重庆芙蓉洞崩塌作用及其环境效应

利用洞穴调查和各类次生化学沉积物同位素测年技术等方法,对芙蓉洞内崩塌物进行研究。结果表明芙蓉洞内崩塌物规模巨大,为多期次崩塌作用的产物,分别形成于大于35万年、35～20万年间、10～2.6万年间、2.5万年后及旅游开放后的1995、2000、2003、2008年,既有洞顶围岩的规模性崩塌,也有洞顶石钟乳的崩落和洞底石笋、石柱的倒塌,分别起因于地壳抬升背景下洞内水流下切使原先浮力消失引起洞顶围岩地应力失衡、洞顶石钟乳不断联合使重量超过联合体-洞顶围岩接触面的临界结合力和洞底石笋、石柱受崩落的钟乳石砸中或强地震引发。崩塌作用引起了洞腔的规模性扩大、钟乳石景观和旅游设施的破坏、被迫改变游览线路等环境效应。针对芙蓉洞崩塌特点,提出了洞穴旅游开发的一些建议。      

甘肃南部又发现一处天然大溶洞--黄爷洞

黄爷洞（33°05′N,105°00′E）位于甘肃省陇南市武都县安化镇马家沟村东北2km处,洞口海拔约1650m。初步探测洞长约2000m,洞穴顶板覆盖层厚约150m。洞穴发育受到山体EW向断裂控制,洞身整体为EW走向。洞内宽约1～9m,一般在2～3m之间;洞内高约0.5～10.0m,一般在3～5m之间。该洞是继武都万象洞^[1,2]之后发现的又一大型溶洞。洞内有各种类型的次生碳酸盐沉积物发育,主要有石笋、石钟乳、壁流石和石柱等,并且洞内流水和滴水充足,使得石灰岩被侵蚀成石槽、石窝等各种形状（图1）。根据考察,黄爷洞的石笋大部分乳白色,生长连续,提取的石笋气候信息将是研究万象洞石笋的有效补充。     

石灰岩洞穴中文化层盖板的成因新见

石灰岩洞穴中文化层上面的石灰华堆积,在考古学中称为盖板,在岩溶学中称为钙华板。关于洞穴文化层盖板的成因,过去往往认为是洞内滴水作用形成,并认为水的来源系洞穴顶板和洞壁的渗透水,属纯化学沉积的产物。因而把它划归于滴水石类。作者在研究广西桂林甑皮岩洞穴遗址出士的石器和石料时,发现该洞穴中文化层盖板并非滴水成因。现将观察和研究结果简要报导如下:     

东亚南部中更新世冰期中的古人类与动物群——评“盘县大洞——贵州旧石器初期遗址综合研究”一书

正贵州盘县大洞遗址的旧石器发现于1990年,从发掘到各项国际合作研究已经进行了20余年。就目前开展的工作,确认文化层堆积厚度约为3m,出土了大量石制品、可鉴定动物化石43种、4枚古人类牙齿化石以及用火证据等人类活动遗迹。研究表明大洞遗址的时代为中更新世晚期,相当于旧石器初期的最后阶段,其时间跨度大约从距今30万年至距今13万年。大洞遗址的重要考古研究价值使其被评为1993年全国十大考古发现并在1996年列入全国重点文物保护     

桂林市冠岩危岩发育特征与防治对策

冠岩是我国著名的旅游洞穴,以洞内观光电梯、小火车、地下河构成的"水陆空"游览为特色,每年接待游客40余万人。洞内地形复杂,岩体多被裂隙切割成孤立的岩块,化石性钟乳石发育,其开发过程中建设了大量人为工程。近年来,冠岩发生了几起危岩崩塌事故。经调查,目前洞内对旅游线路构成威胁的危岩计70块(段)。研究发现,洞顶、洞壁危岩出现的几率近相同,而洞穴大厅出现的几率远大于廊道;天然洞段发生的危岩规模大、数量少,而人工开凿段则表现为数量多、规模小;人为因素诱发的危岩多于自然条件下形成的危岩。提出了以预防、加固为主的危岩防治原则。     

北京石花洞第四纪钟乳石剖面的年代学研究

北京石花洞位于房山花岗岩体边缘向形带的东北扬起端,与北京猿人遗址南北相望。地层为460Ma前形成的中奥陶统马家沟组石灰岩,洞穴大形态从25Ma前的上新世开始形成,洞内钟乳石从0.37Ma前的中更新世开始形成。在中国岩溶洞穴中,北京石花洞的层数最多,洞穴钟乳石种类齐全,裂隙渗透水沉积的石盾多、体积大,滴水沉积的石笋叠置关系明显,池水沉积的月奶石发育好,全新世石笋微层理发育清晰。该洞的大形态反映了北京西山新构造运动的期次,可以同华北地文期和永定河阶地对比,洞内钟乳石记录了中更新世以来北京西山古环境的变化,可以建立第四纪剖面,与周口店洞穴群碎屑沉积物剖面进行对比。钙板的铀系年龄为334.99～366.74ka,可定名钙板组。粗犷石笋的铀系年龄为169～235ka,粗犷石笋的电子自旋共振年龄为130～518ka,为中更新世沉积,可定名云水洞组。杆状石笋的铀系年龄为14.9±2.1～100.3±11.1ka,为晚更新世沉积,可定名石花洞组。在全新世石笋中,微层与微层之间存在厚约1μm的条带状纹线,是划分微层层数的标志,具有微层理的石笋14C年龄为为0.58～2.50ka,AMS14C年龄为为130±100～670±130a,可定名守备支洞组。     

岩溶洞穴中钟乳石类沉积物色泽变化的成因浅析

在溶洞开发利用过程中发现,一些原为晶莹洁白的洞内钟乳石类沉积物逐渐变得色泽暗淡发红或产生其它颜色,失去了原有的亮丽色泽。笔者认为产生这种现象的主要原因是由于洞穴开放程度增高或当地气候等环境条件发生较大变化,增强了洞内空气与洞外大气的循环交替,洞内空气中氧含量增大,造成渗入洞中水氧化还原条件发生较大变化,致使铁、锰等金属化合物在钟乳石类沉积物中沉积所致。此外,泥质、有机质以及其它金属矿物等在钟乳石类沉积物表面的沉积或附着,也是促使颜色变化的另一原因。      

福建天然洞穴的主要类型及其特征

本文将福建天然洞穴划分为石灰岩溶洞、火山岩构造— 差异风化洞、花岗岩崩塌堆叠洞、红层层(节)理洞和沿海的海蚀洞等主要类型,并讨论了各类洞穴的基本特征。      

南京汤山葫芦洞地质雷达勘探洞穴堆积研究

通过对南京汤山葫芦洞内部东侧地质雷达勘探资料的分析,根据经验值计算,东部洞穴基岩埋深在10m左右,可能为水平状的红色岩系。特殊的地质基础导致葫芦洞成为汤山地区已知规模最大的洞穴。其上的洞穴埋藏堆积可以分为上、中、下三个角砾层,可能反映了该洞穴曾经历过三次较大的崩塌堆积过程。上角砾层可能含有动物化石,是今后古人类考古值得关注的堆积层。     

第四纪岩溶洞穴堆积与古人类活动

在人类发展过程中,石灰岩洞穴往往为古人类提供了居住条件。在我国北方和南方许多石灰岩溶洞内,不仅发现大量的哺乳类化石,并且有些成为重要的文化遗址,如著名的北京周口店第一地点洞穴的北京猿人遗址等。在地层上,一些洞穴在山区可以成为易存第四纪堆积物的场所,厚度可以达到数十米;甚至数米厚的堆积层中也能记录着第四纪古环境的重要变化。     

湖南省攸县白龙洞洞穴特征及游览路线设计特色

白龙洞位于湖南省攸县漕泊乡, 发育于石炭系白云质灰岩中, 洞体宽大幽深, 洞中有洞, 钟乳石千姿百态, 被誉为“ 湘东旅游第一洞” 。洞穴全长1086 .8m, 纵向最大高差48.1m , 洞道宽度1 ～15m , 高度3 ～12m , 洞底总面积7830m2 。依据亲近自然、以人为本的原则, 白龙洞开发设计的核心是通过游览环线降低坡度和通过桥梁将垂向陡坎的上层通道相连, 构成上下立体交叉的游览网络, 方便游人, 同时降低投资成本。在环线游览道上设计歇憩点, 以缓解洞穴游览带来的疲劳, 从而提高游览情趣。      

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639 m,洞底投影面积为37 096 m2,洞底高差为172 m,洞内最高点海拔约为265 m,最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2) 石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m;(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。      

鄂西高坪龙骨洞地层形成环境的研究

鄂西龙骨洞保存有早更新世早期的地层,并产早期人类化石和巨猿化石以及石器。通过对这套地层的形成环境的研究表明:沉积物形成于水动力条件较弱的暗河环境,期间发生过几次水体干涸事件,形成钙板层。根据沉积环境的特点,龙骨洞的地层可划分为4部分:第一部分是剖面的底部,在洞穴沉积物的形成初期,沉积物粒度较粗,形成水动力较强的暗河环境;第二部分是钙板层或强钙质胶结层的形成,表明洞穴处于干涸或水很少的环境;第三部分是地层的主体部分,以粘土和亚粘土为主,形成于弱水流的暗河环境,化石主要产自这部分;第四部分是剖面的顶部,为钙板层,洞穴干涸。洞中的化石和石器部分是被水流带入洞中沉积形成的,部分为人类和巨猿在洞中生存时留下的。     

云南省华坪葫芦洞洞穴景观与旅游开发

葫芦洞发育于震旦系上统白云质灰岩、灰质白云岩中。洞穴长1200m ,其中主洞长约800m ,洞宽2～30m , 高2～20m 。洞道由四个洞厅、一个岩溶湖和二段峡谷状洞道组成,呈北东、北北东或近南北向展布。洞穴的发育明显受北东、北北东或近南北的断裂、裂隙构造和碳酸盐岩层面控制。洞口海拔高程约1600m,洞穴顶板覆盖厚度80～100m。洞穴内碳酸盐次生化学沉积物极其发育,其形态各异,构成千姿百态、绚丽多彩、玲珑剔透的景观特色。洞穴沉积物不仅具有旅游开发价值,而且蕴含了丰富的古气候环境信息。      

湖北清江和尚洞洞穴温度对气候变化的响应

对湖北清江流域和尚洞内、洞外气温进行同步高频监测,发现洞穴温度响应洞外气温的变化,但由于受到洞穴的“缓冲作用” ,由外及里的温度变化幅度变小,时间滞后,且响应的快慢具有明显的季节性。2003- 2008年度监测的数据统计表明,在150m 洞深处,洞内日温度的变化幅度仅0. 2℃ ,明显低于洞外气温变化幅度( 6. 9℃ ) ;同样,洞内夏、冬季节温差变化( 6. 9℃ )也小于洞外( 31. 8℃ )。比较洞内外温度的时间序列,发现日尺度上,洞内气温滞后洞外0～ 2小时,而在季节尺度上则滞后10～ 40天,其中降温阶段滞后小,升温阶段滞后大。此外,一年四季中,洞内温度对外界气温变化的响应呈现慢( 2- 4月)→快( 5- 7月)→较快( 8- 10月)→较慢( 11- 1月)的特点,可能与不同季节下洞穴“缓冲作用”的强弱变化有关。      

南京三台溶洞地貌形成与长江古水面关系初探

据洞穴分布位置与形态分析,南京幕府山临长江一侧水平发育的三大溶洞(头台洞、二台洞和三台洞)及附近不同高程洞穴均为短浅的袋状脚洞,系由长江侧蚀山壁而形成,不具排水功能.同时于山壁发现大量不同于基岩的钙板-角砾混杂堆积,由此推测长江在南京幕府山一段活动历史久远,相应有不同时代的洞穴发育:老一代洞穴是具有排水功能的地下管道,但已经崩塌并为大量钙板充填;而崩塌角砾和钙板组成的混杂岩在一些地貌部位构成了新一代洞穴的围岩.对钙板做铀系定年确认,已消亡洞穴的年代至少老于40～50万年;高位脚洞很可能也老于这个年代,而低位脚洞经长江水流长期侵蚀改造直至最近历史时期.     

黄河上游官亭盆地红粘土层成因机制再探讨

位于官亭盆地的喇家史前灾难遗址被毁原因是近年来人们争论的焦点.笔者在野外调查和实验测试分析的基础上,对官亭盆地二级阶地上沉积的红色粘土层来源、成因机制进行了再探讨,揭示了山洪泥石流对官亭盆地喇家遗址的影响,以期为山间盆地区居民正确制定防灾减灾措施提供地质依据.主要取得了以下认识:1)官亭盆地剖面2.45m厚的红色粘土层其粒度特征以第二组分为优势组分,其中值粒径为9～11μm;磁化率值主要分布在20×10-8～40×1O-8 m3/kg之间;2)该红色粘土层与积石峡峡谷区的湖相地层在发育年龄、颜色、粒度、磁化率、土体质地结构等方面具有明显区别,反映了二者不同的成因机制,红色粘土层与积石峡堰塞湖溃决无关;3)官亭盆地北侧由于地震等作用形成的山体古崩塌、古滑坡和第三系松散粘土物质被强降水近距离冲刷搬运堆积在山前坡地,遗址毁灭的洪水来自北侧岗沟等沟谷,而非黄河泛滥的洪水;4)官亭盆地红粘土的成因可能是:地震诱发滑坡、崩塌,同时造成山体疏松,在暴雨或持续降水作用下,滑坡崩塌堆积物和山体松散物质被洪水沿沟谷携带到沟口及地势较低的黄河二级阶地沉积,地震后发生的山洪泥石流灾害造成了喇家遗址的彻底毁灭.     

张家界风景区发现奇洞——虎穴

最近,几位敢于涉险的游客,在张家界风景区内发现了令人叫绝的洞穴——虎穴。它座落在大庸市永定区长湾村境内,距大庸市3km。虎穴由6层共90多个溶洞环抱组成,主洞最宽50m,最高100m,全长2000m。在第4层内有一个约100m~2的洞室,中间横卧一蹲长10m、高3m的钟乳石石虎。耐人寻味的是,探洞者竟在这洞内挖掘出3架头颅完好、骨架尚存的老虎遗骸。因此,将新发现的这一奇洞称为“虎穴”。     

周口店田园洞洞穴发育与充填序列探讨

周口店田园洞遗址是2001年新发现的一处重要的更新世晚期古人类遗址。该遗址经过两次发掘,出土了34件古人类化石和大量哺乳动物化石,是中国目前从人类化石本身所测得的最早现代人遗址。田园洞地处华北地台北部的燕山板内(陆内)构造带西南缘,发育于中元古界蓟县系薄层碳酸盐岩地层内。周围褶皱和次级断裂发育,岩脉侵入和片理化作用明显,为地下水的水平和垂直运动提供了大量不同级序和不同形式的通道,提高了岩石的透水性,有利于岩溶的发育。田园洞的形成以岩溶裂隙水垂直渗流方式沿岩脉和节理裂隙溶蚀而成。洞内地层对比和岩石矿物分析显示洞穴经历了洞穴发育期-快速堆积期-稳定沉积期-充填完成期的充填过程。动物化石和古人类化石属原地埋藏,古人类活动于角砾层快速堆积期。田园洞古人类活动的时间处于距今4万年前的晚更新世M IS 3阶段,对探讨中国现代人起源具有重要意义。     

桂林凉风洞洞穴系统垂向碳迁移特征及其影响因素

2017年11月至2018年11月,以桂林毛村凉风洞为研究对象,进行大气环境和洞穴环境野外监测,同时在洞穴上覆土壤30 cm和60 cm处开展试片溶蚀实验,并在洞穴内部进行试片溶蚀和滴水脱气监测,以测定垂向碳迁移主要过程中的CO2浓度和δ13C-CO2值。结果表明:（1）“大气—土壤—洞穴”垂向碳迁移系统能够与洞穴通风一起影响洞穴系统内部的CO2分布模式。洞口通风方向的转变取决于洞内温度与外界温度的差异,少雨的11月中旬到次年3月初通风方向为从洞外到洞内,此时垂向碳迁移能力弱,洞内CO2的分布由洞口通风主导;3月初至9月中旬,洞内外温差逐渐过渡并反转,洞口通风方向为从内向外,且降雨强度大,垂向碳迁移活跃并主导洞内CO2分布;（2）岩溶关键带土壤呼吸的强度决定了垂向碳迁移系统可迁移的碳量,洞内CO2分布的季节性变异本质上是外界环境在垂向碳迁移系统和洞穴模式上的响应;（3）洞穴上覆碳酸盐岩土下溶蚀实验表明土下溶蚀可削弱土壤碳源作用。土壤30 cm和60 cm处碳酸盐岩溶蚀速率分别为:0.48 mol?m-2?a-1和0.96 mol?m-2?a-1,而洞穴第一洞厅监测点的碳酸盐岩脱气速率为49.35 mol?m-2?a-1、第二洞厅内为9.07 mol?m-2?a-1,由垂向碳迁移系统运移到洞穴内部的溶解了土壤CO2的滴水脱气作用显著。