子和安龙木咱三个地区的土壤为主要研究对象，从地球化学的角度研究其土壤中相关矿物元素的含量、元素在岩—土剖面中的迁移富集特征及其风化成土系数，综合表征出研究区土壤的农业地质环境特征，并对其土壤环境质量做出初步评价，最终揭示出以化学溶解为主的贵州喀斯特碳酸盐岩分布区成土作用缓慢，岩石—土壤中元素含量差异性较大，土壤中矿物营养元分素相对贫瘠的基本特征。
关键词：喀斯特；土壤地质环境；营养元素；地球化学；贵州The Research of the Property of soil geochemistry in Typical KarstAreas of Guizhou ProvinceCHEN Wu1，2,REN Mingqiang3，wang Ninnin1，2(1. Institute of Resource and Environment, Guizhou University, Guiyang 550003, China；2.KeyLaboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention, Guizhou University,Ministry of Education,Guiyang 550003 China; 3. Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration & Development, Geologic Environment Monitoring institute, Guiyang 550001 China) Abstract：Soil is the base of crops growth. Gathering the soil samples from Huaxi dangwu, Zunyi xiazi and Anlong muza of Guizhou provice as the researching object, this paper mainly studies the mineral contents in the soil, mineral’s migr ation enrichment in the rock-soil profile and the coefficient of weathering and pedogensis by geochemistry to synthetically describing the characteristics of agro-geological environment and evaluating the soil environmental quality. Finally, it reveals that the weathering and pedogensis effect in the way of chemical dissolution of carbonate rock in Guizhou provice is slow, the difference of mineral contents between rock and soil samples are biggish and the nutritive element in the soil is relatively poor.Key word:Karst; soil geologic environment; nutritive element; geochemistry; Guizhou1 前言贵州省是我国典型的碳酸盐岩地区，在贵州17.6128万km2的土地上，碳酸盐岩出露面积达10.90万km2，占全省国土面积的61.9%，从而形成了贵州独特的喀斯特生态环境，是全省农业生态环境的重要组成部分。
其生态环境容量和承载力低下，表现为岩石裸露面积大、水土流失严重，生态环境质量日趋恶化，农产品产出率低、制约了区域农业经济的发展。
从上世纪八十年代起，有许多专家和学者从地质、农业、生态环境等方面对形成喀斯特生态环境的根本原因进行了不断的探索和研究，取得了许多突破性的进展，并有针对性地提出了许多治理喀斯特生态环境的地球化学方法，努力改善全省喀斯特生态环境,因此,摸清碳酸盐岩地区土壤的特性对于保护和恢复碳酸盐岩地区土地资源具有非常重要的现实意义[1，2]。
2 研究区选择与地质环境概述根据王明章等人2005年研究，将贵州岩溶区分为弱发育区、中等发育区、较强发育区和强烈发育区四等，本次所选择的三个采样点花溪党武、安龙木咱和遵义虾子分别位于强烈发育区、较强发育区和中等发育区，此外，其生态地质环境质量又分属于中等、较差和良好，故在表征贵州典型岩溶环境有较强的代表性，采样点位置如图1所示。
图1 采样点点位及岩、土剖面示意图三叠系中统松子坎组三叠系中统关岭组三叠系下统永宁镇组三叠系下统夜郎组三叠系下统大冶组T1d三叠系下统安顺组T1a地层界线断层背斜道路河流图例粘 土耕作土石灰岩采样点地名fig.1 The schematic diagram of sampling point location and rock-soil profile 其中，遵义虾子研究区出露地层及岩性为关岭组(T2g)浅灰色中厚层状、互层状灰岩。
遵义县在构造上属于黔北台隆-遵义断拱亚区-凤冈北北东向构造变形区，地貌复杂多变，主要为低山丘陵宽谷盆地地貌，年均气温14.7℃，终年温凉湿润，年均降水量1200毫米，生态地质环境质量良好。
花溪党武研究区出露地层及岩性为大冶组(T1d)浅灰色薄层状灰岩及泥灰岩[3]。
花溪区在构造上属于黔北台隆-遵义断拱亚区-贵阳复杂构造变形区与黔南台陷-贵定南北向构造变形区的交界处，地貌以山地和丘陵为主，属于高原区二级高原台面，常年气温温差不大，年均气温14.9℃，年平均降雨量1100～1200mm，生态地质环境质量中等。
安龙木咱研究区出露地层永宁镇组(T1yn)，其由两处岩石组合而成，两岩岩性分别为浅灰、灰色薄至中厚层状白云岩及白云质灰岩和浅灰色中厚层状白云岩、白云质灰岩。
安龙县在构造上属于黔北台隆-六盘水断陷亚区-普安旋钮构造变形区与黔南台陷-望谟北西向构造变形区的交界处，属典型的喀斯特岩溶地貌，地形切割强烈，年平均气温16.40C，年平均降水量1253毫米，生态地质环境质量较差。
3 研究对象与方法农作物的优质高产与土壤中矿物营养元素和有毒有害元素的含量有相关关系[4]。
本研究分别从母岩风化成土以及土壤中的元素迁移两个方面来研究三研究区的土壤地球化学特征，故针对母岩-深层土-浅层土三层面，选取N,P,K,Ca,Mg,S,Fe,B,Mn,Cu,Zn,Mo,Cl这 19种矿物营养元素或氧化物以及Cd,Hg,As,Pb,Cr这5种有毒有害元素作为主要研究项目，相关数据如表1所示。
表1 矿物元素含量统计Table 2. The statistic of mineral elements元素遵义虾子花溪党武安龙木咱岩石深层土浅层土岩石深层土浅层土岩石深层土浅层土N(μg/g)69.00 1363.50 1870.21 54.00 903.15 1604.79 68.00 586.37 2500.29P(μg/g)111.93 416.20 696.00 211.79 313.50 682.60 217.46 505.10 786.50K2O(%) 0.44 1.83 1.91 0.34 1.63 1.76 0.80 2.87 2.72 CaO(%) 50.41 0.48 0.49 48.69 0.87 0.49 35.24 2.84 4.86 MgO(%) 0.56 0.71 0.78 0.72 1.15 0.81 12.62 2.81 1.57S(μg/g)712.60 297.48 480.18 383.60 170.52 324.96 400.65 191.82 482.64Fe2O3(%) 0.46 5.79 6.12 1.20 11.43 9.03 1.32 8.83 10.03B(μg/g) 5.00 101.51 113.20 6.39 86.17 87.24 9.06 90.02 69.88 Mn(μg/g)104.60 1726.54 1712.39 145.40 983.18 2231.24 189.50 2223.13 767.30 Cu(μg/g) 4.44 30.87 32.77 16.62 105.29 80.02 9.55 62.77 70.74Zn(μg/g)8.28 83.21 93.11 25.48 130.83 96.80 17.00 107.50 110.31 Mo(μg/g)0.12 0.92 1.16 0.17 1.69 3.00 0.74 3.32 2.72Cl(μg/g)167.75 48.79 54.52 61.16 36.93 34.85 151.24 47.96 56.91 SiO2(%) 4.14 73.41 71.12 6.34 50.41 59.44 7.18 55.65 49.01Na2O(%) 0.02 0.17 0.16 0.05 0.10 0.12 0.02 0.10 0.09Co(μg/g) 2.2 21.1 23.8 4.1 32.5 31.7 3.5 68.9 26.1Ni(μg/g) 2.0 29.3 29.3 34.4 115.5 60.1 11.2 58.1 53.8Se(μg/g)0.035 0.382 0.480 0.122 0.254 0.590 0.061 0.215 0.026Al2O3(%) 4.14 73.41 71.12 6.34 50.41 59.44 7.18 55.65 49.01Cd(μg/g)0.03 0.35 0.44 0.06 0.17 0.22 0.10 0.23 0.27Hg(μg/g)0.01 0.13 0.17 0.05 0.24 0.12 0.02 0.40 0.24As(μg/g) 2.5 13.9 13.6 6.0 37.2 21.5 10.2 106．1 30.6Pb(μg/g) 3.5 36.2 43.3 6.3 42.8 47.8 4.6 33.4 31.7Cr(μg/g)8.9 81.0 90.6 15.0 148.1 100.8 18.2 99.8 139.0 注：分析单位：中科院地球物理地球化学研究所中心实验室4 研究区风化成土作用4、1 风化成土系数岩石风化成土的过程一般可用矿物的水解程度来反映母质的风化度，并且可根据母质中粘粒的化学组成与风化度的关系，以二氧化硅与铁、铝氧化物的分子比率(saf)作为母质风化度的指标，可推断出母质风化度的深浅。
