更新時(shí)間：2024-04-08
重慶蒼野溶洞設(shè)計(jì)今天為大家?guī)?lái)神奇的溶洞篇
可溶性巖石中因喀斯特作用所形成的地下空間，又稱溶洞。近代喀斯特洞穴的研究始于歐、美。20世紀(jì)40年代以來(lái)洞穴研究有了迅速發(fā)展，蘇聯(lián)、意大利、美國(guó)、南斯拉夫等國(guó)的研究成果較多，在國(guó)際上已形成為洞穴學(xué)。（喀斯特是指水對(duì)石灰?guī)r、石膏、巖鹽等巖石進(jìn)行溶解腐蝕的一種自然現(xiàn)象），它是一種以化學(xué)溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機(jī)械作用為輔的地質(zhì)作用，由這些作用所產(chǎn)生的現(xiàn)象也稱喀斯特。由喀斯特作用所造成地貌，則稱喀斯特地貌或巖溶地貌。須要說(shuō)明的是，并不是所有巖石洞穴都是溶洞。
洞穴是可溶巖區(qū)域常見(jiàn)的現(xiàn)象，從終年積雪的高山，一直到海面以下均有分布。目前，世界各國(guó)已探明長(zhǎng)度超過(guò)10公里的洞穴有160多個(gè)，深度超過(guò)700米的達(dá) 55個(gè)。如美國(guó)肯塔基州馬默斯洞穴長(zhǎng) 373.38公里(1984)，法國(guó)和西班牙之間比利牛斯山的皮埃爾·圣·馬丹洞深1332米(1977)，蘇聯(lián)帕米爾阿萊山基耶夫斯卡亞洞深1080米(1976)。
洞穴由喀斯特水沿可溶巖層層面節(jié)理或裂隙進(jìn)行溶蝕擴(kuò)大而成。按不同的水流性質(zhì)和形態(tài)，劃分為不同的類型，它們各有其成因。
1、滲流帶洞穴，地面以下、地下水面以上的洞穴。滲流帶又稱包氣帶、非飽和帶，是大氣水、地表水與地下水發(fā)生聯(lián)系并進(jìn)行水分交換的地帶。降水通過(guò)巖層中的裂隙下滲不斷地溶蝕、擴(kuò)大裂隙的空間形成。包括垂直的或陡傾斜裂隙型洞穴、落水洞和豎井等。這種下滲水所形成的早期洞穴彼此是孤立的,隨著洞體的不斷擴(kuò)展，水流不斷集中,孤立的洞穴不斷歸并、溝通,形成斷面較大的地下通道,稱為地下河
2、飽水帶洞穴，地下水面以下的洞穴。飽水帶位于地下水面以下，有深淺部之分。最上部為淺飽水帶，即地下水面帶，形成的洞穴叫淺飽水帶洞穴，也稱地下水面洞穴。那里的地下水流路最短，水的溶蝕能力強(qiáng)，溶洞發(fā)育較快，規(guī)模較大，個(gè)體間一般缺乏聯(lián)系，多成水平溶洞。當(dāng)侵蝕基準(zhǔn)面下降、地殼抬升時(shí)，地下河便變成高懸于地下水面以上的干溶洞。如地殼多次抬升，就可形成多層水平干溶洞。這種近于水平的溶洞層，有時(shí)可與附近河流階地的高度和年代對(duì)比；有的在溶洞內(nèi)形成階地。在深飽水帶內(nèi)形成的洞穴，稱為深飽水帶洞穴。此帶溶蝕作用緩慢，形成的洞穴規(guī)模小、不規(guī)則。
3、承壓水帶洞穴，補(bǔ)給面積大或受地質(zhì)構(gòu)造控制的地下水形成的洞穴。這種地下水具有很大的動(dòng)壓力和靜壓力，沿著巖石構(gòu)造面向深處流動(dòng)，發(fā)育成洞穴。承壓水帶洞穴的形態(tài)和展布受構(gòu)造和巖性控制，深度可達(dá)可溶性巖層底面。
形態(tài)類型有兩類：1、水平洞穴，主要發(fā)育于淺飽水帶內(nèi)，位于地下水面附近，由地下河和地下水面洞穴演變而來(lái)，具有成層分布的特點(diǎn)。隨地殼的上升，可變?yōu)楦哂诘叵滤娴母扇芏?。主要分布在平原和低山丘陵區(qū)，在中國(guó)的華南主要分布于喀斯特峰林及喀斯特峰林平原區(qū)。
2、垂直洞穴，常見(jiàn)于滲流帶和深飽水帶內(nèi),由地下水沿陡傾的可溶巖層面或垂直裂隙帶發(fā)育而成。多分布于山區(qū)，在中國(guó)的華南主要分布在喀斯特峰叢區(qū)域，即地殼上升運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)烈的山區(qū)。
洞穴堆積：主要有化學(xué)堆積、流水堆積、生物堆積、崩坍堆積等。其中尤以化學(xué)堆積最引人注目，它姿態(tài)多變，琳瑯滿目，不僅是科學(xué)研究的對(duì)象，而且是重要的旅游資源。根據(jù)成因和形態(tài)特征，分為以下幾類：
鐘乳石：溶洞頂部向下生長(zhǎng)的一種碳酸鈣沉積物，又稱石鐘乳。是滲流水流入洞頂后因溫度、壓力的變化,二氧化碳逸去,水中碳酸鈣過(guò)飽和沉淀形成。開(kāi)始以小突起附在洞頂，以后逐漸向下增長(zhǎng)，具有同心圓狀結(jié)構(gòu)，形如鐘乳而得名。在洞口部位的鐘乳石,因有藻類等低等生物附著生長(zhǎng),生物有向陽(yáng)性，所以這種鐘乳石向下生長(zhǎng)時(shí)往往斜向洞外，屬于生物喀斯特。
石幔：滲流水中碳酸鈣沿溶洞壁或傾斜的洞頂向下沉淀成層狀堆積而成,因形如布幔而得名,又稱石簾、石帷幕。
石盾：滲流水沿某一裂縫以一定角度滲出沉淀并呈盾狀沉積物，盾體的直徑從10多厘米至4或5米，厚度一般為2～10厘米,當(dāng)滲流水較多時(shí)，便在盾面的下部形成鐘乳石或石幔。
石筍：由溶洞底部向上生長(zhǎng)的碳酸鈣沉積物，形如筍狀而得名。洞頂下滴的滲流水在洞底發(fā)生濺擊作用，經(jīng)水的蒸發(fā)，二氧化碳逸去，碳酸鈣發(fā)生沉淀，形成由洞底自下而上生長(zhǎng)的石筍。鐘乳石和石筍彼此連接形成的柱狀堆積，稱為石柱。
石珊瑚：下滴水流和水花濺出的水珠粘附在洞壁或石筍、石幔的表面后，水珠中的碳酸鈣再凝結(jié)而成的珊瑚狀沉積。
卷曲石：螺旋狀或扭曲向上的鐘乳石。常側(cè)向自由生長(zhǎng),有的呈發(fā)髻狀,顯示出不單純受重力影響的特點(diǎn)。其成因尚未有一致看法，有毛細(xì)作用、氣溶膠作用、蒸發(fā)作用等成因說(shuō)。從中國(guó)情況看，它生長(zhǎng)于非常濕潤(rùn)的封閉環(huán)境中，這種條件一旦被破壞，卷曲石就會(huì)停止生長(zhǎng)。
石珍珠：在地下河溶洞滴水坑中形成的碳酸鈣圓粒沉積物,又稱穴珠、蛋石。小的為鮞粒，大的呈球狀和餅狀。
邊石：地下水沿不平坦洞穴底部流動(dòng)時(shí)由于二氧化碳散逸，碳酸鈣沉淀形成。邊石的邊為花邊，有的成小壩,邊石內(nèi)常積水成塘。
云盆：由中心向外、向上生長(zhǎng)所形成底小面大的盆狀碳酸鈣沉積物，又稱蓮花盆。它有環(huán)形中心，大部分與洞頂?shù)溺娙槭瘜?duì)應(yīng)?？蓡蝹€(gè)分布，也可成群出現(xiàn)。其外圍總有封閉的邊石壩，能蓄水。
泥林：滴水侵蝕淤泥和碳酸鈣板相間層所形成石林狀的堆積物。多發(fā)育在由地下河發(fā)展而成的洞穴。在雨季時(shí)，地下河洪水上涌或滲流水帶來(lái)大量粘土物質(zhì)在洞底淤積成淤泥層；在干旱季節(jié),則有薄層碳酸鈣板覆蓋上面,多年之后便形成相間層。泥林高1、2米,底部直徑約20～30厘米。
洞穴生物：有洞穴植物、動(dòng)物和微生物，以及極為豐富的生物化石。
洞穴植物：種類和數(shù)量都很少，只在洞口附近出現(xiàn)一些特殊植物，向內(nèi)隨著光的強(qiáng)度減弱，植物種類迅速減少，植物的器官和組織結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。它們主要有羊齒植物、苔蘚和地衣、藻類。
洞穴動(dòng)物：包括真洞穴動(dòng)物、喜洞穴動(dòng)物和寄居性洞穴動(dòng)物。1、真洞穴動(dòng)物,只生存于洞內(nèi)黑暗世界中,不能生活于洞外環(huán)境的動(dòng)物。體內(nèi)通常缺少色素，完全沒(méi)有眼或僅有很小的眼，但觸角很大，嗅覺(jué)靈敏，具有低消耗能量的新陳代謝。如洞穴魚(圖9洞穴盲魚)、洞螈、洞穴蜘蛛、尺蛾和膜足硬肢馬陸。2、喜洞穴動(dòng)物，在洞穴內(nèi)完成生命循環(huán)、能在洞外黑暗潮濕環(huán)境中生活的動(dòng)物。如蚯蚓、某些蠑螈。3、寄居性洞穴動(dòng)物，臨時(shí)寄居于洞內(nèi)的動(dòng)物，如蝙蝠。
洞穴溫度：洞穴深處的溫度與當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟认嘟?。一般說(shuō)，洞穴溫度隨洞穴的高程和緯度而變化，高程和緯度愈高，洞穴溫度愈低。洞穴溫度還因洞穴形態(tài)和洞口數(shù)目而異：由洞口向下傾斜的單洞口洞穴，冬季時(shí)冷空氣下沉洞底，夏季洞外熱而輕的暖空氣難以進(jìn)入洞內(nèi)，故這種洞穴的溫度要比周圍低，稱為冷洞；由洞口向上傾斜升起的單洞口洞穴，暖空氣保留在洞穴的上部，難以流動(dòng)，溫度比周圍要高些，稱為暖洞。自然界洞穴中幾乎全部能覺(jué)察到空氣的流動(dòng)，有的在夏季從洞內(nèi)吹出涼風(fēng)，有的在冬季向洞外噴出熱氣，有的洞穴內(nèi)空氣有周期性的吸進(jìn)和吹出，形成呼吸洞。洞穴空氣是比較干凈的，細(xì)菌很少，空氣的電離也很弱，所以不少國(guó)家建立了"洞穴治療"，目前主要治療支氣管哮喘、風(fēng)濕痛和高血壓等。
研究意義：1、洞穴是早期人類的居住地，也是人類最早的文化藝術(shù)的搖籃，要研究人類的起源和發(fā)展，人類文化、藝術(shù)的產(chǎn)生和早期的發(fā)展，必須研究洞穴。2、洞穴堆積、生物和氣候具有很高的科學(xué)價(jià)值,需要深入研究。3、洞穴內(nèi)景色奇特、氣候宜人,是重要的旅游資源，目前全世界有上千個(gè)旅游洞穴，每年有數(shù)千萬(wàn)個(gè)旅游者。4、洞穴內(nèi)儲(chǔ)有豐富的礦產(chǎn)資源，主要有錫、鋁土礦、壓電石英、水洲石、芒硝和鳥(niǎo)糞等，汞、鉭、鈮、鈾、鐳等稀有元素也與洞穴有關(guān)。在埋藏的喀斯特洞穴中有石油和天然氣。
