在地质学研究领域中，尤其是地貌演化、地下水动力学、气候变化、沉积和构造历史、构造活动与地震历史，矿产资源的形成与保存研究等方面，岩溶（或喀斯特）系统起到了重要的作用。以下是这些问题的简要介绍：
地貌演化 岩溶地貌的形成与发展：岩溶地貌包括溶洞、洼地、竖井、落水洞等，其形成与岩石的溶解作用密切相关。研究这些地貌可以揭示特定区域的地质历史和演化过程。侵蚀与溶蚀的相互作用：岩溶系统中的化学溶解和物理侵蚀如何协同作用，塑造了地表和地下的复杂地貌。
地下水动力学 地下水流动模式：岩溶系统中地下水流动的独特模式对理解地下水资源的形成、储存和循环至关重要。研究岩溶地下水可以帮助解决水资源管理问题。 水化学变化与矿物沉积：地下水的化学组成影响洞穴中矿物（如钟乳石、石笋）的形成过程，从而揭示出区域的水文和气候变化。
气候与环境变化 气候记录的保存：岩溶沉积物，如洞穴中的石笋、钟乳石等，可以记录古气候条件和环境变化，通过其同位素或微量元素组成可反映过去的温度、降水量等信息。 海平面变化的影响：海平面变化如何影响岩溶系统的发展，尤其是在沿海或岛屿岩溶地区，这些记录有助于理解古气候和海洋变化。
沉积历史 沉积物来源与成因：洞穴和裂隙中的沉积物，如泥沙、沉淀物、矿物等，提供了关于外部环境和沉积条件的线索，揭示了区域地质历史、构造运动、风化作用等。 生物-沉积相互作用：洞穴生物群落如何与化学沉积物互相影响，帮助揭示生物地质过程的细节。
构造活动与地震历史 断层和岩溶系统的关系：岩溶系统与断层等构造活动密切相关，通过研究洞穴中的断层和裂隙，可以揭示区域的构造应力场、断层活动历史和地震事件。 岩溶塌陷与地质灾害：岩溶地区常发生地面塌陷，研究岩溶塌陷机制对于理解地下岩层稳定性和防范地质灾害具有重要意义。
矿产资源的形成与赋存 矿物沉积和矿床：许多矿产资源（如铅锌矿、锰矿等）与岩溶作用密切相关，通过研究岩溶系统中的矿物沉积过程，可以了解这些矿床的成因和分布规律。
确定古老（>1百万年）岩溶作用的起始时间是一个挑战。一个方法是对最早的洞穴沉积物中的方解石胶结物进行测年。我们展示了对来自巴黎盆地（法国）下渐新世湖泊-湿地碳酸盐岩的古老（约3000万年）且薄（<1毫米）洞穴沉积物的薄片进行原位U-Pb测年的优势，这些洞穴沉积物无法通过其他方法进行测年。我们对32个方解石（一种洞穴沉积物）、一个成因方位胶结物和10个沿岩溶壁沉淀的方解石胶结物进行了测年。方解石和胶结物的年龄为2900万年 ± 100万年（下渐新世），与先前根据古生物学证据推断出的寄主沉积物的年龄范围（≈2900万年）相符。我们证明了碳酸盐母岩的胶结、溶解以及洞穴沉积物的沉淀发生在沉积后2百万年之内。被困在鲁佩利方解石中的介形虫和碎屑清楚地表明，岩溶在地表出现湖泊-湿地沉积阶段之前不久，在地下深处形成。这一早期的溶解阶段被归因于阿尔卑斯造山运动引起的远场板内变形导致的巴黎盆地隆升。这项研究表明，针对古老方解石进行原位U-Pb年代学分析是间接测定岩溶作用时间的有前景技术，更广泛地说，也适用于测定地质动力学事件和沉积盆地成岩演化的时间。
(A) McK3岩溶洞穴的概览图。 (B) 样本McK3-1；每颗星星代表一个测年的方解石（颜色与图C–E中的颜色相对应）。(C, D) 薄片照片。每个圆环代表一个激光测点。颜色与Tera-Wasserburg图上的238U/206Pb对207Pb/206Pb（E）中的颜色相匹配，其中每个椭圆代表一个激光测点及其分析的不确定性。年龄是从等时线与Concordia曲线的交点推算得出的。MSWD—加权偏差的平方和。
(A) McK3岩溶洞穴第二部分的概览图。 (B) 样本McK3-7；每颗星星代表一个测年的方解石（颜色与图B–F中的颜色相对应）。 (C–E) 薄片照片，显示了两个方解石之间的介形虫壳和微粒内碎屑。每个圆环代表一个激光测点。颜色与Tera-Wasserburg图上238U/206Pb对207Pb/206Pb（F）中的颜色相匹配，其中每个椭圆代表一个激光测点及其分析的不确定性。年龄是从等时线与Concordia曲线的交点推算得出的。MSWD—加权偏差的平方和。
(A) 三个岩溶洞穴McK1、McK2和McK3的胶结年代学，与研究区域的生物地层对比。U-Pb年龄按胶结物形态排序，从洞穴底部（左）到顶部（右）列出。NP—纳米化石古近纪带；MP, MN—哺乳动物古近纪（MP）和新近纪（MN）带；Aquit.—阿基坦期；Burdigal.—布尔迪加尔期；Lan.—兰格期；B.—巴顿期；Priabo.—普里亚波期；Gp—群。上标数字表示图例中的文献来源。 (B) “不一致性-1”（Ludwig, 2012）和“稳健拟合”（Pollard et al., 2023）模型获得的绝对U-Pb年龄对比。 (C, D) Tera-Wasserburg图，结合样本McK3-7和McK3-1b浮舟的数据。年龄是从等时线与Concordia曲线的交点推算得出的。MSWD—加权偏差的平方和。
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