工程地质学报  2018, Vol. 26 Issue (1): 275-277   (306KB)    
岩溶(喀斯特)与洞穴研究60年
张寿越, 金玉璋    
中国科学院地质与地球物理研究所, 中国科学院页岩气与地质工程重点实验室 北京 100029

0 引言

作者从事岩溶与洞穴研究60年以来,虽几经波折但从未间断并逐渐成熟而跻身于国家先进行列。在国内外出版了一系列研究成果,组织过多次国际国内会议或论坛,并承担了国际、国内岩溶与洞穴组织领导层职务,不仅为中国也与世界该领域科学研究作出贡献。

1 锲而不舍终有成果

始于1956年冬并于1957年按任务组建广西队,承担西江流域规划地质基础上建立了水文地质及工程地质研究室喀斯特研究组。

嗣后,学科组尽管曾隶属于水文地质及工程地质研究室、沉积学研究室或研究所直属课题,喀斯特研究组始终未曾更名,研究工作从未停顿。曾承担广西喀斯特发育规律:长江三峡南津关坝址及库区喀斯特,四川锦屏水电站工程地质,水利水电工程地质(与喀斯特有关部分)总结,四川石油与天然气古岩溶储集层,川汉铁道大巴山隧道水文工程地质,中国岩溶发育规律及地下水资源和水文地质工程地质,山西地下水资源,碳酸盐岩天然洞穴调查与研究、资源开发及生态环境保护等。

基于中国碳酸盐岩广泛分布、喀斯特发育地带性和形态类型多样性以及经济、国防建设的广泛需求,为其研究跻身国际先进行列奠定了基础。

正式出版的学术著述如下:

《水利水电工程地质》1974(其中的岩溶部分);

《中国岩溶研究》1979,1987:中国首部系统的岩溶学著述,包含基础理论、区域岩溶和专门岩溶3个部分,后者含石油和天然气古岩溶储集层及古水文地质、水库与坝的渗漏、岩蚀试验、矿物热发光测定的应用等4个问题。得益于“文化大革命”有充袷时间,是文革结束后原中国科学院地质研究所(以下简称地质所)出版的第一部研究成果。申请国家自然科学奖复审以两票之差落选。将该书附以详细英文目录用以国际交流,供了解中国岩溶分布和研究状况。

《GUIZHOU EXPE 86中国贵州洞穴考察》1988(法文版),获法国洞穴联盟颁发最优秀洞穴学著作——马泰尔-戴若里奖;《TENG LONG DONG腾龙洞》1988(英文版,比利时出版);《GEBIHE 89中国鄂川黔洞穴考虑》1991(法文版)获第11届国际洞穴学大会颁发的最优秀洞穴科学出版物奖;《DIONGHE 92中国湘鄂西洞穴考察》1995(法文版);《EAST YUNAN 1991滇东》1991(比利时地质调查所专刊);《SOOTHE CHINA KARST 1》(Part2,karst studies in W Guizhou)1998(斯洛文尼亚出版(英文版));《Speleo-karstologie et environnement et China中国滇黔辽洞穴考察》2004(法文版)。上述著述及系统的洞穴考察出版物已成为范本,为类似著述提供参考。系统的洞穴考察著述既是中国洞穴志的一部分也是理论和应用研究成果。

地质所承办由研究所组织的国际国内学术活动及某些重要事项如下:

全国喀斯特研究会议(1961.2.27~1961.3.4,广西南宁)1962年,出版论文选集。会议是研究组在广西喀斯特发育规律及地下水资源、水利水电工程地质研究基础上召开的中国首次喀斯特会议,作者做了题为“广西喀斯特发育规律”的主旨发言。

第11届国际洞穴学大会(1993.8北京)出版了文集(1993)及增刊(1994)(英文版);国际旅游洞穴论坛(2008.8贵州织金洞)2009年出版了中、英文版论坛文集;在中国地质学会全国喀斯特学术会议(1996.2广西桂林)上,迫于欲将“喀斯特”术语由音译改为“桂林”的形势,几经讨论后,同意由张寿越提出的“岩溶”(意译)一词,英文术语以为KARST,强调两者属同义词并通用,但同一篇学术文章中不宜两者混用。从而避免了对科学术语的行政干预。

研究组在谷德振先生指导下,主持或参与了数次国家自然科学5年规划“中国岩溶发育规律及其水文地质、工程地质问题的研究”或与岩溶有关项目的制定,执行和成果验收,并磋商在西南地区建立岩溶研究机构等事项。

承着研究组的自然减员,研究工作因缘于兴趣及实际需求而从未停顿,上述出版物问世及科学活动可以证实。洞穴学领域的国际、国内学术活动迄今仍继续。

2 现状与视野

科学史证明,必须在前人研究基础上继续深入而获得进展。对研究现状的了解非常重要,20世纪60年代,只能检索俄文版科学文摘杂志及若干前苏联学者的专著了解国际研究状况,其他文种的著作鲜见。

改革开放后,国际学术资源开阔了视野。1979年秋,造访南斯拉夫联邦诸国以及1981年冬在斯洛文尼亚喀斯特研究所为期数月的首次国际合作洞穴学研究,得以全面深入地了解国际研究状况,开始与各国学者直接交往。国外同行也深入了解中国岩溶研究状况。

20世纪70年代中期以来,几乎各国的学者均来所访问,尤其是20世纪80年代中期开始与欧美的合作洞穴考察及其成果,使中国岩溶与洞穴界开始步入国际先进行列。因而1989年第10届国际洞穴学大会(匈牙利)顺利申办并于1993年成功地在北京举办了第11届国际洞穴学大会足以证明。这次大会是地质所继国际第四纪地质大会之后又一次大型国际学术活动。作为中国洞穴学的里程碑,大会开创了评价洞穴学优秀成果(含影视资料及出版物)这一传统,国家原邮电部为大会发行纪念邮资明信片。

目前世界上两个洞穴组织与研究组有密切联系,20世纪80年代初期加入的国际洞穴学联合会(UIS)及80年代末从UIS中独立出来的国际旅游洞穴协会(ISCA)中。张寿越曾连任两届UIS副秘书长(1987-1993-1997)及两届ISCA理事会成员(2010-2014)和其下属科学与技术委员会成员(2006-迄今)。除前述国际旅游论坛(2008)外,正在进行各方面工作,争取在中国某个旅游洞穴召开一次略具规模的ISCA会议,以使我国旅游洞穴资源开发、经营管理及生态环境保护成为世界的强国。

了解现状,扩展视野只是方法或手段,应用基础理论研究始终与实践密切结合,研究涉及碳酸盐岩分布区域的地表和地下岩溶现象及建设的水文地质及工程地质问题、地下水和石油天然气资源问题以及洞穴资源开发与生态环境保护均曾进行深入研究。由现代探测手段及工程技术措施的迅速发育,对自然的认识日愈深入。若干年以来,研究组也承接了许多带有急需的、求援性质的任务或特殊的接待任务。诸如:国家科学技术委员会组织、由谷德振先生领队的川汉铁道选址踏勘,原中华人民共和国铁道部组织的京广绕大瑶山隧道突水、突泥列车停运事故救援,核电站核岛基础开挖揭露洞穴及其工程处理,工业厂房地基及利用洞穴建厂的评估,陪同竺可桢等院领导接待古巴共和国科学院院长安东尼奥努斯希门尼斯顺访上海赴广西壮族自治区桂林市考察喀斯特与洞穴。相关学科理论借鉴亦不容忽视,例如应用碳酸盐岩沉积相与沉积环境研究在碳酸盐岩系岩溶层组类型划分相结合,板块构造地质理论应用于古岩溶研究,生长季节全球土壤CO2模式与岩溶发育地带性的关系,第四纪时期气候、海平面变化与深岩溶发育等方面的论述或为同时或先于国际岩溶与洞穴界的讨论。

3 理论研究与创新

岩溶研究的深入与洞穴技术和探测手段的进展密切相关,“不研究洞穴等于没有研究岩溶”这一论断获得了共识。经多年研究,积累了大量岩溶与洞穴发育、演化的基础资料,刷新区域的、中国的及世界的若干洞穴调查(长度、深度、面积及体积)记录;气候、地貌、地质及水文地质等信息,为岩溶与洞穴发育的地带性奠定了基础。依据气候带-大地构造单元-地貌景观类型划分出地区-区-西区3级岩溶区划;碳酸盐岩沉积相与岩石学的宏观与微观研究划分岩溶发育的岩石层组类型;地形、水文地质与地质构造相结合,平面上构成岩溶发育的水动力单元及岩溶层组剖面构成三维的岩溶水文地质结构类型;由正地形和负地形岩溶大型地貌形态组合成岩溶地貌景观类型;气候带近似状况下,在从地壳相对稳定到强烈隆起的、连续分布的碳酸盐岩区域、岩溶地貌景观与同一岩溶旋回不同演化阶段的岩溶地貌景观间具有相似性;地壳升降与气候变化共同影响作为岩溶排基准面的海平面变化。岩溶地形或地下洞穴通道发育具有特征性的时间尺约十万年左右。因而发育时间短暂的洞穴系统有充分的时间并因海平面上升成为今日分布于较大深度的洞穴。2016年在美国举行的深岩溶会议上提出这一论述后,受到数家科学杂志及出版公司约稿。要求刊载或成书出版。

4 结论

60年来,岩溶与洞穴积累了丰富的资料、出版了成果,与国内同行共同带领岩溶与洞穴领域进入了国际先进行列。但限于非研究组所能控制的人才培养欠缺而逐渐减员。但岩溶与洞穴学研究的宗旨、国际和国内学术活动的参与和受重视程度仍将继续。