现代岩溶学在中国的发展

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第52卷 第6期

    地 质 论 评  GEOLOGICAL2006年11月

REVIEW    Nov.

Vol.52 No.6

 2006

现代岩溶学在中国的发展

袁道先

中国地质科学院岩溶地质研究所;国土资源部岩溶动力学重点实验室,桂林,541004

内容提要:本文回顾了二十多年来以岩溶动力学为基本理论的现代岩溶学在中国的发展过程。概述了其主要的科学成果和应用前景。指出了地球系统科学的引入、全球视野的研究和各级主管部门的持续支持在现代岩溶学发展中的重要意义。

关键词:现代岩溶学;地球系统科学;全球对比

  回顾过去二十多年来现代岩溶学在中国由萌芽到发展的过程,国家有关主管部门持续不断地加强在这个方向上的资助,特别是中国地质科学院历届领导把岩溶研究作为重要方向,起了十分重要的作用。

自70年代逐步发展起来的现代岩溶学有两个重要特点,一是引入了地球系统科学;二是从全球角度研究岩溶。中国岩溶不但以其344万平方千米的总面积,约占国土面积的1/3,为世界瞩目;而且由于中国大陆碳酸盐岩古老坚硬、新生代以来大幅度抬升、未受末次冰期大陆冰盖的刨蚀破坏、以及季风气候水热配套(夏湿冬干)等四个条件,岩溶发育完好,类型多样,使其在国际上有范例性。但把这种地域上的优势变为学科上的优势,则需要有新的学术思想,充分利用我们的地域优势,持之以恒地进行调查研究,进行国际合作对比,使用新技术方法,不断提高研究水平,并探索把对自然规律或现象的新认识用于可持续发展战略。

岩溶学采用地球系统科学的认识论和方法论,比地学中研究其它表层地质作用的领域较晚。它长期处于对纷繁的岩溶形态进行描述、分类,及对其成因进行思辨的过程中。虽然岩溶学者在一百多年前就已认识化学溶蚀作用对岩溶形成的重要性,但是指导岩溶研究的学术思想,从地壳升降与水动力条件的相互作用开始,然后是水文地球化学(水—岩相互作用)到地球系统科学,经历了数十年。水—岩相互作用的学术思想把岩溶作用作为一种发生在岩石

圈和水圈界面上的地质作用来研究,它在揭示岩性、地质构造和水文地球化学条件如何控制岩溶发育的

规律上起了重要作用。但是,与碳、水、钙循环共存的岩溶作用,如不是紧紧地抓住它在岩石圈、大气圈、水圈和生物圈界面上的物质能量运动规律,即以地球系统科学为指导,就很难说清楚。

1 初步探索

1987~1990年之间执行的面上基金项目“中国东部岩溶地球化学研究”(4860145),为把地球系统科学理论引入岩溶学研究作了理论上和方法上的准备。岩溶作用在CO2—H2O—CaCO3体系中进行,而这个系统对环境变化的反应是很敏感的。该项目采用了一系列便携式仪器(pH计、暂时硬CO2测定仪、度测定盒、电导仪等),采用现场系统监测的方法,以实际数据揭示了CO2—H2O—CaCO3系统中碳、水、钙在四圈层间循环的规律及其与岩溶作用方向(溶蚀或沉积)和强度的关系。例如当有较多CO2进入系统中,则水的pH降低,溶蚀作用加强,反之则发生沉淀。同时,通过分布在不同地质、气候、水文、植被条件下的1931个岩溶水化学资料,结合溶蚀试验,揭示了不同环境下岩溶作用的规律和差别,和许多溶蚀形态和次生碳酸钙沉积形态的成因。这些科学思路和方法也为我们申请岩溶方面的国际对比计划打下了基础。

2 全球岩溶对比的收获

1990年初,在当时中国地质科学院领导和地质

注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号40231008)及IGCP513“全球岩溶含水层和水资源研究”的成果。

收稿日期:2006-06-02;改回日期:2006-09-16;责任编辑:章雨旭。作者简介:袁道先,男,1933年生。主要从事水文地质、环境地质和岩溶学的研究。通讯地址:541004,广西桂林市七星路50号岩溶地质研究所

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