铜仁九龙洞石柱奇观。铜仁九龙洞石柱奇观。
陈明华在讲解溶洞内石幔景观的形成。陈明华在讲解溶洞内石幔景观的形成。

  在贵州的地下,奇特溶洞可多了,被称为世界喀斯特地质博物馆! 西部的织金洞、中部的多缤洞、东部的九龙洞、北部的双河洞……溶洞内的各种奇观争奇斗艳,五彩缤纷。然而,溶洞内的石钟乳、石笋、石柱、石瀑、石幔是如何形成的?很多人都只知其然而不知其所以然。近日,贵州旅游地学研究院、贵州地矿103地质队相关专家,在铜仁市以九龙洞溶洞为例,向都市新闻记者详细讲解了贵州溶洞内“花花世界”的那些事。

  何为“喀斯特”地貌?

  首先要科普的是何为“喀斯特”地貌?在铜仁市九龙洞溶洞门口,贵州地矿103地质队副队长吴桂武向记者讲述了地质演变痕迹及形成历程。

  “‘喀斯特’指水对可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏、岩盐等)进行以化学溶蚀作用为主,流水的冲蚀、侵蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用,在中国我们常称其为岩溶地貌。在世界主要喀斯特地区中,中国的喀斯特地貌分布广泛,类型之多,为世界罕见。”吴桂武说。

  据吴桂武介绍,全国各省区均有分布,尤以桂、黔、滇东部地区分布最密集,是世界上最大的喀斯特地区之一。喀斯特地貌依据其发育动力条件及空间位置不同,分为地表型、过渡型和地下型三种。

  地表型喀斯特地貌主要有峰林峰丛、洼地、石林、钙华等;过渡型喀斯特地貌主要有天坑、天窗、天生桥、竖井等;地下型喀斯特地貌主要有溶洞、暗河、石钟乳等。织金洞、多缤洞、九龙洞、双河洞等都是典型的地下喀斯特地貌,是地下喀斯特地质的博物馆。

  可溶性岩石是怎样形成的?

  据贵州旅游地学研究院院长、贵州省地矿局旅游地学专家组副组长陈明华介绍,在距今约5.7亿年的早寒武世,气候转暖,区域性冰川消融导致海进,海平面显著上升,发生了大规模的海侵,在早期的潜水陆棚,沉积了一套以杷榔组为代表的远陆泥质建造,形成了杷榔组粘土岩;中晚期,该区域形成了一个由浅滩的迅速加积和推进而变陡的缓坡,演变出了潮坪、浅滩、灰泥丘等几个子单元。

  “具体到九龙洞来说,其洞周缘沉积了以寒武系杷榔组碳质粘土岩、乌训组灰岩、敖溪组白云岩或白云质灰岩为主的一套台地及台缘斜坡岩石沉积组合;灰岩及白云岩为可溶性岩石,就是这可溶性碳酸盐岩石,为溶洞的形成提供了岩石基础。”陈明华说。

  溶洞是怎样形成的?

  据陈明华介绍,在碳酸盐岩石形成之后的漫长地质时期中,岩层经受了各地地质构造及地质营力作用,岩石在挤压或拉伸过程中,形成节理裂隙或小型断裂构造,为具有溶蚀能力的水流提供了流动的路径,从而使水流能不断地扩大这些通道而形成现今的洞穴。

  地壳在新构造作用下不断隆起上升,导致排泄基准面的下降,由于排泄基准面下降而形成具有一定厚度的包气带,促使竖向通道的形成。而地壳抬升过程中的相对稳定,导致地下暗河在某一空间位置的强烈溶蚀与侵蚀作用,形成具有一定规模的大致近水平延展的地下河型洞道。

  “随着地壳进一步抬升及河流的下切,形成于溶洞的地下水水流再不断向更深处下潜,位于其较上部的一部分洞体离开地下水位而成为旱洞,平时不再充水,下部分洞体低于地下水位则充水形成水洞,这就是贵州很多溶洞上层为旱洞,下层为水洞的由来。”陈明华说。

  溶洞“花花世界”是如何形成的?

  无论在织金洞、多缤洞,还是在九龙洞、双河洞,都能看见大大小小各具特色的溶洞厅,那溶洞厅又是如何形成的?

  陈明华以九龙洞为例进行解释:“九龙洞发育位置的岩石较为平缓,在溶洞形成后由于流水洞顶沿裂隙不断侵蚀和溶蚀,顶部裂隙不断扩大,使得洞顶岩石在重力作用下崩落,从而形成了九龙洞洞内的各个大厅。游客在洞厅内随处可见的乱石,就是在重力作用下崩落的堆积物。另外,在九龙洞洞厅顶部,还可看见波浪一样的痕迹,说明九龙洞是古地下河的出口,当时流水的冲刷及溶蚀才形成了波痕。”

  在贵州这块土地的地表下,珍藏着不少溶洞奇观,石钟乳、石笋、石柱、石瀑、石花、石幔等等,构成了贵州地下溶洞奇观。

  这些“花花世界”又是如何形成的?陈明华说,在地下水沿着石灰岩的孔隙和裂隙流动时,岩石中的钙就会被水分解,并随水流走,当水进入洞穴时,压力降低和温度升高,水中CO2逸出,CaCO3沉淀下来,于是就形成了石钟乳、石笋、石柱、石瀑布、石幔、泉华等堆积物,溶洞中的“花花世界”就这样形成了。

  通俗地说,一般洞穴形成的沉积物可分三类,从洞顶往下生长并悬挂于洞顶的次生碳酸钙沉积物叫“石钟乳”;由洞顶岩石裂隙的水滴落到洞底后,滴水或滴水飞溅导致碳酸沉积由地上往洞顶生长的叫“石笋”;当“石钟乳”与“石笋”生长相连后,一般称为“石柱”。(都市新闻记者贾华 摄影报道)