洞穴学
综合性学科
研究洞穴起源、性质和洞穴生命的综合性学科。国外有记载的最早洞穴探险被刻在青铜器上,记述两千八百年前亚述古国国王带领探测底格里斯河源洞。中国有文字记载的洞穴探测,可追溯到战国《周易》。三百五十年前《徐霞客游记》细致而真实地记述中国南方广大喀斯特地形和350个洞穴,比西方同类著作早。
由来
洞穴,英文名叫cave,cavern,或cavity。
现代洞穴学讨论的重要问题有:①洞穴成因。格朗德提出统一喀斯特水面学说,卡策尔(F. Katzer)提出孤立喀斯特水流学说;②洞穴发育过程双循环理论与多期性;③成洞动因与洞穴发育控制界面(基准面);④洞穴发育水动力环境与深部洞穴成因;⑤洞穴探测技术,包括示踪、物探和遥感技术。近年在洞穴物理参数测定(热焓等)、洞穴水流特性、洞穴发育动力与模式、洞穴形态学、洞穴年代学、洞穴沉积与古环境等领域有加快发展的趋势。在洞穴应用方面,洞穴医疗研究开始受到重视现已利用洞穴恒温、空气洁净和空气弱电离的特点,治疗气管炎、哮喘病、风湿病和高血压病。
定义
根据国际洞穴学协会 (IUS,即 International Union of Speleology) 的定义,洞穴是指人能进出的天然地下空间。洞穴是地球自然景观的一个重要构成部分,亦是一种独特的自然资源,与人类的生产活动有着密切的联系;而研究其形成、形态特征、发展演化以及开发利 用的科学就是洞穴学,英语叫SPELEOLOGY。在中国,尤其在南方岩溶山区,洞穴的调查、探测、及其形成和开发利用研究有着十分重大的理论意义和社会经济价值。
1936年英国洞穴学协会成立,标志洞穴学的正式形成。此后进入迅速发展阶段。1949年成立世界常设洞穴委员会。1953年在巴黎举行第一届国际洞穴学会议。1965年在卢布尔亚那举行第四届国际洞穴学会议,并成立国际洞穴学联合会(UIS)。
洞穴是自然界的景观之一,也是人类祖先最早的栖息之处。石灰岩地区的洞穴那些深邃的洞身、轰鸣的瀑布、巨大的厅堂以及...由于洞穴有很高的科研价值,各国科学家定期召开专题会议交流经验。
相关知识
根据洞穴的定义,洞穴实际上由洞穴空间(洞腔)及围绕其四周的岩体(围岩) 两部分构成。
洞穴有很多种类型,按其所形成的围岩性质分,有:
(1) 碳酸盐岩洞,由岩溶作用形成,在中国分布最广,数量最多, 规模最大;
(2) 石膏洞,洞体一般规模不大,分布远不如碳酸盐岩洞普遍;
(3) 砾岩洞,形成于钙质胶结的砾岩中,在中国数量很少,一般长度不大;
(4) 玄武岩洞,由火山活动喷发出来的岩浆在流动过程中经差异冷却而成,主要分 布在中国东北及海南火山喷发区;
(5) 砂岩洞,由差异风化作用而成;
(6) 冰川洞。
按形成洞穴的主要地质作用来分,有:
(1) 岩溶洞穴;
(2) 非岩溶洞穴。
按洞穴与围岩形成先后分,有:
(1) 原生洞,洞穴与围岩同时形成,如熔岩洞、岩堆洞、礁洞、灰华洞;
(2) 次生洞,洞穴形成于围岩之后,自然界大多数洞穴均属于此类,如岩溶洞穴、 构造洞、风化洞、海蚀洞等。
按洞穴大小分,有:
(1) 单一洞穴;
(2) 洞穴系统。
按洞穴水文特征分,有:
(1) 干洞,即渗流带(包气带)洞穴(vadose cave);
(2) 水洞,包括地下水面洞(water table cave)和潜流带洞穴(phreatic cave)。
按洞穴形态特征分,有:
(1) 垂向洞穴;
(2) 横向洞穴。
我们在此讲述的,主要是在中国南方岩溶地区普遍发育与广为分布的岩溶洞穴,英语叫做Karst Caves。
2、岩溶洞穴形成的几个基本条件
岩溶洞穴的形成与发展实际上是一种极其复杂的化学溶蚀,机械侵蚀和崩塌过程。洞穴学认为,一个岩溶洞穴的形成必须要满足以下四个基本条件:
(1) 可溶性岩石;
(2) 可溶岩能提供水渗透和运移空间;
(3) 具有溶蚀能力的水流;
(4) 水流必须具有流动性。
无容置疑,岩溶洞穴只能发育在可溶岩体中,如石灰岩、白云岩、石膏等;其次,可溶岩必须具有能提供水流运移的空间,如裂隙,节理,层面,空隙等。同时,如果运移在可溶岩体中的水流是饱和的而不再具有溶蚀能力,其也无法进 一步溶蚀岩石扩大其原始空间;此外,如若水流静止不动,其亦不能将水中溶蚀 掉的岩石成分带走,又怎能扩大岩体中的次生溶蚀空间?因此,要有物质与能量 输入输出的持续性活动。这四个基本条件必须同时满足,缺一不可。当水流从空 气,土壤,植被,岩石中获得具有溶蚀能力的碳酸或其它无机酸、有机酸通过可 溶岩体中的上述空间时,即产生溶蚀扩大作用;水流量及流速又在这些溶蚀扩大 了的缝隙中集中、增加,形成差异溶蚀;最后将其扩大形成超过人体大小的自然 地下空间--洞穴。
参考资料
最新修订时间:2023-12-21 00:03
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