溶洞景区发展趋势研究论文

溶洞开发要注意三点：

特色方面融入区域文化和深化溶洞主题概念

贵州绥阳双河洞（白云岩洞穴）国家地质公园位于贵州省遵义市绥阳县，地理坐标：东经107°02′30〃～107°25′00〃；北纬28°08′00〃～28°20′00〃。公园地处绥阳县的温泉、旺草、宽阔、青杠塘、黄杨、茅垭6个乡镇范围之内，总面积318.6km2。双河溶洞国家地质公园以温泉区双河溶洞群为中心，包括众多的水丰质优的矿泉热泉群、保存良好的宽阔水国家级原始生态林园，以及黔北地区厚重的历史文化和纯朴的民风民俗。绥阳这座历史悠久的文化古城人杰地灵，新世纪以来社会经济有长足的发展为地质公园的建立提供了良好的条件。双河溶洞国家地质公园的建立必将为地区社会经济发展带来勃勃生机。1 中国最长洞系的探索与认定由于双河溶洞中有丰富的硝土，当地居民很早以前就进入洞中进行敖硝活动并在石膏洞中大量挖采石膏，直到1988年4月,贵州科学院得到当地政府的报告绥阳县温泉镇发现大溶洞，随即拉开了对双河溶洞考察探测的序幕。1988年8月由贵州省科学院山地资源研究所与日本东京都大学、早稻田大学等组成的“中日洞穴考察队”对双河洞系进行考察和探测，实测洞长25000m。1992年8月由贵州省洞穴学会组织的洞穴考察队再次对洞系进行考察和实测，新测洞长10200m，并对这一地区的地质和地貌进行分析研究，初步认定双河洞系的各个洞道的发育都有水文网联系可能属于同一个洞系。1994～1996年贵州山地所的科研人员对双河洞系的成因及演变过程进行较系统的探索和研究。在此期间贵州教育学院地理系组织师生赴双河洞区开展野外教学实习，对双河洞的形态和成因作了初步分析。2001～2005年，贵州洞穴学会与比·波坦兹带领的法国洞穴联盟组成中法联合洞穴考察队开展进一步的探险考察活动，把各洞腔和水文网联通，使双河洞系的总长度由2001年的70.502km增至2005年的89km，双河溶洞的总长度已跃居中国之最，至此探洞工作尚未完成，据比·波坦兹预测双河洞系有望超出100km长。到2005年止已初步探明双河洞系由168个喀斯特洞穴组成，主要分布在让水槽谷以东的双河、龙塘子一带，分布密度1.5个/km2实属一座天然生就的洞穴博物馆。尤其是洞系主要发育在中上寒武至下奥陶统以白云岩为主的古老地层中，是一座由水洞旱洞并存结构复杂多层多支平面展布呈树枝网络状的洞系，已探明23个洞口和4条地下河及118条大小不等的支洞相互连通组成，地下河系为长年性河流多年平均流量约5m3/s。洞道可分四层，上、下层洞之间有倾斜洞道连通，洞深相对高差达240m，洞道宽一般10～20m最宽40余米洞腔高一般10m以上，最高达60余米，洞道间常被竖井或陡崖分割，一般深15～30m，最深竖井达75m，如团碓窝和龙塘子两个大竖井。发育在古老白云岩地层中规模如此巨大，次生碳酸盐沉积形态丰富多彩，洞穴生态保存原始的洞系十分罕见。贵州绥阳双河溶洞仅次于亚洲最长洞马来西亚瓜爱尔·圭尼赫洞（Gua Air Jerihin）（洞长109hm深355.1m），目前居世界长洞排名由前20位上升至17位。2 双河洞系的发育2.1 区域地质地貌背景双河洞系发育演化与区域地质背景及地史时期的构造事件和古地理环境密切相关。双河地区构造体系属于扬子地台的风冈北东向构造变形区的西部，地史发展历经多次构造变动和沉积环境的变迁。构造运动以垂直振荡和断块运动为主，沉积环境以海相为主。有两次大的褶皱造山运动，即：14～8亿年前的雪峰运动和2～1.3亿年前的燕山运动。雪峰运动形成地台基底，至志留纪未广西运动（4.5亿年）长期处于一个相对稳定的浅海相沉积区，沉积了几千米厚的早古生代碳酸盐岩偶夹碎屑岩建造，持续时间达4亿年左右，出露巨厚的中上寒武统至奥陶系的以白云岩为主的碳酸盐盐岩地层是喀斯特地貌和溶洞发育的物质基础。燕山运动是该地区又一次重要的褶皱造山运动使白垩纪以前的地层普遍上升成陆，脱离长达数亿年的海相沉积环境并伴有强烈的褶皱和断裂。双河地区有黄鱼江复背斜和土坪复向斜，黄鱼江复背斜总体为北北东向，褶皱开阔地层缓倾，倾角小于20°，因受华夏系强烈干扰次一级褶皱发生剧烈扭动方向杂乱。土坪复向斜总体沿北东10°方向延伸，岩层倾角大小不一为40°～70°，轴部近于陡立。由于受新华夏系构造的强烈影响断层展布方向多为北东向，构造线方向和派生的次生断裂控制着地貌和喀斯特的发育。如公坪断层为“入”字型走向纵断层，走向南北和北北东断裂长度近30km，倾向60°，双河地区未见大断裂发育但分布着低级别的断裂，这些断裂断距较小而断层倾角较大，如双河田家沟小断裂断层面倾向北西倾角80°断层上盘上升约0.1m为逆冲断层切穿整个山体。在双河草纸坝公路旁可见一倾角70°，倾向南东140°的断层带宽约4m，为一压性断层。节理是控制洞系发育和展布的重要构造形迹，节理方向多为北东和北西以北西向最为发育，节理密度1.2～8条/m，两组节理多呈“X”交叉，这些共轭节理控制着地下地表河系的延伸方向及洞腔的发育和洞石沉积。上述地质构造背景深刻地影响到地理环境的变化和喀斯特作用过程。中生代末至第四纪以来气候由温暖湿润逐渐过渡到温凉和冷暖交替，尤其是第四纪以来（200万年）的喜马拉雅构造运动使这一地区受到强烈影响，表现为多次间歇性抬升，在强烈上升阶段外力作用活跃河流下蚀作用和喀斯特作用过程加剧出现多层多期的喀斯特山地峡谷地貌和溶洞系统。区域内明显可见到多级地貌夷平面并表现出不同的地貌特点，如海拔1300～1500m的金钟山地区残留有大娄山期高原面，海拔900～1300m的山盆期夷平面出现齐平的喀斯特峰丛和溶蚀谷地发育有众多的水平溶洞，直到峡谷期（乌江期）海拔降至900m以下至600m左右。新构造上升强烈水动力活跃地表切割加剧形成幽深峡谷，地表水流向纵深形成复杂的水文网和暗河系统，双河地区复杂多层多支的溶洞系统无不与这一特殊的地质地貌演化背景有关，随处可见地貌环境演变的踪迹。2.2洞系的空间展布特征双河洞系的形成过程十分复杂，具有树枝网格状的平面展布和多层垂直分布格局。洞系的发育与池武溪上游地下河系的演变与特殊的地质地貌背景有关。大约在更新世之前双河地区主要存在三条较大河流，流向北东和南东经长期侵蚀表现为以金钟山为代表的海拔高度大约在1300～1500m的夷平面。之后继而历经长期的侵蚀和溶蚀作用加上地壳大幅度抬升，下蚀作用加剧，喀斯特发育形成多处竖井和落水洞，三条古河流潜入地下形成三条地下河系：一为石膏洞地下河，沿龙塘子—杉林洞—石膏洞—罗教洞的方向流去在桂花村附近汇入池武池；另一条为麻黄洞地下河，主要沿红罩子洞上层洞—麻黄洞上层洞方向亦汇入池武溪；第三条为皮硝洞上层洞古地下河，石膏晶洞为最大的一条支洞沿何教——埃沟方向流入池武溪。这一时期地势起伏增大地表沟谷发育，海拔大约在800～1000m的高度。大约在20万年前的晚更新世晚期地壳继续抬升，地表及地下河不断下切，杉林洞、石膏洞、罗教洞、皮硝洞、红罩子洞及麻黄洞上层洞均上升为旱洞，是洞内化学沉积的重要时期地下河由阴河洞流出最后汇入池武溪。受地壳抬升的石膏洞古地下河由于洞顶崩塌而形成罗教洞、石膏洞和杉林洞三个分离洞腔大约在海拔650～780m高度。随着区域地质地貌环境的演变，地表地下河系历经多次改道逐渐形成一个复杂的水文网，独立的三条地下河由此发生水动力联系相互连通形成网络状的地下河系统，通过实地考察和连通试验证实：一条为龙塘子地下河系，其干流沿龙塘子水洞—罗教洞—双河水洞—杉林洞下层洞至桂花村附近流出地表汇入池武溪，其部分河段地下河顶板崩塌而形成十分壮观的竖井或天窗如龙塘子、团碓窝，红罩子下层洞、麻黄洞、罗教洞等为其支洞。另一条为皮硝洞下层洞阴河洞——山王洞下层洞在桂花村流入池武溪，大风洞下层洞为其主要支洞。（附：双河洞系已探洞穴分布图）2.3洞系发育的主要地层和溶蚀作用机制2.3.1广泛分布的早古生代以白云岩为主的地层双河洞系发育的主要物质基础是早古生代中上寒武统娄山关群与下奥陶统桐梓组的地层，岩性为台地蒸发相的白云岩和白云质灰岩，洞腔发育与地层的结构与组分密切相关，以大娄山群地层发育最好，因普遍含有膏盐，时代古老质地坚脆，产状平缓（倾角6°～12°）节理裂隙发育洞穴率高。中上寒武娄山关群（∈2-31s）地层厚达725～790m，按岩性可分三段：第三段浅灰色厚层及中厚层含燧石结核细晶白云岩为主，局部夹白云质灰岩，底部有碎屑状白云岩，同生角砾状白云岩或鲕状、变鲕状白云岩；第二段浅灰色厚层及中厚层微细晶白云岩为主含硅质白云岩，下部以薄层微细粒白云岩为主，底部有1～5m石英砂岩、钙质石英砂岩、白云质石英砂岩及薄层微粒白云岩；第一段灰色中厚层夹薄层微至细粒白云岩，下部以薄层微粒白云岩为主，底部有1～5m石英砂岩、钙质石英砂岩、白云质石英砂岩及薄层细粒白云岩。下奥陶统桐梓组地层（O1t）为台地相沉积与下伏寒武系整合接触主要为深灰、灰黑色中厚层白云质灰岩和白云岩常夹深灰色灰岩及生物碎屑灰岩，地层厚181～225m。2.3.2 高强度的溶蚀作用过程据分析；娄山关群泥粉晶白云岩的化学成分：CaO29.61%、MgO18.96%、SiO29.34、R2O21.87%、CaO/MgO1.53。桐梓组粉晶白云岩化学成分：CaO37.92、MgO12.80、SiO27.51、CaO/MgO2.96。根据有关碳酸盐溶蚀强度的研究指出：碳酸盐中的白云岩百分比含量与比溶蚀度之间为线性关系相关系数（r）等于0.173，总的变化趋势是比溶蚀度随岩石中镁含量的增加而降低，钙镁比值大于4时比溶蚀度较高，钙镁比值小于4时平均比溶蚀度在0.05～0.63之间，其中纯白云岩的比溶蚀度在为0.50、灰质白云岩在0.60～0.68之间。双河地区以白云岩为主的地层都表现出一种高强度作用过程主要原因与它所处的特殊地质环境有关。除双河地区地层构造裂隙十分发育、新构造上升强度大、地表水和地下水交替循环迅速外，更重要的是白云岩地层中含有石膏层和含有SO42-水溶液同离子效应，碳酸镁在含SO42-的地下水中溶解度相当高，由于它的溶解使水中的ca2+几乎全部析出。双河地区有较多的富含SO42-的地下水通过承压向上运移，与岩体中CaSO42H2O交替后水中SO42-含量会迅速增加，CaSO4·2H2O交代石灰岩的过程中因膨胀及重力崩落使洞腔不变扩大。碳酸钙的溶蚀作用过程如下：CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO-3）2CaCO3+H2SO2+2H2O=CaSO4·2H2O+H-+HCO-32.4丰富多姿的石膏及碳酸盐沉积形态石膏晶洞为双河洞系的一支洞，洞中有近30000m2的琳琅满目形态各异的石膏晶花，如：燕尾状石膏、石膏石柱、石膏石帐。贝壳状石膏及纤维状、针状、絮状石膏晶簇，走进石膏晶洞就像到了一个神奇的水晶宫殿，如此发育完美而又保存较好的石膏晶洞在国内外十分少见。在洞中不仅可见到石膏的沉积过程，而且可见到在石膏渗与下的造洞作用。由岩层面或节理面渗出的石膏在结晶过程中产生巨大的膨胀力，导致岩层破碎、挤压、崩落促进洞腔的发育。双河洞系中许多洞腔具有特殊的水化学环境碳酸盐的沉积形态丰富多彩。最具特色的是称之为“水晶宫”的山王洞。在长400m的洞腔内集中分布有洁白透明的各类钟乳石、石笋、石柱，各类小球状石花及造型完美的水盆沉积形态。最为珍奇的是洞中的卷曲石密集丛生布满洞顶洞壁及钟乳石表面，卷曲石形成只有在封闭、静风、气压场变化不大相对湿度在95%以上蒸发微弱的环境下方解石结晶不受气流扰动的环境中形成的。小球状碳酸盐沉积形态分布十分普遍，有：石花、石珊瑚、石葡萄。石蘑菇及穴珠等。其形成过程是因碳酸钙沉积物表面渗出的毛细水或凝结水通过毛细作用自由扩散而成的。水盆沉积是碳酸盐沉积的又一特色。如山王洞、罗教洞水盆中方解石晶簇及浮在水面上的石荷叶，在水面附近因CO2的逃逸碳酸钙沉积作用在气液界面上运行，在水盆中还有无以数计的大小不等的穴珠和石球。在石膏洞中最为壮观的长达400多米由边石坝围成的“水平梯田”称“千丘浜”。密集丛生规模宏大的钟乳石、石笋和石柱集中分布在大风洞、罗教洞和杉林洞中，有的石柱高10～20m直径大的达80～100cm称擎天柱极具观赏价值。转自：