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              1. 絕美!巖溶地貌的“滄海遺珠”!漢中天坑群是這樣形成的 →

                天坑的地質背景

                漢中天坑群,地處揚子板塊—揚子陸塊北緣,地層同屬揚子地層大區。位于我國重要的地質、地理和氣候分界線(帶)的南側,巨厚的二疊紀、三疊紀海相碳酸鹽巖沉積地 層,以及亞熱帶豐沛降雨量等自然氣候條件,孕育了米倉山脈具帶狀分布特色的天坑、溶洞等巖溶地質遺跡,具有重要的科學價值和景觀價值。下面,小游將帶您探尋漢中天坑群的神奇地質背景。

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                天懸天坑俯視圖

                特定構造發育巖溶遺跡

                漢中天坑群巖溶地貌主要位于揚子陸塊北緣。主要構造形跡有斷裂構造、褶皺構造、裂隙及節理構造等。其中,斷裂構造多以逆沖斷層和走滑剪切斷層性質為主;而褶皺構造樣式在中西部地區多以寬緩的背、向斜褶皺為特點,東部地區則表現為相對緊閉的背斜褶皺和寬緩的向斜褶皺樣式,往往寬緩向斜核部是天坑發育的重要構造部位;裂隙和節理構造受主斷裂構造、褶皺構造和巖漿侵入等因素的影響和控制,表現出相對密集發育的特點,與斷裂活動相關的裂隙和節理構造與巖溶遺跡的發育明顯成正比。

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                漢中天坑群大地構造劃分圖

                古地理環境孕育天坑地層條件

                漢中天坑群的地層從太古代—新生代均有出露,但與漢中天坑群巖溶地貌有關的地層,主要為晚古生代二疊紀和中生代三疊紀。另外,震旦紀燈影組、寒武紀仙女洞組以及奧陶紀大堡組等除未發育天坑群外,溶洞、石林、石芽、峰叢、洼地、陡崖等巖溶地貌也較為多見。

                天坑等巖溶地貌形成的物質基礎為二疊紀陽新組和吳家坪組碳酸鹽巖,在三疊紀大冶組、震旦紀—寒武紀燈影組及奧陶紀寶塔組也有少量溶洞發育。

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                天坑內部鐘乳石

                含生物碎屑—藻屑粉晶灰巖、厚層狀藻屑砂屑灰巖、中薄層狀藻屑微晶灰巖、中薄層狀微晶灰巖、中薄層狀白云質微晶灰巖、等13種巖石為二疊紀地層最主要的巖石類型,其中95%為碳酸鹽巖類巖石。巖石組構特征、礦物成分、含量、粒徑等是形成天坑及其他巖溶地貌的物質基礎。其中礦物粒度的大小對碳酸鹽類巖石的溶蝕速率,以及包氣帶內H?O、CO?含量的變化起著重要的作用。

                地形特征塑造水文特征

                水文地質條件

                米倉山—巴山地區是陜西省最主要的巖溶分布區。地下水主要賦存于震旦紀至三疊紀碳酸鹽巖中,含水層巖性為各種灰巖、白云巖夾碎屑巖。斷裂構造對巖溶水的賦存起著明顯的控制作用。在鎮巴地區,泉、地下河大都沿斷裂帶發育,其斷裂交匯部位富水性更佳;褶皺,尤其是復向斜構造,對巖溶水的賦存起著極為顯著的控制作用,在向斜軸部及翹起端巖層底部發育張裂隙,其下往往又有志留紀頁巖作為良好的隔水墊層,從而形成良好的儲水構造。

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                天生橋天坑底部水流

                地下水類型

                漢中天坑群位于碳酸鹽巖中山區,受區內自然地理及地質條件控制,形成一個個相對獨立的水文地質單元。按地下水含水介質可劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類巖溶水3種類型。

                地下水化學特征

                米倉山地切割強烈,地下徑流從分水嶺向河谷方向運移,多以泉水的形式排泄于河谷。又因山勢陡峻,水力坡度大,從而出現就地補給、就地排泄的形勢,使得地下水徑流途徑較短,交替循環迅速,礦化作用微弱。

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                鎮巴青水鎮大龍洞

                古地理境的精雕細琢

                漢中天坑群是典型的巖溶地貌,其形成在古地理時代大致經歷了4個階段的構造地質演化過程。

                晚古生代二疊紀—三疊紀陸表海沉積階段

                天坑群巖溶地貌發育地區在經歷了加里東運動旋回的末期后,一直處于隆升剝蝕階段。主要體現在志留紀早—中期沉積后,缺失了晚志留世、頂志留世及以上的泥盆紀、石炭紀等沉積地層,直至華力西運動旋回快結束時,揚子陸塊北緣才被揚子海由東南向西北逐漸海侵,形成米倉山陸表海,并接受了二疊紀早期后段至三疊紀早—中期的地層沉積。根據二疊紀、三疊紀地層沉積的巖性、地層結構、沉積構造、生物活動等特征,認為該時期的沉積環境屬淺海相碳酸鹽臺地,沉積物質主要為碳酸鹽巖, 為漢中天坑群巖溶地貌的形成奠定了物質基礎。

                印支期末—燕山期地殼的頻動升降階段

                中三疊世以后,米倉山地區和揚子陸塊北緣大范圍海水退出,由海相環境逐漸過渡到內陸湖泊相環境,并沉積了一套濱湖相的早三疊世及侏羅紀等碎屑巖。米倉山一帶大概從中三疊世受喜神壩雜巖、碑壩雜巖和漢南雜巖抬升影響而開始露出海面,處于剝蝕狀態。因而,南鄭小南海、寧強禪家巖之間廣泛缺失了中三疊世及以上沉積。這一構造演化為天坑群巖溶地貌發育地區以后地表水下滲至下部碳酸鹽巖層位的距離 大大縮短,使地表巖溶發育達到最大化程度。

                喜馬拉雅期地殼緩慢抬升階段

                本區喜馬拉雅構造運動期,地質演化進入到了陸相湖泊消亡,山間斷陷盆地、拉分盆地隨陸塊上升調整的斷裂構造而萌生,大范圍陸地表面隨地表水徑流開始下切形成溝谷、溪流、河流等。在一些抬升緩慢和相對凹陷地方,形成匯水盆地、洼地等負地形地貌,在發育斷裂、裂隙、節理構造密集地段,地表徑流開始下潛或下滲,對地下埋藏的碳酸鹽巖開始侵蝕和溶蝕,隨著氣候條件變暖、降水增多和水動力加強,巖溶作用也跟著提速,漏斗微地貌開始發育,為地下徑流提供了水源,一些溶洞開始生成。

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                觀音天坑坑底溶洞

                新構造運動脈動式隆升階段

                新構造運動大約發生在180萬年前后,表現形式以陸塊間平衡和差異升降運動為主。印度洋大洋板塊向北北東方向俯沖,而太平洋板塊則向南南西俯沖,這種動力作用,造成喜馬拉雅山脈快速抬升,帶動了中國大陸各小陸塊的移動、碰撞和差異升降。而在西鄉—鎮巴一帶受中國新大陸的南西向推移,進一步呈疊瓦式伴隨旋轉推覆,與龍門山斷隆之間的米倉山北麓東西向擠壓縮短,巴山弧前鋒地帶應力增強而趨 向南北向展布,并形成差異升降的斷塊或巖片(星子山、褚河等地)。隨著構造運動的持續,一些發育溶洞的碳酸鹽巖地層被抬升,地下河下移,而抬高的溶洞逐漸退化 或趨向死亡。新的溶洞系統在溫熱帶氣候降雨量增強過程中,進一步發育壯大,個別溶洞水平上擴大和縱向上侵蝕加速,溶洞大廳愈來愈大,在重力支撐到達極限時,天坑就形成了。

                漢中天坑群的發現,為中外各界所驚嘆,為地質領域所振奮,為漢中地區所造福,為旅行者所向往。殊不知,這一二十一世紀地理大發現的形成需要數億年的雕琢,其形成在特定的地質構造、地形、水文等條件下相互作用,缺一不可。

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                來源:三秦地質

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