贵州西部的岩溶地貌

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1、第六卷第四期1957年12月中国岩溶CA R SO LO G ICASIN ICA贵州西部的岩溶地貌杨明德张英马交P。Sma rtT。Waltham摘要安顺、水城地区位于贵州高原西部,锥状岩溶非常显著,河流峡谷深切,从高原分水岭区的峰林盆地过 渡到峰林谷 地、峰丛谷地,再到干 流峡 谷区的封闭的峰丛洼地,表现出明显的 分带现象。大多 数 洞穴为潜流成因,有继续发育的洞穴及高层老洞穴 系统,后者显 示了构造上升和地貌回春的较长 发育 史。沿深切三岔河的河流袭夺使地表、地下 的 岩溶地形特征有非常壮观的 发育。锥状岩溶的形态分析揭示 出锥峰坡度比较对称且较少受地质的控制。岩溶 演 化 的关 键性

2、因素是构造上升速率。岩溶地形类型发育序列 的模式 与基面控制、地面剥蚀速度、侧方夷平作用及构造 抬升 有密 切关 系。而简单的地貌动力平衡模式不能充分说明贵州岩溶地貌复杂的变 化。198 5年秋,贵州 师大地理系与英国洞穴研究协会(bCR A)联合考察小组,按“Ch-i nac ave,8 5”探测计划着重对贵州安顺,水城地区及清镇的个别深洞进行了考 察 探测,本文即是联合考察成果之一的节要部分。研究区位于乌江及北盘江的分水岭地带,地势较高,在1300一2 6 0 0m之 间,干流河谷深切成峡谷,岭谷高差常达70 0米以上。年均温1 2。2一14.2,年雨量1 225一1350mm,属亚热带。

3、区内出露地层以石炭、二叠、三叠系的碳酸盐岩 (灰岩及白云岩)为主,间夹厚度不大的碎屑岩,碳酸盐岩分布面积占考察区的8 0%以上,地质构造复杂,水城地区属贵州NW向褶断带,安顺地区为新华夏系NE向复式向斜分布区,第三纪以来多次发生的构造隆起和断裂活动,是控制整个区域地貌发育的主要因素。水城盆地就是一个新生代仍有活动的断陷岩溶盆地。研究区的主要地貌类型除了典型的峰林、峰丛、斗林、落水洞、竖井、岩溶盆地,干谷及盲谷、天生桥、穿洞、伏流、地下河和大量洞穴外,而由正负地形组成的组合 地 貌 类 型一一峰林盆地、峰林谷地、峰丛谷地、峰丛洼地、溶丘注地分布广泛而典型。龙宫地下河流域岩溶地貌及洞穴发育龙宫地下

4、河是这次考查的重点之一,它位于安顺分水岭盆地与王二河之I h J,长3 1km,流域面积约25okm“,出口枯季平均流量48 01/ s,而洪水期可达5 5 0 01/ s,系由东支油菜河及西支阿浪河组成,在漩塘汇合,于龙宫出露后汇于王二河,是一条明暗流相间 的 河 流(图1)。龙宫地下河系的展布严格受地质构造控制,主要呈NE一SW向,大的谷地常沿断裂发育、峰林及峰丛的展布及谷地和伏流的走向和分布基本上都是受NE向断层及NE、NW 二组大型节理的控制。常常常北北姗 林 盆地峰 丛谷地峰丛洼地南南 一一-一一一一。_一_八八、.王二可可 : : :淤。一几二一瓜。2倍一-一 勺八人之 - - -

5、闪喇地面灰岩边 界界Fig.iTheLo ng gongkarstinAnshun,Guizho u工一岩溶地貌类型界线;2一谁顶;8一地表河;4一地 下河(推 断);5一坡立谷或谷地;6一潜入点;7一出露点;8一城镇;9一剖面线;10一在“中国洞穴8 5”一书 中等高线图范围洞穴发育及分布特征:不同地貌部位及地貌类型 区洞穴发育也有各 自的特点“。近峡谷的峰丛洼地区(照片3),因地下水深埋,有效地势大,受多次基面变化 的 影响,常有深洞发育,如联合考察组成员C.布斯罗伊德在清镇辛店近乌江峡谷所探测的一竖井即深达27 5米,这是1985年以前贵州实测的最深竖井,它只是这一带深落水洞中的一个。峰

6、丛洼地 区洞穴另一特点是反映基面下降的形态显著杏、”。潜流或地下水位带形成的 洞穴具多层性 ( 至少有三层 ) 分布在不同的高程上,且可见到潜流或地下水面成因的洞穴受 到渗流改造,有的被渗流峡谷切深达3 0 米以上。已停止发育的早期洞穴廊道,有的被峰丛 中的洼地所截断、形成穿洞,残留于锥峰上,这在安顺及水城地区都有多处。位于镇宁县境属打帮河支流上 的下洞及双洞就是典型代表 ( 图2),双洞即是一个废弃了的高层洞穴廊道,并被塌陷洼地截断,洞内钙质沉积形态丰富多采。而下洞仍为现代活动洞穴,并有深切的渗流槽,潜流形态多被改造消失。所以该洞系既反映出早期的潜流洞道特征,又反映了因打帮河下切“,基面下降

7、所引起的渗流强烈改造特征。(照片4)龙宫地下河系流域内也有许多类似这样的洞穴,而且高层的老洞在不大的垂 直 幅度内第四期杨明德等贵州西部的岩溶地貌峰 丛锥廿岩洛全刃若二姿端早粼流一森一打粉问谷 乙二, 二石刁于 ,一 现活 截卧流0二1001 1图么贵州镇宁双洞剖面 图Fig.2Diagra mmatieprofileof Sl ioang dongin肋en ning,Guiz五o u表现 出上下转折的纵剖面,这说明了洞穴在潜流期发育时充分利用了地下水面以下不深处的倾斜层面及节理或断层,而且由于岩溶含水层裂隙系统发育良好,所以没有发现深度超过5 0米的潜流环。在龙宫地下河系现尚在发育 的洞穴

8、,大都具有潜流性质,但也具有少量渗流形态,那是由地表水注入地下或者地貌回春作用形成的。有的古上升潜流环被渗流峡谷切入。龙宫出口的龙门瀑布( 图3)就是一个在潜流环下方又产生河流袭夺的实例,即原排水口是靠近天池的砂页岩处,它是一个潜流环上升支,由于王二河迅速下切至龙宫洞以下5 5 米,原溯源侵蚀至龙门排水口被废弃,使其通过一个短洞 基基巍奚二二眨眨不界又心大宋!专毒军夕彝彝杯冲交岑家家图3龙宫洞地下袭夺及龙门瀑布剖面图Fig.sExtendedprofilethr oug ht五eL Onggong-dongresurgene eandt五euodergr ou nde aPtu ren owe

9、o ntainingtheLo nggo 红g,ater fall道,从龙门爆布裂点下降。可见,近深切河谷地区的洞穴系统,由于不断适应基面的下降,呈现长期复杂的演化史,它们可能要经历潜流环的截断过程和崩塌及堆积物质的清除过程以及地表河流的向源侵蚀切割过程,这样就使分水岭地区地下水系的演化滞后。分水岭的峰林盆地区,由于地下水埋藏浅(0一20米 ),含水层具有传导性很强的裂隙水,偶见孤立 的潜流大管道,水系由地表水 与短小的穿过峰林的暗河组成,常有岩溶潭、湖出现,表现出岩溶含水层发育成熟的特点。洞穴保存有较好的潜流形态,没有深大竖井、落水洞。因排泄基面下降造成的岩溶回春作用尚未达及,所以分水岭地区

10、也是地下水系滞后发育区。而地表形态仍然受原始基面的控制,处于稳定缓慢的蚀低演化过程中。水城岩溶地区的河流袭夺水城地区总的地面抬升量大,高原海拔达2。o米以上,三岔河切割达50 0米,而河流的袭夺非常普遍,成为地貌演化的一种重要动力。三岔河干流上的袭夺:乌江上游三岔河是区内发 育 完 善 的主干 河流,年 均 流 量 达4 4.9m,/ s,河谷深切成峡谷,有的谷壁直立,明说河底下切与斜坡演化速度之间有明显的差异,三岔河在直线间距不到即公里内两次潜伏,是地下河流截弯取直或袭夺的结果。中国岩溶第六卷 三日,匡三7!三习21 二口8阵到3压至 汪 三日匡互 区口 巫) 巨月已泣 三牛牛牛牛牛牛牛牛牛

11、牛 三日,匡三7 7 7! ! ! ! !三习21 二口8 8 8阵阵阵到3压至至 汪汪汪 三日匡互互 区区区口 巫) ) ) 巨巨巨月已泣 三 图4二岔河 及其支流河流袭夺地貌特征图F1 9.4S huiche ngare a,Showingmajo rfe atu r e:。ftheSa月 eha1一河流;2一洪水河道;Heriv e re ap tur es3一洞 流,4一伏流;弓一潜入点;6一出 露点;7一古洞;8一风口;卜深 切 河谷式峡各;1 0一有冲积物搜盖 的 坡立谷或盆 地;1 一河面高程;1 2一样本区其一,位于水城西北的三岔河天生桥处,发生地下河截弯取直,形成天生桥54

12、0米长的伏流段 ( 图4),在洞的南面,迄今还清楚地遗留下一个马蹄 形千谷,谷地高出三岔河面3 0米,在天生桥上游的耿家坝,仍有部分河水通过落水洞渗入地下以暗河形式流经250 。米后在天生桥下游的仙人洞流出。这可能是一个处于原始状态的大潜流环。其二,在天生桥下游约1 8 公里处,三岔河又潜入三岔河洞,伏流长1 100米(见图4),此洞的渗流峡谷,深7 0 米。其南的大硝洞,为一巨大的潜流隧洞,长80 0米,显然为三岔河昔日所经,现已高出河面15 0一20 0米,这是一个古洞,其中渗流下切的痕迹已被崩塌堆积 和硝石碎块掩埋。三岔河洞上游一段河谷是两岸悬崖绝壁的箱状谷,由地下河塌顶形成 (照片5)

13、,而崩塌过程,现在也还在洞口进行。三岔河支流上的袭夺:底部覆盖着不厚 冲积层 的水城盆地为一断陷盆地,周围由峰林、峰丛 环绕(照片6),三岔河支流响水河在盆地中经过,于东北岩脚寨汇入 三岔河。现高出三岔河约20 0m的岩溶干悬谷,即是河 流发生袭夺后被遗弃的古河道。响水河 的第一次袭夺使响水河在罗家寨落水洞潜入地 下,伏流10。m后从双 洞流出 (见图4),成 为 明流入三岔河。落水前的河道是一季节性千谷,雨季才有水流,这是因为它被上游发生在范家寨的第二次袭夺落水洞 处吸收了全部水量并伏流7k m后 在三岔河 边 的花 渔洞流出,只在洪水时因范家寨落水洞不能全部吞没洪水才沿原干河道排泄部分洪水

14、至罗家寨落水洞。响水河的支流双龙河在陈家寨也发生 了一次地下袭夺,并伏流1 3 0 0m后出露于水城盆地的南缘。在袭夺点 之东,现 还有 一 风口,形如马鞍,其中尚保留有被泥炭覆盖的河相砂砾层,而在风口以东的双水河则是 一条流经断层谷的谷宽而水小的不相称小溪。实则是,早期的双龙河是 通 过风r 1一 直 流入双 水河的,由于被地 下袭夺才使双水 河变为无能河了。双龙河 之所以会发生被袭夺,是由于水城盆地断陷,在陈家寨 形成一穿过灰岩岭脊的合适水力坡降。当然 响水河下游的两 次袭夺,虽然与断裂活动有关,但主要是由于高原的抬升与三岔河的迅速下切而形成。所以构造抬升是岩溶袭夺现象产生的动力因素。锥状

15、形态测量分析水城锥峰运用形态数量分析方法.习对四个样本区的745个锥体进行 了测量,揭示其形态的羞异和演化的方向,第四期杨明德等贵州西部的岩溶地貌四个样本区的地质、地形特征见表1,它们相距很近,气候上无明显差异。表1水城锥状岩溶4个样本区的地质地形特征Tab.1Ge ologie alandphys生calfo atu resof*hefo u 。,amp!。r ea:inShu荃ehe nge onekarst样本区海拔高度 (爪)高出三岔河 (m)地层倾角 坐竺三亘不二止逻竺一翌竺. 二 哩_口0 0仁gC块状灰岩,白云岩夹淮石灰6 0块状灰 岩夹腿石灰岩,白云 质灰岩25.一55.中坝区

16、2 100一220 03IPC灰岩,含缝石条带灰岩、白 云岩25.一70.一 一 一一一l 一_一一一一法区, ” 。一2 , 。 。 T灰 岩及白 云岩2 0口一60.依D.Ba la:s(197 3)按锥底平均直径 与其高度之比的形态分类,表2列出 了4个 样本区的统计材料,多数锥峰的比值在2.0一3.5之间,有三个区以Or ga no s型为主,中坝区则多Sewu型,这可能因为 中坝区灰岩不纯,含隧石结核多,薄层到中厚层岩层占有一定比例,不能形成很陡的基岩坡的原因。表马水城锥状岩溶4个样本区的锥 峰形态及平均高度TobZ玉leanheightsandelas sifie ationofeo n eprofilesi几f。礴:,amplea re a,intheS h牡iehengeo n ekarot锥锥峰类型型塔状状锥状状球状状盾坟坟锥峰峰于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于于 平均高度度勺勺、已已m) ) )剖