<概述>
在峨眉山地區(qū)存在大量的天然大型洞穴,有的是由于地球內(nèi)力作用(如地震、火山運(yùn)動等構(gòu)造運(yùn)動)而形成的一個空間;有的則是由外動力地質(zhì)作用(如地下水的剝蝕、溶蝕作用)而形成的空間。
他們的發(fā)育機(jī)制存在極大的差異,前者受構(gòu)造運(yùn)動的劇烈程度以及該地層周圍的地質(zhì)環(huán)境影響,;而后者主要與巖石本身的特性以及外動力地質(zhì)作用持續(xù)的時間長度有關(guān)。
由外動力地質(zhì)作用(地下水)的溶蝕而形成的洞穴,我們將其稱為溶洞。溶洞的發(fā)育就主要由于巖溶作用。
<正文>
一般而言,地下水缺乏對巖石的機(jī)械剝蝕能力,但地下水的補(bǔ)給很大一部分來源于地表水。地表水中含有數(shù)量相當(dāng)豐富的CO2,有的還溶有HCI和H2SO4等酸性物質(zhì),因而是一種很好的較強(qiáng)的溶劑,尤其是是對可溶性巖石的分解作用尤為突出。地下水對可溶性巖石的溶蝕作用和改造過程稱為卡斯特作用。在峨眉山地區(qū)的喀斯特容貌有:
溶溝和石芽溶溝是可溶性巖石表面上的溝槽,是地表水沿巖層的表面對巖石進(jìn)行的機(jī)械沖刷作用的結(jié)果。其寬度和深度一般由數(shù)厘米到數(shù)米之間,在溝槽中凸起的石脊稱為石芽。如在二峨山紫蘭洞內(nèi)發(fā)育的溶溝和石芽兩者的規(guī)模和數(shù)量并不強(qiáng)大。
落水洞地表水沿近于垂直的裂隙向下溶蝕而成的直立或者傾斜的洞穴,其下往往接地下河或者溶洞,落水洞一般深10米或數(shù)10米。如在二峨山中殿山頂部形成的落水洞,就是由于地表水沿垂直的裂隙向下溶蝕而形成的直立溶洞,也是一個巨大的落水洞,也稱天坑。
溶洞地下水沿可溶性巖層的層面和裂隙進(jìn)行溶蝕而形成的具有一定規(guī)模的洞穴,在地下水垂直滲透地帶發(fā)育的溶洞以直立或者傾斜為主,在水平流動地帶則多發(fā)于水平溶洞。在二峨山方坎坡一帶的紫蘭洞于豬肝洞均為水平發(fā)育。如地殼的上升運(yùn)動之后水平流動帶隨之下降,地下潛水面也隨之下降,早先的溶蝕地層不再受到溶蝕,而完整的保留下來形成一個干枯的溶洞。紫蘭洞的形成也正是由于地殼的抬升運(yùn)動。
若地殼在一段時間內(nèi)間歇性上升,就可以造成多級溶洞,在一定程度上溶洞的級數(shù)及高程可于附近地區(qū)的接地形成一一對應(yīng)關(guān)系。
以二峨山為例,剖析溶洞的形成于巖溶作用的關(guān)系
要發(fā)育大型溶洞必須要具備一系列的地質(zhì)條件,發(fā)育地帶的巖層必須為可溶性巖層,并且要由較長時期的地下水溶蝕作用。紫蘭洞附近的巖層為灰質(zhì)白云巖,是碳酸鹽巖中較好的可溶性巖石,其地下水的主要來源為大氣降水形成的地表水,富含二氧化碳等酸性物質(zhì)。在紫蘭洞的發(fā)育中具備了重要的地質(zhì)基礎(chǔ)條件。
地下水對巖石的溶蝕作用除了受到巖石本身的巖性的影響以外,海域巖層的空隙以及巖石的透水性有關(guān)。
(1)巖石的空隙主要包括:
A孔隙構(gòu)成巖石的顆粒之間的空隙,是某一沉積物或巖石中孔隙體積所占的比例。
B洞穴或溶洞可溶性巖石被溶蝕后形成的干洞。
C裂隙即巖石受到不均衡外力作用時產(chǎn)生的破裂口形成的裂縫。
(2)巖石的透水性指在一定的壓力條件下,巖石能使水通過的能力,在孔隙性聯(lián)通的情況下,決定巖石透水性的主導(dǎo)因素就是空隙的大小。如果巖石空隙細(xì)微,其空隙數(shù)量雖多,水卻難以或者根本無法通過。這種巖石稱為費(fèi)透水性巖石或者說是隔水層。如淤泥和粘土沉積形成的沉積巖。在油氣上都只能做蓋層而不能用作儲層。如果巖石的空隙粗大且相互連通,水能自由通過則稱此層為透水層。如果其中飽含了地下水則稱為含水層。
紫蘭洞附近的灰質(zhì)白云巖除本身容易受到溶蝕以外,其巖石顆粒本身較粗,孔隙度較大并且可能具有一定數(shù)量的巖石裂峰。在地下水不斷的溶蝕作用下溶蝕而形成的孔洞不斷擴(kuò)大,極大的增強(qiáng)了巖石的空隙度。也決定了巖石的透水性。地下水順著空隙和裂縫與巖溶作用形成的溶洞對巖石進(jìn)行多方位的溶蝕,是已有的溶洞不斷擴(kuò)大裂縫也逐漸增大。直至無法抵抗重力作用而垮塌形成塌積物。形成了大型的溶洞。在較長的地質(zhì)穩(wěn)定時期地下水的潛水面基本不變,在較長時期的溶蝕作用下,發(fā)育出較大規(guī)模的天然溶洞。紫蘭洞的發(fā)育就是在較長穩(wěn)定時期的發(fā)育結(jié)果,后又在地殼的抬升作用下潛水面下降缺乏了地下水的剝蝕能力而形成了一個干洞。
綜上所述,峨眉山地區(qū)的大型洞穴的發(fā)育主要與巖溶作用有關(guān)。