洞穴
歷來是人們心中覺得神秘的場所
漆黑、寸草不生、潮溼、陰冷
若是沒有光，人更是寸步難行
越是神秘的東西
人們越是口口相傳
賦予它迷信或者驚悚的色彩
但隨著人們對洞穴的探索
大量洞穴被開發成為熱門的旅遊景點
人們進入洞穴觀賞到神秘的
地下世界成為了可能
在中國南方有大量的喀斯特洞穴
這些洞穴是怎麼形成的呢？
7月17日考察組來到世界唯一被列為世界自然遺產保護地的洞穴
並被譽為“世界三大洞穴”之一
——武隆芙蓉洞
來講述和揭秘溶洞中最基本的科學原理
以及感受芙蓉洞中的大世界
【芙蓉洞外景】
【芙蓉洞洞口】
1.
要了解溶洞是怎麼形成的
首先要了解石灰岩這種岩石
因為溶洞一般發育在石灰岩這種岩石中
石灰岩的化學成分主要是碳酸鈣
因此它是一種可以被酸溶蝕的岩石
空氣中有大量的二氧化碳
這種氣體溶解在水中時
便可以形成碳酸水
碳酸水可以從從地表進入到石灰岩裂隙中
並在裂隙通道中運移
碳酸水雖然酸性不強
但常年累月，便可以溶解岩石
在合適的構造條件下
碳酸水源源不斷地溶解途徑的岩石
並把溶解掉的碳酸鈣以離子的形式
將“岩石”帶走
因而在地下形成巨大的空洞
因而就形成了溶洞
【溶洞形成原理示意圖】
在溶洞中常常可以見到
各種形態類型的沉積景觀
這些景觀則是上述溶解過程的逆反應
溶解有碳酸鈣的地下水從岩石的裂隙中出來時
由於溫度壓力發生了變化
二氧化碳逸出，碳酸鈣就又沉澱出來
由於地下水運動的不同形態
則可以形成不同形態的沉積景觀
例如石筍、石鐘乳、石幔、石花等等
2.
芙蓉洞的石灰岩是古老的寒武系白雲質灰巖
是五億多年前在海中形成的
後期由於地殼的抬升，變海為陸
大約在第四系更新世（大約在120萬年前）
開始溶蝕形成洞穴
芙蓉洞內各種沉積物類型齊全
從宏觀到微觀包括世界各類洞穴
近30餘個種類的沉積特徵
其中有寬15 米、高21 米的石瀑和石幕
光潔如玉的棕桐狀石筍
粲然如繁星的捲曲石和石花等
3.
【石筍】
【滴水形成的自下而上生長的石筍】
石筍是生長在溶洞洞底的錐狀沉積物
它是由溶洞洞頂的滴水滴落到洞底
碳酸鈣析出而自下而上生長出來的
一種滴水沉積景觀
由於形似筍，故名為石筍
芙蓉洞內生長有大量的石筍
各種高度粗細的都有
反映不同位置滴水量的不同與生長時間的不同
【石鐘乳】
【滴水形成的自上而下生長的石鐘乳】
石鐘乳與石筍相對
是由滴水生長在洞頂自上而下生長的沉積物
石鐘乳和石筍相向生長
被人稱為“萬年之吻”
只要滴水持續供應
終有一天，它們會相逢
考察組發現
芙蓉洞內的石鐘乳有一部分
能夠敲擊發出清脆的聲響
因粗細不同，發出的音調高低也不同
實為“音樂石鐘乳”
【石鐘乳和石柱對接生長即將成為石柱】
【鵝管】
【正在滴水的鵝管】
鵝管是石鐘乳生長的小時候
也是滴水形成的
當滴水比較慢懸停在洞頂時
由於滴水最表面二氧化碳最容易析出
因此會在水滴表面形成一層薄膜
當水滴滴落
薄膜大部分會隨滴水掉落
但是在洞頂連接處的部分會保存下來
也就是一個圓狀的圓環
當下一滴水滴落，又會形成一環薄膜環
久而久之
圓環不斷往下生長
就形成中空細長的鵝管
芙蓉洞內的一大奇觀萬箭掛壁則是數以萬計的鵝管景觀
懸掛在洞頂，蔚為壯觀
【捲曲石】
【萬箭掛壁：石筍表面生長的大量捲曲石】
捲曲石也是芙蓉洞內一大奇觀
捲曲石是毛細水攜帶碳酸鈣
自由不定向生長而成
所謂毛細水
即是毛細管中的水
它賦存於微細的裂隙中
靠分子之間的吸引力或者表面張力運移
例如一根吸管插入水中
吸管裡面的水會拱起一部分
這便是毛細水受到表面張力的作用
而克服了重力能夠向上運動
芙蓉洞中的捲曲石大量生長在先期形成的石筍、石幔等沉積景觀上
這說明了水量發生了變化
以及背後反映的氣候變化
【坍塌的落石】
洞中可以見到大量坍塌的落石
這些落石雜亂無章地分佈在洞底
並使有的大廳洞頂形成一個穹窿狀形態
很有可能在歷史時期發生過一次大地震
而導致了洞頂岩層的大量坍塌
在這些落石上又可見大量生長的石筍沉積景觀
這說明先有坍塌、後有石筍的沉積
除了上述所提及的景觀
洞內還有眾多其它景觀
它是一座斑斕輝煌的地下藝術宮殿
和內容豐富的洞穴科學博物館
是自然科學尤其是地球科學知識科普的殿堂
4.
溶洞的形成需要水的存在
講芙蓉洞的形成
必然要講到芙蓉江
芙蓉江
它自貴州綏陽而來
自南向北流淌於青山峽谷之中
在武隆烏江口注入烏江
江口附近修建了一個大壩
形成了一個水面開闊的高峽平湖
它好似鑲嵌在青山之中一顆明媚的綠寶石
人乘坐纜車從空中俯視這碧水青山
這副美麗的山水畫卷
對於每一個遊人是一場視覺的享受
亦是一場心靈的洗禮
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