洞穴相关知识
根据洞穴的定义,洞穴实际上由洞穴空间(洞腔)及围绕其四周的岩体(围岩) 两部分构成。
洞穴有很多种类型,按其所形成的围岩性质分,有:
1) 碳酸盐岩洞,由岩溶作用形成,在中国分布最广,数量最多, 规模最大;
2) 石膏洞,洞体一般规模不大,分布远不如碳酸盐岩洞普遍;
3) 砾岩洞,形成于钙质胶结的砾岩中,在中国数量很少,一般长度不大;
4) 玄武岩洞,由火山活动喷发出来的岩浆在流动过程中经差异冷却而成,主要分 布在中国东北及海南火山喷发区;
5) 砂岩洞,由差异风化作用而成;
6) 冰川洞。
按形成洞穴的主要地质作用来分,有:
1) 岩溶洞穴;
2) 非岩溶洞穴。
按洞穴与围岩形成先后分,有:
1) 原生洞,洞穴与围岩同时形成,如熔岩洞、岩堆洞、礁洞、灰华洞;
2) 次生洞,洞穴形成于围岩之后,自然界大多数洞穴均属于此类,如岩溶洞穴、 构造洞、风化洞、海蚀洞等。
按洞穴大小分,有:
1) 单一洞穴;
2) 洞穴系统。
按洞穴水文特征分,有:
1) 干洞,即渗流带(包气带)洞穴(vadose cave);
2) 水洞,包括地下水面洞(water table cave)和潜流带洞穴(phreatic cave)。
按洞穴形态特征分,有:
1) 垂向洞穴;
2) 横向洞穴。
我们在此讲述的,主要是在中国南方岩溶地区普遍发育与广为分布的岩溶洞穴,英语叫做Karst Caves。
2、岩溶洞穴形成的几个基本条件
岩溶洞穴的形成与发展实际上是一种极其复杂的化学溶蚀,机械侵蚀和崩塌过程。洞穴学认为,一个岩溶洞穴的形成必须要满足以下四个基本条件:
1) 可溶性岩石;
2) 可溶岩能提供水渗透和运移空间;
3) 具有溶蚀能力的水流;
4) 水流必须具有流动性。
无容置疑,岩溶洞穴只能发育在可溶岩体中,如石灰岩、白云岩、石膏等;其次,可溶岩必须具有能提供水流运移的空间,如裂隙,节理,层面,空隙等。同时,如果运移在可溶岩体中的水流是饱和的而不再具有溶蚀能力,其也无法进 一步溶蚀岩石扩大其原始空间;此外,如若水流静止不动,其亦不能将水中溶蚀 掉的岩石成分带走,又怎能扩大岩体中的次生溶蚀空间?因此,要有物质与能量 输入输出的持续性活动。这四个基本条件必须同时满足,缺一不可。当水流从空 气,土壤,植被,岩石中获得具有溶蚀能力的碳酸或其它无机酸、有机酸通过可 溶岩体中的上述空间时,即产生溶蚀扩大作用;水流量及流速又在这些溶蚀扩大 了的缝隙中集中、增加,形成差异溶蚀;最后将其扩大形成超过人体大小的自然 地下空间--洞穴。