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中国南方喀斯特地貌的形成与演化：基于多尺度地球动力学背景的综合研究 本书旨在深入探讨中国南方喀斯特地貌区，特别是西南岩溶盆地，在漫长地质历史中的形成、发展与动态演化过程。研究聚焦于控制喀斯特发育的关键地球动力学机制、岩石圈响应以及地表水文地质条件之间的复杂耦合关系，力求构建一个多尺度、多要素的喀斯特演化模型。 第一章 区域地质背景与岩溶物质基础 本章详细梳理了中国南方喀斯特地区所涉及的古生代至新生代沉积序列。重点分析了构成喀斯特主体碳酸盐岩的岩性特征、沉积相类型、厚度变化及其古环境背景。特别关注了碳酸盐岩中微量元素地球化学指纹，用以反演其沉积时的古海洋化学条件和生物化学作用。同时，对区域内主要的断裂构造体系——特别是与青藏高原隆升相关的深大断裂活动，进行了详细的构造几何学和运动学分析。探讨了断裂构造如何控制了岩溶溶蚀的优势通道，为后续的岩溶水文网络奠定了基础。 第二章 构造控制下的岩溶储层形成机制 喀斯特的形成并非简单的溶解过程，而是与区域构造活动密切相关的复杂过程。本章深入剖析了区域构造应力场（如印度板块与欧亚板块碰撞的间接影响）如何塑造了碳酸盐岩的裂隙、节理和溶洞系统。通过三维地震数据和地表高精度地形数据（LiDAR），我们重建了不同地质时期形成的构造叠加裂隙网络。研究表明，在高原隆升背景下，区域抬升速率的间歇性变化，直接影响了地下水位的降落速度和溶蚀作用的强度与深度，形成了多期、多层级的溶洞系统。本章还首次利用数值模拟方法，耦合了岩石力学性质与流体动力学，模拟了不同构造应力场下，溶蚀缝和溶洞的优先扩展方向和规模效应。 第三章 喀斯特水文循环与地下水动力学 喀斯特水文是驱动地表物质迁移和地下形态塑造的核心动力。本章建立了中国南方典型喀斯特区的水文地质模型，重点研究了降雨入渗、地表水倒灌（如落水洞现象）以及地下河网络的形成与演变。通过同位素水文学（$^{18} ext{O}$, $^{2} ext{H}$, $^{3} ext{H}$）和示踪剂实验，精确测定了地下水在岩溶管道中的流速、连通性和滞留时间。研究揭示了大气降水与深部岩溶水在特定构造断裂带的交汇机制，以及这种交汇如何调节了地下水的地球化学性质（如$ ext{CO}_2$分压和饱和度）。对区域内主要泉水的流量季节性变化规律进行了长期监测和统计分析，揭示了其对区域气候变化和地壳垂直运动的敏感性。 第四章 地表形态的演化与气候驱动力 本章着眼于地表喀斯特地貌（峰丛、洼地、天生桥等）的形成时间序列和空间分布规律。利用高分辨率遥感影像和数字高程模型（DEM），结合绝对定年技术（如$^{14} ext{C}$定年和$ ext{U-Th}$定年），对不同形态的发育阶段进行了年代学约束。研究侧重于讨论气候变化（特别是过去几百万年来的季风强弱变化）如何通过影响降雨量和植被覆盖，间接调控了碳酸盐岩的化学风化速率。提出了一种“构造优先、气候精修”的地貌演化序列模型，认为构造抬升为溶蚀作用提供了高势能差，而气候变化则决定了风化侵蚀的效率和最终的地貌格局。 第五章 喀斯特作用与深部地质过程的反馈机制 本章将视野扩展到岩石圈深部，探讨喀斯特作用对上地壳物质循环的反馈。研究分析了地下水化学对围岩岩石的蚀变作用，特别是对粘土矿物和火山岩夹层的改造。通过对典型岩溶盆地中出露的深源流体和气体（如氡气、氦气）的分析，探索了深部地幔/地壳脱气过程与浅部碳酸盐溶解作用之间的潜在联系。本章提出了一个全新的观点：在强烈的构造活动区，深源流体沿断裂带上涌，可能加速了岩溶作用的深度和广度，形成深部巨型溶洞系统，这不仅是地质灾害的潜在源区，也是理解地球深部碳循环的关键窗口。 第六章 区域工程地质与环境地质问题 基于前述地质、水文和构造研究成果，本章系统评估了南方喀斯特地区面临的主要工程地质挑战。重点分析了岩溶塌陷、地面沉降、地下水污染（特别是重金属和有机物在岩溶管道中的快速迁移）的风险区划。提出了针对岩溶地区基础设施建设的差异化地基处理技术和水资源保护策略。通过耦合地质灾害监测数据与地下水活动数据，建立了实时预警模型，旨在为该特殊地貌区的可持续发展提供科学依据。 本书内容翔实，数据支撑充分，多学科交叉融合，适合岩石学、构造地质学、水文地质学、环境科学及地理信息科学等领域的科研人员、工程师及高年级研究生参考阅读。全书图件精美，力求展现出中国南方喀斯特地区复杂、迷人且充满活力的地球动力学演化面貌。
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