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        神奇的溶洞

        重庆苍野溶洞设计今天为大家带来神奇的溶洞篇

        可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间,又称溶洞。近代喀斯特洞穴的研究始于欧、美。20世纪40年代以来洞穴研究有了迅速发展,苏联、意大利、美国、南斯拉夫等国的研究成果较多,在国际上已形成为洞穴学。(喀斯特是指水对石灰岩、石膏、岩盐等岩石进行溶解腐蚀的一种自然现象),它是一种以化学溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用,由这些作用所产生的现象也称喀斯特。由喀斯特作用所造成地貌,则称喀斯特地貌或岩溶地貌。须要说明的是,并不是所有岩石洞穴都是溶洞。


        洞穴是可溶岩区域常见的现象,从终年积雪的高山,一直到海面以下均有分布。目前,世界各国已探明长度超过10公里的洞穴有160多个,深度超过700米的达 55个。如美国肯塔基州马默斯洞穴长 373.38公里(1984),法国和西班牙之间比利牛斯山的皮埃尔·圣·马丹洞深1332米(1977),苏联帕米尔阿莱山基耶夫斯卡亚洞深1080米(1976)。
        洞穴由喀斯特水沿可溶岩层层面节理或裂隙进行溶蚀扩大而成。按不同的水流性质和形态,划分为不同的类型,它们各有其成因。

         


        1、渗流带洞穴,地面以下、地下水面以上的洞穴。渗流带又称包气带、非饱和带,是大气水、地表水与地下水发生联系并进行水分交换的地带。降水通过岩层中的裂隙下渗不断地溶蚀、扩大裂隙的空间形成。包括垂直的或陡倾斜裂隙型洞穴、落水洞和竖井等。这种下渗水所形成的早期洞穴彼此是孤立的,随着洞体的不断扩展,水流不断集中,孤立的洞穴不断归并、沟通,形成断面较大的地下通道,称为地下河
        2、饱水带洞穴,地下水面以下的洞穴。饱水带位于地下水面以下,有深浅部之分。最上部为浅饱水带,即地下水面带,形成的洞穴叫浅饱水带洞穴,也称地下水面洞穴。那里的地下水流路最短,水的溶蚀能力强,溶洞发育较快,规模较大,个体间一般缺乏联系,多成水平溶洞。当侵蚀基准面下降、地壳抬升时,地下河便变成高悬于地下水面以上的干溶洞。如地壳多次抬升,就可形成多层水平干溶洞。这种近于水平的溶洞层,有时可与附近河流阶地的高度和年代对比;有的在溶洞内形成阶地。在深饱水带内形成的洞穴,称为深饱水带洞穴。此带溶蚀作用缓慢,形成的洞穴规模小、不规则。


        3、承压水带洞穴,补给面积大或受地质构造控制的地下水形成的洞穴。这种地下水具有很大的动压力和静压力,沿着岩石构造面向深处流动,发育成洞穴。承压水带洞穴的形态和展布受构造和岩性控制,深度可达可溶性岩层底面。
        形态类型有两类:1、水平洞穴,主要发育于浅饱水带内,位于地下水面附近,由地下河和地下水面洞穴演变而来,具有成层分布的特点。随地壳的上升,可变为高于地下水面的干溶洞。主要分布在平原和低山丘陵区,在中国的华南主要分布于喀斯特峰林及喀斯特峰林平原区。


        2、垂直洞穴,常见于渗流带和深饱水带内,由地下水沿陡倾的可溶岩层面或垂直裂隙带发育而成。多分布于山区,在中国的华南主要分布在喀斯特峰丛区域,即地壳上升运动比较强烈的山区。
        洞穴堆积:主要有化学堆积、流水堆积、生物堆积、崩坍堆积等。其中尤以化学堆积最引人注目,它姿态多变,琳琅满目,不仅是科学研究的对象,而且是重要的旅游资源。根据成因和形态特征,分为以下几类:
        钟乳石:溶洞顶部向下生长的一种碳酸钙沉积物,又称石钟乳。是渗流水流入洞顶后因温度、压力的变化,二氧化碳逸去,水中碳酸钙过饱和沉淀形成??家孕⊥黄鸶皆诙炊?,以后逐渐向下增长,具有同心圆状结构,形如钟乳而得名。在洞口部位的钟乳石,因有藻类等低等生物附着生长,生物有向阳性,所以这种钟乳石向下生长时往往斜向洞外,属于生物喀斯特。


        石幔:渗流水中碳酸钙沿溶洞壁或倾斜的洞顶向下沉淀成层状堆积而成,因形如布幔而得名,又称石帘、石帷幕。
        石盾:渗流水沿某一裂缝以一定角度渗出沉淀并呈盾状沉积物,盾体的直径从10多厘米至4或5米,厚度一般为2~10厘米,当渗流水较多时,便在盾面的下部形成钟乳石或石幔。
        石笋:由溶洞底部向上生长的碳酸钙沉积物,形如笋状而得名。洞顶下滴的渗流水在洞底发生溅击作用,经水的蒸发,二氧化碳逸去,碳酸钙发生沉淀,形成由洞底自下而上生长的石笋。钟乳石和石笋彼此连接形成的柱状堆积,称为石柱。
        石珊瑚:下滴水流和水花溅出的水珠粘附在洞壁或石笋、石幔的表面后,水珠中的碳酸钙再凝结而成的珊瑚状沉积。

         


        卷曲石:螺旋状或扭曲向上的钟乳石。常侧向自由生长,有的呈发髻状,显示出不单纯受重力影响的特点。其成因尚未有一致看法,有毛细作用、气溶胶作用、蒸发作用等成因说。从中国情况看,它生长于非常湿润的封闭环境中,这种条件一旦被破坏,卷曲石就会停止生长。
        石珍珠:在地下河溶洞滴水坑中形成的碳酸钙圆粒沉积物,又称穴珠、蛋石。小的为鲕粒,大的呈球状和饼状。
        边石:地下水沿不平坦洞穴底部流动时由于二氧化碳散逸,碳酸钙沉淀形成。边石的边为花边,有的成小坝,边石内?;商?。


        云盆:由中心向外、向上生长所形成底小面大的盆状碳酸钙沉积物,又称莲花盆。它有环形中心,大部分与洞顶的钟乳石对应??傻ジ龇植?,也可成群出现。其外围总有封闭的边石坝,能蓄水。
        泥林:滴水侵蚀淤泥和碳酸钙板相间层所形成石林状的堆积物。多发育在由地下河发展而成的洞穴。在雨季时,地下河洪水上涌或渗流水带来大量粘土物质在洞底淤积成淤泥层;在干旱季节,则有薄层碳酸钙板覆盖上面,多年之后便形成相间层。泥林高1、2米,底部直径约20~30厘米。


        洞穴生物:有洞穴植物、动物和微生物,以及极为丰富的生物化石。
        洞穴植物:种类和数量都很少,只在洞口附近出现一些特殊植物,向内随着光的强度减弱,植物种类迅速减少,植物的器官和组织结构也发生变化。它们主要有羊齿植物、苔藓和地衣、藻类。
        洞穴动物:包括真洞穴动物、喜洞穴动物和寄居性洞穴动物。1、真洞穴动物,只生存于洞内黑暗世界中,不能生活于洞外环境的动物。体内通常缺少色素,完全没有眼或仅有很小的眼,但触角很大,嗅觉灵敏,具有低消耗能量的新陈代谢。如洞穴鱼(图9洞穴盲鱼)、洞螈、洞穴蜘蛛、尺蛾和膜足硬肢马陆。2、喜洞穴动物,在洞穴内完成生命循环、能在洞外黑暗潮湿环境中生活的动物。如蚯蚓、某些蝾螈。3、寄居性洞穴动物,临时寄居于洞内的动物,如蝙蝠。


        洞穴温度:洞穴深处的温度与当地年平均温度相近。一般说,洞穴温度随洞穴的高程和纬度而变化,高程和纬度愈高,洞穴温度愈低。洞穴温度还因洞穴形态和洞口数目而异:由洞口向下倾斜的单洞口洞穴,冬季时冷空气下沉洞底,夏季洞外热而轻的暖空气难以进入洞内,故这种洞穴的温度要比周围低,称为冷洞;由洞口向上倾斜升起的单洞口洞穴,暖空气保留在洞穴的上部,难以流动,温度比周围要高些,称为暖洞。自然界洞穴中几乎全部能觉察到空气的流动,有的在夏季从洞内吹出凉风,有的在冬季向洞外喷出热气,有的洞穴内空气有周期性的吸进和吹出,形成呼吸洞。洞穴空气是比较干净的,细菌很少,空气的电离也很弱,所以不少国家建立了"洞穴治疗",目前主要治疗支气管哮喘、风湿痛和高血压等。


        研究意义:1、洞穴是早期人类的居住地,也是人类最早的文化艺术的摇篮,要研究人类的起源和发展,人类文化、艺术的产生和早期的发展,必须研究洞穴。2、洞穴堆积、生物和气候具有很高的科学价值,需要深入研究。3、洞穴内景色奇特、气候宜人,是重要的旅游资源,目前全世界有上千个旅游洞穴,每年有数千万个旅游者。4、洞穴内储有丰富的矿产资源,主要有锡、铝土矿、压电石英、水洲石、芒硝和鸟粪等,汞、钽、铌、铀、镭等稀有元素也与洞穴有关。在埋藏的喀斯特洞穴中有石油和天然气。
         

         
         
         
         
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