地板块发生碰撞挤压时，地表会发生什么现象？

“地板块”，呵呵，猛一听还以为是家里地板变形了呢。

地球板块互相挤压时，是有几种情况的：比如A和B对撞，可能A抬升，B也抬升，这时在AB的交界处就会产生山脉、高地（比如青藏高原），还有剧烈的地震等；也何能A抬升，而B下冲（就是钻到A的底下），那么在AB的交界处就可能产生海沟，同时在A的一侧产生山脉或岛屿（比如马里亚纳海沟和它附近的一串海岛），当然这时也会伴有强烈的地震、火山啥的。

地下岩溶地貌主要有溶洞、地下河（暗河）和地下湖。

（一）溶洞

溶洞是碳酸盐岩经溶蚀而形成近乎水平或倾斜的大型空洞的通称。它可以是集中岩溶水流的通道，也可以因地下水面下降而成干洞。

溶洞多沿岩层层面裂隙、断层或构造裂隙带发育。其形成过程是：在地下水水平流动带附近，岩溶作用初期以溶蚀为主，随着空洞不断扩大，地下水运动加快，侵蚀和崩塌也随着加强，洞穴则不断扩大，再由地壳上升而被抬升到地下水位以上，形成地下溶洞。它虽然沿水平流动带发育，但其相邻的各种裂隙会伸延扩展。所以，溶洞的平面和纵断面形态都十分曲折、多样（图6-16）。在裂隙交会处常形成十分高大的“大厅”式溶洞（图6-17）。“大厅”内有时可容纳千人以上，但在单一裂隙地段，则变得狭窄细小，甚至一个人也难以通过。这种岩溶发育的极不均匀性是地下岩溶地貌的重要特点。

图6-16 北京房山上房山云水洞

（据蒲意雅）

如果水平溶洞与其上下、左右扩展的各种垂直或倾斜的孔道相连通，再加上其大小支洞，则可组成十分复杂的地下洞穴系统。

溶洞及洞穴系统可以成层地分布于不同高程上，并且在近河谷处趋于水平。在同一区域里，其高程可以与河谷中各级阶地相对比。例如，桂林七星岩有三层不同高度的溶洞，可与洞外的漓江阶地相对比。但在对比时应注意到当时水平溶洞与河水面间的原始水位关系。因溶蚀作用总是落后于地壳上升时河床的下切作用，所以，同一期的溶洞高程应较河流阶地为高。

图6-17“大厅”式溶洞

（江苏宜兴张公洞）

图6-18 地下暗河出口

（江苏宜兴善卷洞）

（二）地下河（暗河）、地下湖

1地下河（暗河）

地下巨大水平溶洞的底部，被集中的岩溶水流所占据，且成为较大的地下径流时，称为地下河（图6-18），是一条具有独立补给、径流及排泄系统，由地下溶洞、地下湖、溶隙和连接它们的廊道系统组成。大的地下河系统形成的地下水系，有的流域面积达千余平方千米。地下河的发育及其形态受地质构造的密切控制。地下河按其形态特征可分为：树枝状、锯齿状、线状和网格状等。

目前，岩溶地貌形态有些术语名词很不统一。有的将伏流就叫地下暗河，有的以溶洞中流出的水量大小划分命名，如流量小于10L/s，叫溶洞泉（岩溶泉），流量大于10～50L/s以上，称为地下河；将无进口的溶洞，定名为溶洞河，诸如此类。这些术语含义不够确切是由于对地下暗河、岩溶泉的理解和区分标准不同所造成的。凡岩溶地下水（包括潜水和承压水）的天然露头，均称为岩溶泉，广义的也可包括管道状溶洞中流出的水流，但一般将具有地下河特征的，称为地下河。一般认为，应根据野外查勘并分析其具体特征，不宜单纯以流量绝对值来划分命名。

2地下湖

地下湖是在不规则溶洞的底部，局部扩张为地势深凹可积存滞流的岩溶水体，而形成的，我们称之为地下湖或岩溶潭，如云南六郎洞、广西都安拉通洞等。地下湖是地下岩溶水系的组成部分，它具有自由水面且水体比较平静，其水文特征的许多方面与地表湖泊无异。

（三）洞穴堆积物

溶洞及其他岩溶裂隙与管道内的堆积物，称为洞穴堆积物，根据其成因，可将洞穴堆积物分为：

1化学沉积物

溶有重碳酸钙的岩溶水，当温度、压力改变时，可逸出CO2，岩溶水中Ca2+、 重新结合形成CaCO3的沉淀，产生石灰华堆积，其形成过程如下列化学反应方程式：

地貌学及第四纪地质学基础

化学堆积物类型繁多、形态各异，分布于溶蚀洞穴之中。按照其形成方式不同，可分为滴石、流石、雾水和凝结水沉积、毛细管水沉积。

（1）滴石 系洞内富含重碳酸钙的岩溶水滴水作用形成。最具代表性的有石钟乳、石笋、石柱。从洞顶裂隙渗出滴水，常形成垂悬于洞顶的石灰华沉积，叫石钟乳；滴水至洞底，自下向上增长的叫石笋；二者上下相连即成为石柱。

（2）流石 由于基底形态和流水状态不同，流石形态也各不相同，但它们都是洞穴内流水作用下形成的。具有代表性的有边石、石幔、石旗等。

边石 是地下水流过洞底积水塘时，在其边缘形成的碳酸钙沉积。

石幔（又称石帷幕）为丰富碳酸盐的薄层水（面状流），沿洞顶或洞壁裂隙流出而沉积的波状、褶状流石，形如帷幕。有时可形成薄而透的旗状次生碳酸钙，称石旗。

（3）雾水和凝结水沉积 呈丛花状散布在洞壁或其他洞穴堆积物表面的碳酸钙沉积物。

（4）毛细管水沉积物 饱含碳酸钙的水，在毛细管的作用下所形成的碳酸钙沉积。石珊瑚、石葡萄、卷曲石是其典型代表。

石珊瑚 在石钟乳和石笋表面，由于毛细管水渗出而形成的形如珊瑚的碳酸钙沉积物，也可形成状如葡萄的碳酸钙沉积物，称石葡萄。

卷曲石 一种螺旋状钟乳石。富含碳酸钙的岩溶水，由石钟乳的毛细管孔渗出而形成。

2碎屑堆积物

主要有河湖碎屑堆积物、崩积物和溶蚀残余粘土堆积物。

（1）河湖碎屑堆积物 主要是一些具有层理的砂土和砾石。地下暗河和地表河流中的堆积物有显著的差别。前者含大量洞穴物质，且含有洞外带来的砾石，并多被钙质胶结，因其限于管道水流，故无沉积相的变化。地下湖组成物质较细，多为暗河带来的砂土和粘土，具层理构造；与地表湖积物的区别，在于它不含有机质，不具季节性的色带，常含有洞内灰岩崩落的碎块。另外，在洞穴碎屑堆积物中，常常富集砂矿，如云南个旧的砂锡矿、湘西的砂金矿等。

（2）崩积物 从洞顶和洞壁崩落下来的岩屑和岩块，常与洞底的石灰华、粘土等混杂，胶结成角砾岩。洞穴角砾岩往往形成于气候较寒冷的时期，表现出以机械风化作用为主，如果它与石灰华在洞内呈互层出现，则是说明气候变化的良好标志。

（3）溶蚀残余粘土堆积物 指石灰岩被溶蚀后，残留下富含Al2O3和Fe2O3的粘土物质，含钙质较地表蚀余红土高，细腻均一，呈红色或**。一般辅于干溶洞的洞底，厚度变化较大。

3生物和文化堆积物

一些离水源近，洞口向阳，出入方便的洞穴，常成为原始人类和各种动物居住和栖息的地方。故可以发掘出古人类和哺乳类动物化石以及人类文化遗迹，如石器和灰烬等，所以洞穴也是地质考古的宝库。

（四）溶洞、暗河和岩溶泉研究意义及其调查内容

从水文地质与工程地质角度来说，各种岩溶现象中，岩溶洞穴和地下暗河及岩溶泉的研究，是最重要、最有实际价值的。往往大的溶洞和地下暗河，其赋存的水量是巨大的。可作为工农业和城镇供水的水源。例如广西都安的地下暗河，其暗河最大流量为390m3/s，最小流量也达4m3/s。有一些岩溶泉水量也相当大，如山西平定的娘子关岩溶泉群，其流量达10～13m3/s。著名的“泉都”济南，有泉72处之多，均为岩溶泉。另外，溶洞是很好的旅游资源。巨量的岩溶水有时给矿山开采，带来极大危害，如河南焦中马村，一次突水事故，水量达6300m3/h。溶洞、暗河发育地区，也会给兴建水利工程带来危害。在国外曾因未很好研究岩溶地质条件，而导致毁坝事例并不鲜见，如某地有两个水坝，一个修建在岩溶发育的灰岩上；另一个是建在可溶性石膏胶结的砾岩上，均先后发生崩毁。

溶洞、暗河和岩溶泉的调查内容：应包括位置、高程、形态特征（包括高、长、宽等矢量指标）、发育层位与岩性、构造部位、地貌单元以及分布规模等。在形态测量中，应测制溶洞洞穴的平面、纵剖面及典型的横剖面图，也即溶洞的“三相图”（图6-19），必要时应进行素描及摄影。溶洞“三相图”上应表示岩性及岩层产状，并在平面和纵剖面图中注明暗河、地下湖、岩溶泉及裂隙出水点的位置和高程。

图6-19 岩溶的“三相图”（平面及纵、横剖面）

（广西都安，根据成都地质学院）

野外调查时，除走访当地群众外，常可根据地表微地貌标志来判定地下岩溶的位置和方向。如串珠状的溶蚀洼地、干谷排列的方向、高程（从分水岭至排泄区递减）、溶蚀漏斗、竖井、落水洞及喜水植物作线状分布等，都是很好的线索。

在分析地下水系时应注意：地下分水岭往往和地表分水岭不一致，它可不断变迁甚至消失；当地表分水岭地势平坦，有较大的降水渗入补给时，它两者基本一致；当岩溶水流通道与地下河偏向分水岭一侧发育时，则地下分水岭向岩溶发育较弱的一侧偏移，当一侧岩溶强烈发育时，可使地下分水岭消失。地下分水岭常以其两侧的地下暗河的“天窗”和钻孔中的水位来确定。天窗乃是岩溶洞穴的洞顶塌陷破坏而形成的，形若天窗。

[白云石]即白云岩的矿物名称，其化学成份为CaMg(CO3)2。[边石]水流过积水池边缘形成的碳酸钙沉积。边石的边为花边，有的成小坝,边石内常积水成塘。边石是地下水沿不平坦洞穴底部流动时由于二氧化碳散逸，碳酸钙沉淀形成。

[边石坝]横过水流方向形成的凸向下游的坝状边石。

[穿洞]沿地下河道或脱离地下水位的河道的两端开口、洞内透光的洞穴廊道。

[洞穴]英文cave，自然形成的人可进入的地下空洞，通常由水的溶蚀、侵蚀和风蚀作用而成。

[洞穴沉积]由物理、化学作用形成的洞穴机械沉积、流水沉积以及次生化学沉积物沉积的通称。

[洞穴探险]英文caving，即进入洞穴进行探险活动。

[洞厅]具有较大洞长和洞宽的洞中空穴。

[落水洞]由流水沿裂隙进行侵蚀、溶蚀以及塌陷作用形成的消泄地表水的垂向洞穴，常与地下洞道或洞厅相连，深度可达百米以上。

[洞穴崩塌堆积]从洞顶、洞壁、洞口伴随崩塌作用形成的块石、碎石和角砾石堆积物的统称。

[洞穴生物堆积]主要由动物粪便、骨骼所形成的土状洞穴堆积物。

[地下河]又称暗河，具有河流特性的地下通道。

[洞穴生物]有狭义和广义之分。狭义洞穴生物只能在洞内特定环境中繁衍，在洞外已失去生存能力的生物，故又称真洞穴生物。如低等植物藻类、微生物、脊椎动物盲鱼、盲鳅，无脊椎动物蜘蛛、马陆、班灶马、蜈蚣等。洞穴动物眼睛明显退化，缺乏色素。广义洞穴生物指洞内分布的所有生物种群。

[洞穴植物]种类和数量都很少，只在洞口附近出现一些特殊植物，向内随着光的强度减弱，植物种类迅速减少，植物的器官和组织结构也发生变化。它们主要有羊齿植物、苔藓和地衣、藻类。

[洞穴动物]包括真洞穴动物、喜洞穴动物和寄居性洞穴动物。a真洞穴动物,只生存于洞内黑暗世界中,不能生活于洞外环境的动物,体内通常缺少色素，完全没有眼或仅有很小的眼，但触角很长，嗅觉灵敏，具有低消耗能量的新陈代谢。如洞穴鱼、洞螈、洞穴蜘蛛、尺蛾和膜足硬肢马陆。b喜洞穴动物，在洞穴内完成生命循环、能在洞外黑暗潮湿环境中生活的动物。如蚯蚓、某些蝾螈。c寄居性洞穴动物，临时寄居于洞内的动物，如蝙蝠。

岩溶地区除发育的大量可溶岩外，在其表层常发育着一层不厚的残积粘土，在盆地或谷地的地方较厚，在斜坡及分水岭地带较薄，它构成了可溶岩上部的盖层。盖层与基岩的接触面一般为起伏曲折的复杂地带，由许多岩石中的楔形溶蚀裂隙的裂面组成，这种楔形溶蚀裂隙常容易与洞穴发生混淆。实际上，在很多情况下这些裂隙只是与下部洞穴相通的通道，这已为大量开挖剖面所证实。在土层与灰岩接触部位，基岩中的裂隙因土溶作用（土中CO2含量比大气中高很多倍）及CO2向下的溶蚀消耗（愈向下，裂隙水的溶蚀力越弱），而导致一般的地表裂隙都是上宽下窄的楔形，真正的洞穴通道在其下部与之联通。这些洞穴通道在岩溶塌陷中起着重要的作用。岩溶致塌大多数是人为因素作用的结果，少数是自然状态下岩溶地貌演化的结果。对岩溶发育演化阶段的认识，将有助于对岩溶失稳过程的理解。由于岩溶地下空间发育的多样性，及岩溶发育演化的阶段性，使得水在其中下降所产生的力学效应的描述变得很复杂。因此有必要强调岩溶的演化过程。

岩溶地貌的演化，按戴维斯（Davis）的观点，有所谓“双循环”论，即在地下洞穴从水面以下的潜流管（phreatic tube）开始，到潜流环洞穴的形成，再经过地壳的抬升，洞穴进入半充水，地壳再抬升洞穴脱水，成为人可进入的洞穴过程中，地表也由于雨水、土下的溶蚀而不断地被蚀低（任美鄂，1983）。由于在排泄区水平流动带内地下水以潜流环的形式存在，且水流速度在近地下水面处大，越往下越小，所以在首先形成饱水潜水带的同时，其下的潜流环已在孕育新的洞穴，即发育潜流管。如果此时地壳不再抬升而处于相对稳定期，上层水洞可以继续扩大，而下层水洞也可形成新的一层洞穴，在更下层的地方又可孕育潜流管，洞穴层与洞穴层之间由发育的小管道联接。地下洞穴的成层性已为许多勘探资料所证实。在不断下蚀、地壳不断抬升的过程中，洞穴被分割、崩塌，最后消亡。因此，岩溶区在自然状态下最终是要发生塌陷的，这是通常所说的自然塌陷。

岩溶空洞指溶蚀作用形成的地下溶隙、洞穴、溶孔等，溶洞指人可进入的岩溶空洞。根据DC福特的洞穴水动力分类（任美鄂，1983），在岩溶地区各水动力分带中，其洞穴发育特征各异。在包气带中，由于水流的下渗作用，洞穴以垂直管道为主，表现为落水洞、漏斗等特征；在分水岭及峡谷地区该带较厚，垂直管道明显，地下水埋深大，可达100m以上。而在水平流动带中，洞穴发育呈近水平的椭圆形管道，在季节变动带内则可发育许多过渡形态。水平流动带洞穴一般都发育在岩溶平原、岩溶盆地、谷地的岩溶水排泄区，与岩溶塌陷关系密切，在抽水引起的地表失稳中十分重要。