（第四纪地质学专业论文）重庆市北温泉景区温泉和钙华的地球化学研究.pdf

摘要 重庆市北温泉景区温泉和钙华的地球化学研究 第四纪地质专业硕士研究生曹云 指导教师刘再华研究员 袁道先院士 摘要 重庆是有名的温泉之都，拥有世界罕见的温泉资源。目前，随着社会经济的增跃和旅游 业发展，重庆j e 在大力开发温泉资源以发展旅游业。近几年重庆更是提出“世界温泉之都” 的口号，重庆“十里温泉城” ：程正在紧锣密鼓的进行中。可见。温泉旅游资源在重庆旅游 发展战略中占有十分重要的地位。 重庆市北温泉公同位于重庆市北碚区城郊，距今有近1 6 0 0 年的历史，是重庆最有名的温 泉地点之一。该公嗣旅游资源丰富。其中钙华形成的乳花洞和温泉构成北湿泉公吲的主要景 观。北温泉公吲现有泉眼8 处，温泉水水质属硫酸钙型，含钙最为川东各温泉含钙鼙首毹， 水质良好，水量丰富，日出水总蘑为6 0 0 0 8 6 3 6 吨，水温3 6 度左右。除此之外。公园中还有 由钙华形成的大型钙华台地和钙华洞穴( 名为乳花洞 ，钙华台地厚2 0 米左右，长1 0 0 多米， 宽3 0 4 0 米，乳花洞钙华体厚度可达l o m 以上，并且乳花洞出口地段的钙华沉积厚度达2 0 余米，其规模在我国同类景观中是不多见的。 旅游业的快速发展将对北温泉景观资源的可持续利用和科学保护提出更高的要求。但是， 由于以往对北温泉景观资源的形成条件深入系统研究的程度不够，景观变化受制因素不明， 监测系统也未建立。而且，目前对旅游资源的保护研究主要集中在管理方面，丽对旅游资源( 温 泉，钙华) 保护所需要的成因研究缺乏，导致研究和掌握其变化缺乏资料，开发保护规划缺少 科学依据支持。 地热温泉是一种特殊的自然资源，它受地质环境和气候条件所控制，因此有很强的地域 性。不同地区的温泉具有不同的物理( 如：温度，流量，电导率等) 和化学( 如：p h ，微鼍元 素等) 性质，温泉水的这些物理和化学性质不仅是研究地质环境的窗口，也是温泉和钙华开 发、利用和保护的重要指标。本研究以重庆市北温泉公园为重点研究区域，通过对温泉水的 水化学和同位素以及钙华的同位素和测年研究。并结合研究区相关的自然和地质资料，探讨 了北温泉的地球化学特征和它的疗养价值以及钙华的地球化学特征。初步成果有： ( 1 ) 通过对北温泉温泉水的水化学数据并结合该地的水文地质背景分析，推断其来源 可能是大气降水进入含干i 灰岩的嘉陵江组和雷口坡组( 含有石膏) 地层的深部，溶解碳酸钙 和笮i 膏并通过地热增温，再通过裂隙以泉水的型式流出地表。这个推断可以从以卜分析得 i 两南夫学硕十学何论文 剑证实：温泉水的电导率、s 0 4 2 、c a z + 、m 9 2 + 之间的l e 相关性：温泉水的硫同位素分 析；温泉水的氢氧同位素分析；选_ 【 j 温泉水中的s i 0 2 作为地热温度计分析。 ( 2 ) 北温泉温泉水各指标的时间动态研究表明，水温稳定，受气温的影响较小，电导 率和p h 值变化幅度都很小，相对较稳定，可见北温泉水质比较稳定；通过对北温泉5 号温 泉的流鼙监测发现流鼙鼍季常变化，在丰水季竹8 月前后的流域明显高f 枯水季l i 了3 月前后 的流量，但总的来说，温泉水的流量在观测时间尺度内受季锚影响较小，但是，结合前人的 研究资料发现，从较长的一段历史时间来看，由于自然和人为冈索的共同影响，北温泉温泉 水的水链和水温均爷卜| 降趋势。鉴丁二过去北温泉因附近挖煤、钻井造成泉水减少的教训，本 区在进行总体开发规划时，应划定温泉的保护范围，建议以北温泉温泉水出露区为中心，东 西2 0 公里宽、南北1 5 公里长的范围为保护区，在此范孱内凡钻井、挖煤等地f 工程均应采 取措施，避免影响泉水的补给条件。 ( 3 ) 3 号泉的各参数指标中除p h 值外其他各项指标( 包括水温、电导率、k + 、n a + 、 c a 2 + 、m 9 2 + 、h c 0 3 。、c 1 、s 0 4 2 。) 都明显低于其它7 个泉点相应的指标，研究表明是由于地 表水的混入造成的，而且地表水的混入也不是恒定的，进入3 号泉的地表水在雨季大约为4 0 左右，而在旱季人约为2 0 左右。 ( 4 ) 通过将北温泉温泉水中微母元素分为有益组分和有害组分分析得知北温泉温泉水 温度适中，酸碱度接近中性，流罐丰富，水中可溶性i 州体含鼙高，含有十几种对人体有益的 且接近或达到医疗效果的微最元素，有害组分基本部在泡浴限繁标准之内，可见温泉水的保 健效果好，因此很适合作为洗浴删医疗矿泉水。 ( 5 ) 通过对北温泉温泉水的温度承i 碳同位素值推算出当达到同像素交换平衡时的泉水 c 0 2 气相的碳稳定同位素8 值与纯生物成冈c 0 2 气体的碳稳定同位素组成相差很大。义利用 北温泉与四川的黄龙有相似的地质背景条件推测北温泉深部地热成冈的c 0 2 的8 1 3 c ，进而计 算1 t i 1 1 ：温泉深部成因的c 0 2 占6 0 之多，可j i l 北温泉钙华起源的c 0 2 主要来自深部地热系 统。 ( 6 ) 利用北温泉二个不同时期沉积的钙华的氧同位素数据分析出北温泉的温泉水水温 有过起伏，但现在的水温比几千年前降低很多，氅现历史最低水平。 ( 7 ) 根据矿物饱和指数的计算可知，北温泉的泉水( 除3 号泉外) 均对方解石和白云 石为过饱和状态，可见北温泉的泉水对钙华不具有溶蚀作用；关于北温泉乳花洞的成囡，作 者基丁二饱和指数的计算结果认为乳花洞是由f 过左某个时段有犬鼙钙华沉积时。泉水在岸坡 冲泻r 卜来时有个水平初速度，因而沉积的钙华与岸坡之间留有一个空隙，随着沉积钙华的增 多，逐渐与岸坡顶部相连，空隙却保留f 来，就是我们现在看剖的乳花洞。总之，对于乳花 洞的成冈还需进一步研究。 l i 关键词：温泉；钙华：地球化学特征；乳花洞；环境变化：景观成因与保护 重庆北温泉 a b s t r a c t a b s t r a c t s t u d yo ng e o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so f w a r ms p r i n gw a t e ra n dt r a v e r t i n ei n n o a hs p r i n g so f c h o n g q i n g c h o n g q i n gi sf a m o u sc i t yo fw a r ms p r i n g , h a si n f r e q u e n tw a r l ns p r i n gr e s o u r c ei nw o r l d n o w a d a y s ，c h o n g q i n gi se n e r g e t i c a l l ye x p l o i t i n gw a r ms p r i n gr e s o u r c et od e v e l o p i n gt o u r i s m e s p e c i a l l yi nr e c e n ty e a r s c h o n g q i n gp u tf o r w a r dt h es l o g a n “w o r l dc i t yo fw a r ms p r i n g ”a n d a p p l i e di t s e l ft ot h ep r o j e c to f “f i v ek i l o m e t e r sc i t yo fw a r ms p r i n g i ti so b v i o u st h a tw r r n l s p r i n gr e s o u r c ep o s s e s s e dv e r yi m p o r t a n ts t a t u si nt o u r i s md e v e l o p m e n tt a c t i co f c h o n g q i n g n o r t hs p r i r i g sw h i c hl o c a t e do u t s k i r t so f b e i b c ic h o n g q i n gh a dt h eh i s t o r yo f1 6 0 0y e a r sa n d i so n eo ft h eb e s tw e l l k n o w nf a m o u ss t a t ep a r k si nc h o n g q i n g t h ep a r kh a sa b u n d a n tt o u r i s m r e s o u t c e s ，f u r t h e rm o l e , w a r l ns p n ga n dr u h a ac a v ef o r m a t t e db yt r a v e r t i n ea r et h em a i ns i g h t sj n i t n o r t hs p r i n g sh a v e e i g h t m o u t h s o f s p r i n g , w h i c h i s s 0 4 - - c a t y p e a n d t h ec o n t e n t o f c a 2 + i s t h e p r i m a c yo fa l ls p r i n g si nc h u a n d o n g , c h i n a t h es p r i n g s w a t e rq u a l i t yi sg o o d , w a t e rf l u xi s a b u n d a n t ( o n ed a y g r o s sf l u xi sf r o m6 0 0 0t o8 6 3 6t o n ) a n dw a t e rt e m p e r a t u r ei s3 6 o rs o i n a d d i t i o n 。n o r t hs p r i n g sh a v eal a r g e - s c a l et r a v e r t i n em e s aa n dat r a v e r t i n ec a v e 承u h u ac a v e ) t r a v e r t i n em e s a t h i c k n e s si s2 0m e t e r so rs o , l e n g t hi sm o r et h a n1 0 0m a t e 3a n dw i d t hi s3 0 - - 4 0 m e t e r s t h e t h i c k n e s s o f t h e t r a v e r t i n eb o d yo f r u h u a c a v e i s m o r e t h a n1 0 m e t e r s a n do f n e a r t h e e x i to fr u h u ac a v ea m o u n tt o2 0m e t e r s s o , i t se x t e n ts e e sl i t t l eo ft h es a m ek i n d so fs i g h t si n c h i n a t h es p e e d i n e s so f t o u r i s mw i l lp u tf o r w a r dh i g h e rr e q u e s tt oc o n t i n u a n c eu t i l i z ea n ds c i e n t i f i c p r o t e c t i n go fs i g h tr e s o u r c ei nn o r t hs p r i n g s b u t ，r e s e a r c h e r sh a dn o td e 印s y s t e m a t i c a l l yr e s e a r c h t h ei n f o r m a t i o nc o n d i t i o no fs i g h tr e s o u r g ei nn o r t hs p r i n g s ，n o tk n o wt h er e s t r i c t e df a c t o ro f s i g h t s c h a n g e s ，e v c l ln o te s t a b l i s hm o n i t o rs y s t e m i na d d i t i o n ，t h er e s e a r c ho fp r o j e c t i n gt o u r i s m r e s o u r c em o s t l yf o c u s e do nm a n a g e m e n ta n dw a ss h o r to f t h ec a u s eo ff o r m a t i o nw h i c hp r o j e c t i n g t o u r i s mr e s o 崃( w a r n ls p r i n g , t r a v e r t i n e ) n e e d s o 。r e s e a r c h i n ga n dm a s t e r i n gt h ec h a n g eo f t o u r i s mr e s o u r c ei sa b s e n to f d a t u m ；p r o j e c t i n ge x p l o i t a g ea n dp r o t e c t i o ni sa b s e n to f t h es u p p o r to f a c i e m i f i cb a s i s t e r r e s t r i a lh e a ta n dw a r n ls p r i n ga ee s p e c i a ln a t u r a lr e s o u r c e , w h i c ha r cc o n t r o l l e db y g e o l o g i ce n v i r o n m e n ta n dc o n d i t i o n ，s ot h e yh a v ev e r ys t r o n g l yd i s t r i c tc h a r a c t e r i s t i c w a r m s p r i n g si nd i f f e r e n ta r e ah a v ed i f f e r e n tp h y s i c a lc h a r a c t e r s ( s u c ha st e m p e r a t u r e ，c o n d u c t a n c ea n d s oo n ) a n dc h e m i c a l 彻鹤( s u c ha sp h ，t r a c ee l e m e n t sa n ds oo n ) t h o s ep h y s i c a la n dc h e m i c a l c h a r t e r so f w a r ms p r i n g sa r en o to n l yt h ew i n d o wo f s t u d y i n go ng e o l o g i ce n v i r o n m e n t , b u ta l s o i m p o r t a n ti n d e xo fw a r l ns p r i n g s d e v e l o p i n g 、u t i l i z i n ga n dp r o t e c t i n g t h i sp a p e rc h o s en o r t h s p r i n g si nc h o n g q i n ga sa m p h a t i c a ls t u d ys i t ea n dd i s c u s s e dg e o c h e m i s t r yc h a r a c t e r sa n d r e c u p e r a t i v em e r i t so fw a r n ls p r i n gi na d d i t i o nt og e o c h e m i s t r yc h a r a c t e r so f t r a v e r t i n e ，b yw a y so f a n a l y z i n gh y d r o g e o c h e m i s t r ya n di s o t o p eo f w a r ms p r i n ga sw e l la si s o t o p ea n dd a t i n g 。o f t r a v e r t i n e , c o m b i n e dw i t hc o r r e l a t i v er e g i o n a lg e o l o g yb a c k g r o u n d , $ i - d t u ma n dr o c kc h a r a c t e ra n dm a i l h y d r o g c o l o g i cc o n d i t i o n so f n o r t hs p r i n g s t h ef o l l o w i n gr e s u l t sh a v eb e e no b t a i n e d ： ( 1 ) a c c o r d i n gt ot i i er e s u l t so f f i e l dm e a s u r a t i o na n dt h ea n a l y s i so f l a b c o m b i n e dw i t h c o r r e l a t i v er e g i o n a lg e o l o g yb a c k g r o u n d ，s t r a t u ma n dr o c kc h a r a c t e ra n dm a i lh y d r o g e o l o g i c c o n d i t i o n s ，t h es o u r c eo fn o r t hs p r i n g sm a yc o m ef r o mr e c h a r g eo fm e t e o r i t i cw a t e ri n t od e 印 i i i 西南夫学硕+ 学付论文 e a r t hw h e r ed i s s o l u t i o no fl i m e s t o n er o c k s ( j i a l i n g j i a n ga n dl _ _ e i k o u p of o r m a t i o n s ，a n dt h el a t e r f o r m a t i o ni sy o u n g e ra n dc o n t a i n sg y p s u ml a y e r s ) w o u l db eo c c u r r e d ，t h e ne f f u s e dt ot h ee a r t h s s u r f a c e t h ed e d u c t i o nc a nb ea p p r o v e db ym e a n so ft h ef o l l o w i n ga n a l y s i s ：p o s i t i v er e l a t i v i t y a m o n gc o n d u c t i v i t y , s q 2 jc a “，m g ”；a n a l y s i n gsi s o t o p eo fw a r ms p a n g s ；a n a l y z i n g h y d r o g e na n do x y g e ni s o t o p e ；c h o s es i 0 2o f w a r ms p r i n g sa st e r r e s t r i a lh e a tt h e r m o m e t e r ( 2 ) b yw a yo f a n a l y s i so f t h es e a s o n a lv a r i a t i o no f s e v e r a li n d e x e so f w a r ms p r i n g ，w e f o u n dt h a tw a t e rt e m p e r a t u r eo fn o r t hs p r i n g sw a ss t a b i l i z e da n da i rt e m p e r a t u r eh a dl i u l e i n f l u e n c eo ni t , a n dt h a tc o n d u c t i v i t ya n dp hh a dl i r l ec h a n g e i ti n d i c a t e st h a tt h ew a t e rq u a l i t yo f n o r t hs p r i r i g sw a ss t a b i l i z e d b a s e do ni n v e s t i g a t i n gw a t e rf l u xo f n o 5s p r i n g , w ef o u n dt h a tw a t e r f l u xh a ds e a s o n a lc h a n g e ( t h ew a t e rf l u xi nr a i n ys e a s o no b v i o u s l yh i g h e rt h a ni ti nd r ys e a s o n ) a n d w a si n f l u e n c e dl i t t l eb yp r e c i p i t a t i o nd u r i n gt h ep e f i e do fo b s e r v a t i o n b u t , w a t e rf l u xa n dw a t e r t e m p e r a t u r eo fn o r t hs p d n g sa s s u m e dt h ed r o pt e n d e n c yf r o ml o n gh i s m f i c a lp e r i o do ft i m e b e c a u s eo f t h ec o n j u n c ti n f l u e n c eo f n a t u r a la n dm a n m a d ef a c t o r s t h r o u g ht h es t u d yo np r o t e c t i n g n o r t hs p r i n g s ，t h ea u t h o rm a k es u g g e s t i o n st h a ti no r d e rt oa v o i di n f l u e n c eo fs p r i n gw a t e r s r e c h a r g ec o n d i t i o n , i ti su n w a r r a n t a b l et om a k eh o l e 、d i gc o a le t ci nt h ep r o t e c t i n gd i s t r i c tw h i c h m a k et h ep l a c eo f a p p e a r a n c eo f n o r t hs p r i n g s sw a l n ls p r i n gh e a t , 2 0 k ml e n g t hr a n g ef r o me a s tt o w e s ta n d1 5 k mf r o ms o u t ht on o r t h ( 3 ) w ef o u n dt h a tt h el o wv a l u e so f s p r i n gn o 3i nc h o n g q i n ga r ea t t r i b u t e dt om i x i n go f s u r f a c ew a t e r t h es 0 4 2 a n dc a 2 + c o n c e n t r a t i o n si ns 研n gn o 3s h o wt w oe n d m e m b e r sm i x i n g b e t w e e nt h e o r i g i n a ls p r i n gw a t e ra n dr i v e rw a t e r i ts e e m st h a tt h ea m o m to ff r e s h w a t e r c o n t r i b u t i o nt ot h es p r i n gw a t e ri sr e l a t e dt or a i n f a l l b a s e do nas i m p l em a s sb a l a n c em o d e lo fs 0 4 c o n c e n 仃a t i o na n dc u r r e n tm e a s u r e m e n t s ，t h ec o n t r i b u t i o n so f t h es u r f a c ew a t e rt os p r i n gn o 3a r e a b o u t4 0 i nt h er a i n ys e a s o na n da b o u t2 0 i nt h ed r ys e a s o n ( 4 ) t h es p r i n gw a t e r st e m p e r a t u r ei nb e i w e ns p r i n gi sm o d e r a t et om e d i c a lt r e a t m e n tb a t h , i n a d d i t i o n ，w a r l ns p r i n gw a t e rc o n t a i na b u n d a n ts a l e r a t u s ，s ob e i w e ns p r i n gh a st h ef u n c t i o no f m a k i n gp e o p l eb e a u t i e r , a tt h es a m et i m e ，w a r ms p r i n gc o n t a i nm a n i f o l dt r a c ee l e m e n t st h a th a st h e c u r a t i v ee f f e c t so nm a n ya i l m e n t s ( 5 ) m e t h o d so f a u t o m a t i ch y d r o c h e m i c a ll o g g i n ga n di n s i t ut i t r a t i n gc o m b i n i t e dw i t ht h e m e a s u r e m e n to fs t a b l ec a r b o na n do x y g e ni s o t o p ew e r e u s e dt os t u d yt h eh y d r o c h e m i c a la n d i s o t o p i cc h a r a c t e r i s t i c so ft r a v e r t i n ei nn o r t hs p r i n g s i tw a sf o u n dt h a tt h et r a v e r t i n e f o t r u i n g s p r i n g sh a v eh i g hc o n c e n t r a t i o no fc a l c i u ma n db i c a r b o n a t e ，a n da c c o r d i n g l yh i g hc 0 2p a r t i a l p r e s s u r e s f u r t h e ra n a l y s i so nt h es t a b l ec a r b o ni s o t o p i cc o m p o s i t i o no fc 0 2g a si nt h es p r i n g s s h o w s t h a t t h e h i 曲p r e s s u r e o f c 0 2 i s m a i n l yr e l a t e d t o a d e e p - s e a t e d c 0 2 s o u r c e , m e a n i n g t h a t t h e n o r t hs p r i n g st r a v e r t i n es h o u l db et h e r m o - g e n e t i e ( 6 ) a c c o r d i n gt or e l e v a n tc a l c u l a t i o n sb a s e do nd i f f e r e n c e si ns t a b l eo x y g e ni s o t o p i c c o m p o s i t i o n so ft h et r a v e r t i n ed e p o s i t i o n sf o r m e di nd i f f e r e n te p o c h sa tn o r t hs p n n g s ，w a t e r t e m p e r a t u r eh a dr i s e na n df a l l e na n dn o w a d a y si st h el o w e s t ( 7 ) b a s e do nt h er c s u i t so f t h es a t u r a t i o ne x p o n e n t i a lo f c a r b o n a t e ，w a r ms p r i n g si nn o r t h s p r i n g s ( a p a r tf r o mn o3s p r i n g ) w e r ea l ls u p e r s a t u r a t i o nt oc a l c i t ea n dd o l o m i t e b u ta l lw e r ec l o s e t oe q u i l i b r i u m ，s o ，n o w a d a y s ，t r a v e r t i n ei np r o c e s so f d e p o s i tw a saf a tl o t d u r i n gt h ep a s tw h e n t h et r a v e r t i n ec a v ef o r m e d ，t h er e c h a r g ew a t e rm i g h tp e n e t r a t ef u r t h e rd e e pi n t ot h el i m e s t - o n eo f j i a l i n g i i a n gf o r m a t i o nt od i s s o l v ea b u n d a n tc + a n dc o lc o n c e n t r a t i o n s t h es a t u r a t e dc a c o ，i n t h es p r i n gw a t e rw o u l dp r o v i d ec o n d i t i o n sf o r t h ef o r m a t i o no f t h et r a v e r t i n ec a r b o h a - t e s w h e n t h et r a v e r t i n ew a sf o r m e d ，b e c a u s eo f t h em u z z l ev e l o c i t yw i t hw h i c hs p r i n gw a t e rr u s h e dd o w n , i v a b s t r a c t t h e r ei ss p a c ew i t h i nd e p o s i t e dt r a v e r t i n ea n dt h eb o r d e r l i n eo f b a n k a l o n gw i t hd e p o s i tt r a v e r t i n e m o r ea n dm o r e i tg r a d u a l l yw a s j o i n e dw i t ht h et o po f b a n k , b u tt h es p a c ew a sr e t a i n e d t h i si st h e f o r mr e a s o no f r u h u ac a v e f u r t h e ri n v e s t i g a t i o no bh o wt h ec a v ew a sf o r m e di sn e e d e d k e yw o r d s ：w a r ms p r i n g ；t r a v e r t i n e ；g e o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ；r u h u ac a v e ； e n v i r o n m e n t a lc h a n g e ；g e n e s i sa n dp r o t e c t i o no fl a n d s c a p e ；n o r t hs p r i n g so f c h o n g q i n g v 独创性声明 学位论文题目： 重庭立i b 洹塞量堕暹基塑鱼坐煎出韭焦堂受窒 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得西南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者：曹云签字日期：2 0 0 7 年4 月2 8 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 团保密期限至2 0 1 0 年少月止) 。 么 学位论文作者签名锄 导师签名： 签字日期：卯7 年驴月心日签字日期：年月 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址：邮编 第1 章前言 第1 章前言 环境与发展，是当今国际社会瞥遍关注的重大问题。人类经过漫长的奋斗历程，特别是 从产业革命以来在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩。与此同时，由于i ：业化过 程中的处置失当。尤其是不合理的开发利用自然资源，造成了全球性的环境污染和生态破坏， 对人类的生存与发展构成了现实威胁。保护生态环境，实现可持续发展，已成为全世界紧迫 而艰巨的任务。1 9 8 7 年世界环境与发展委员会在我们共同的未来中提出可持续性发展的 理念，即“满足当代人的需求，义不能损害了子孙后代的其需求能力的发展。”许多种可作 为旅游资源开发的自然资源都属于不可再生资源。在将其作为旅游资源开发时如何实现可持 续发展的原则已越来越受到政府和学者的重视。 1 1 研究背景和意义 重庆是有名的温泉之都，拥有世界罕见的温泉资源。目前随着社会经济的增长和旅游业 发展的需要，地热温泉水的综合开发利用己譬现出一派方兴朱艾的势头。伴随着各地开发温 泉的热潮，重庆也在大力开发温泉资源以发展旅游业。近几年。重庆更是打出“世界温泉之 都”的口号，争取到2 0 0 7 年，全市温泉旅游接待人次年均增长1 5 以上，为此，重庆的“十 里温泉城” ：程l e 在紧锣密鼓的进行中。可见，温泉旅游资源在重庆旅游发展战略中占有十 分重要的地位。 重庆市北温泉公嗣位于重庆市北碚城郊，它的前身是温泉寺，创建于南北朝刘宋景平 元年( 公元4 2 3 年) ，距今有近1 6 0 0 年的历史，是中国乃至世界上开发利用最早至今仍在使用 的温泉之一。1 9 8 2 年被国务院批准定为全国首批4 4 个国家级风景名胜区。2 0 0 2 年被评定为从从 级风摄区。现在，该旅游区每年接待的海内外游客达6 0 多万人。该公园背靠苍翠的缙云山， 前临滔滔嘉陵江。集寺、庙、山、水、林、泉、峡、洞于一体。温泉和钙华形成的乳花洞构 成北温泉公园的主要景观。北温泉公园现有泉眼8 处，温泉水水质属硫酸钙璎，含钙量为川东 各温泉含钙鼙首位水质良好，水鼙丰富，日出水总星为6 0 0 0 8 6 3 6 吨，水温3 6 度左右。除 此之夕 ，公园中还有由钙华形成的大型钙华台地和钙华洞穴( 名为乳花洞) ，钙华台地厚2 0 米左右，长1 0 0 多米，宽3 0 4 0 米，乳花洞钙华体厚度可达l o m 以上，并且乳花洞出口地段的 钙华沉积厚度达2 0 余米。其规模在我国同类景观中是不多见的。 旅游业的快速发展将对北温泉景观资源的可持续利用和科学保护提出更高的要求。而且 在重庆旅游发展战略中占有十分重要地位的地热资源作为该地区旅游资源的一个重要组成部 分，对其进行本底调查及开发研究，不仅有利丁二北温泉旅游资源的综合科学评价、开发、保 护及管理，而且将为当地旅游事业的深层次开发，实现该地区经济的可持续发展提供必要的 科学依据，具有十分重要的现实意义和经济价值。因此，加强对北温泉地区系统f f 勺科学研究， 弄清景观的成因与发展演化，对于正确协调处理经济发展与环境保护，“在保护中开发，在 l 婀南大学硕十学伊论文 开发中保护”的关系，科学保护北温泉实现北温泉景观资源的有序利用，切实做好北温泉 的可持续发展和大重庆旅游区建殴的后续投资，均具有十分重要的意义，并已成为迫在眉睫 的问题。 然而由于以往对北温泉景观形成条件深入系统研究的程度不够，景观变化受制因素不 明，监测系统朱建立，研究和掌握其变化缺乏资料开发保护规划缺少科学依据支持。 目前，对旅游资源的保护研究主要集中在管理方面而对旅游资源( 温泉、钙华) 保护所 需的成因研究缺乏。弄清北温泉钙华的起源和形成过程及其反映的环境变迁，这也是有效的 合理开发、管理和保护这一重要自然旅游资源，以使其能被永继利用并服务于当地经济的需 要。北温泉温泉水主要是从定性上进行初步研究，即使定量也只是在个别点上进行，本论文 试图通过获取详细地球化学数据资料来对北温泉的温泉水进行定始研究，即通过对北温泉温 泉水的水化学，特别是微鼙元素的详细分析，研究该泉水的医疗作用，确定其中的有益组分 和有害组分，为管理者和f ：作人员提出合理的建议，尽鼙减少温泉中有害成分对人体产生的 不良影响，同时为以后管理和开发温泉提供科学依据。这不仅弥补了该地区科学研究资料的 不足，也为旅游资源的合理开发、管理和保护提供科学基础。 1 2 研究现状 1 2 1 钙华的国内外研究现状 1 2 1 1 钙华沉积的物理化学基础 岩溶作用通常发生丁二开放的二相c a c 0 3 ( 同) 一c 0 2 ( 气) 一h 2 0 ( 液) 不平衡系统中，包括碳 酸盐岩的溶解作用和沉积作用。岩溶作用同c 0 2 的运移、植物的光合作用、有机碳的形成、沉 积碳酸盐岩的溶蚀、沉积有密切关系。c 0 2 气体在岩溶作用发生过程中起着重要的驱动作用， 如图l 所示当有较多的c 0 2 由人气进入水中就会发生碳酸盐的溶蚀作用，水中i # j c a 2 + u h c o ，。 浓度就会增加，进入的c 0 2 越多溶蚀作用越强。反之，当有较多的c 0 2 白水中逸出，将发生碳 酸盐的沉积作_ i l j ，水中的c a 2 + 1 h c 0 3 浓度就会降低，c 0 2 逸出越快，沉淀作用也越快。钙华 的沉积作用也与此有关【1 1 。 可见导致钙华形成的一个极为关键的原因是c 0 2 脱气，而致使c 0 2 脱气的冈素也很多。 j a c o b s o na n du s d o w s k i y 1 9 7 5 年 2 1 ，u s d o w s k ie ta f 于1 9 7 9 年巴d a n d u r a n de ta l t l 9 8 2 年 4 1 ， l o r a ha n d h e r m a n t 1 9 8 8 年1 5 1 ，l i ue ta i 于1 9 9 5 年【6 1 各自进行的野外观测试验，得出影响c 0 2 脱气 的冈素，综合起来主要有五个；( i ) 水动力条件：( 2 ) 岩溶动力系统开放程度的变化；( 3 ) 温度的 影响；( 4 ) 植物光合作_ j 或分解作_ |