地理知识 | 汉中为何也有天坑群
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今天我们讲
汉中天坑群
“天坑”
在学术界
还是一个
很新的概念
直到 2005年
中国地质科学院岩溶地质研究所
朱学稳 研究员与其所在研究集体
提出的 喀斯特天坑理论体系
和“天坑(karst tiankeng)”的名称
才 正式 被国际喀斯特学术界认可
天坑的概念源自中国
在世界范围内中国也以
天坑数量最多、规模最大、景观最壮丽
而著称
2005年桂林国际天坑讨论会时
公布世界已发现的75个天坑中
49个在中国
后来,随着人们对天坑认识和探索的不断推进
新天坑的发现不断涌现
2016年汉中天坑群的发现
不仅让中国的天坑家族又一次壮大
更重要的是
它 把中国天坑的分布北界
拓展到了北纬32°
我国已发现天坑的分布位置和数量如图所示
(以2016年底前发现的天坑为准)
首先
我们来了解下
什么是天坑
在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham 教授联合署名的论文《天坑释义》中,他们是这样定义天坑的:
具有巨大的容积,陡峭而圈闭的岩壁,深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征,发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大(地下水位深埋)的可溶性岩层(以碳酸盐岩为主)中,从地下通向地面,平面宽度与深度从大于100米至几百米以上,底部与地下河相连接(或有证据证明地下河道已迁移)的一种特大型喀斯特负地形。
此外,在观赏方面是否具有稀有、壮观、雄奇、险峻、生境独特和生物多样性等等综合属性,也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑,可称为退化(剥蚀)天坑。
汉中天坑群的一大特点是
这些天坑都处于原始森林之中
摄影 / 税晓洁
那么问题来了
什么样的地质条件
导致了汉中天坑群的发育?
据陕西地质调查中心教授级高工 何建社介绍
天坑群的形成与演化
需要有如下几个条件:
1、天坑群形成的物质基础是海相沉积的、具有一定厚度和分布范围的碳酸盐岩地层;
2、碳酸盐岩地层底部和顶部应具有泥质类岩石(隔水层)沉积要素;
3、在地质历史演化过程中,天坑群分布区地壳运动相对处于稳定的抬升与凹陷盆地的聚水条件;
4、温暖的气候和充沛的降水量以及水介质条件要素;
5、裂隙构造、节理构造相对发育的局域构造条件。
坑口为直径超过100米
坑深度超过150米
这样规模的天坑
在汉中天坑群中只是非常普通的存在
对于汉中天坑群来说
它所处大地构造位置属
扬子板块的西北缘
到晚二叠世时该地区仍为深水盆地
三叠纪以后沉积环境开始变浅
在晚三叠世的印支运动中
扬子板块向北俯冲
其北侧的勉略洋关闭
海侵历史和海相沉积随之结束
这一过程使得天坑群形成地区发育着一套
距今已有2.5亿年的海相沉积地层
总厚度173 ~ 980米不等
根据统计
古老的海相沉积岩石主要有:
灰岩、泥质-硅质灰岩、生物灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥岩等
这是天坑群形成的岩层基础
天坑群形成区域内
主要发育的构造形迹有:
断裂构造、裂隙构造、节理构造和褶皱构造等
其中
裂隙和节理构造
对天坑群的形成与演化起着
严格的控制作用
而褶皱构造则对天坑群的形成与演化
显现出不利因素
通俗来讲
裂隙和节理构造
明显对岩石起到切割和破裂作用
使地表水能更好地渗透和渗流
达到对碳酸盐岩的溶解和溶洞的形成
为下一步天坑的形成打下了基础
汉中天坑群喀斯特系统中
不仅有大大小小的天坑
也有暗流涌动的地下河、相互连通的溶洞等
在地质历史演化过程中
天坑群分布区地壳运动相对处于
稳定的抬升过程
使汇聚的水一方面沿下切的裂隙、节理构造下潜
造成溶洞进一步扩大
达到上覆岩层重力支撑极限后坍塌
这时天坑或天坑群就可以形成了
思 考
你还知道哪些关于天坑的知识?
内容来自:《中国国家地理》2017年06月
撰文 / 税晓洁 摄影 / 孙佳骐 等
责任编辑 / 张璇 图片编辑 / 宋文 地图编辑 / 陈云
数据提供 / 陕西省地质调查中心
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