苟敬
摘要:巫山、奉节二县位处渝东北,位属三峡库区腹心,喀斯特地貌景观丰富,暗河、溶洞等不一而足,而两县之间又不尽一致,彼此存在差异,本文仅以洞穴景观作浅析,发现这与该区域的构造运动关系弥深。印支期形成大巴山弧状构造带,燕山期形成侏罗山褶皱构造,喜山期多次的掀斜式地壳抬升,三者联合使得两县内溶洞景观各不一致。
关键词:渝东北;洞穴;构造运动
一、區域地质背景
渝东北为大面积沉积岩覆盖区,沉积盖层从寒武系至白垩系,大部分以海相建造为主,从寒武系至中三叠统,因此形成有大面积的碳酸盐岩覆盖区。其间,盖层因构造运动而中断过,较为重要的有印支运动、燕山运动及喜山运动,并分别造成了中、上三叠统间的平行不整合,白垩系与中侏罗统间的角度不整合,白垩与古近纪盆地间的褶皱回返。
燕山期构造运动对渝东北影响最为显著,由于雪峰山造山运动的持续推动作用,发生沉积盖层与基底之间的滑脱,盖层在基底表面向北西滑移,同时受到岩层能干性差异及上覆压力等因素控制,以形成典型的侏罗山式褶皱,并自西向东形成由隔档式褶皱向城垛式褶皱,再向隔槽式褶皱的形态渐变。以七曜山断裂为分界,其西主要为隔档式褶皱带,其东主要为隔槽式褶皱带。隔档式褶皱带之内,背斜狭窄、高陡,向斜宽缓、开阔,形成梳状山脉彼此间隔;隔槽式褶皱带之内,背斜宽缓、开阔,向斜狭窄、紧凑,形成脉状槽谷间隔。此外,由于渝东北位处中扬子板块北部边缘,北接大巴山弧状构造带,深受其影响,对造山带的推动形成阻碍,限制构造迹线向北的持续推进与生成,从而产生迹线总体的近东西向偏转。喜山期造成地壳的多次间歇性抬升,且此抬升具有掀斜式,南北抬升速率并不一致,长江北岸明显强于南岸。
二、洞穴资源特征
奉节暗河数量众多,且规模较大,其中又以龙桥河为最,它贯通渝鄂两地,是已知世界上最长的暗河,延绵约50公里,由中法探险队在2004年确定;此外,兴隆天井峡地缝,也是暗河转变形成,长度在14公里左右。巫山尚未发现此规模的暗河,但在下庄峡谷一带,有两溪汇聚成后溪河,连绵十数公里,也是地下河外露转变成为地表河所致,可算在其中,其他已探明暗河,长度皆不至十公里以上。
水平溶洞及垂直溶洞,在两县均有出露。其中,水平溶洞以奉节更为发育,而巫山则主要表现为垂直溶洞。奉节的水平溶洞延伸距离更大,一般在数百米至数公里间,内部空间大,以神仙洞、野人洞等较为出名。巫山的水平溶洞规模通常较小,水平向延伸不远,且易向垂直转变,一般在数十米至数百米间;或有溶洞顺岩层面密集,形成串珠状连续分布的溶洞群,但单个溶洞仍然规模有限。此外,奉节的水平溶洞多潮湿,洞内有水或空气湿润,石钟乳、石柱、石笋、石漫、石裙等次生沉积现象丰富,形成美妙景观;而巫山则以干洞为主,洞内少有次生沉积。
垂直溶洞是由于流水竖向侵蚀可溶岩地层而形成的,巫山、奉节的垂直溶洞体系都较为发育,但都缺乏大容量个体,仅是在数量上十分丰富。其中又以巫山的垂直溶洞更为发育,垂向延伸在数十米至百米之间,直径在数米至十数米之间,且存在多级垂直溶洞的情况,洞内有石钟乳、石漫等次生沉积现象。
已发现的天坑基本是塌陷型,因此并不和垂直溶洞归属一类。主要分布于奉节境内,且集中于长江以南,较为有名的是小寨天坑,此外还有大青坑、聪坑等,深度都在百米之上,而巫山县仅两处,深度皆不足百米,规模也不及奉节。其他小型天坑,在两地都有发现,数量繁多,因其规模不大而未做统计。地缝以奉节天井峡地缝为代表,南北延伸14km,由地下暗河外露,转变为地表河而致,巫山已发现的地缝景观,多分布于大型背斜山山坡,由顺坡水流侵蚀形成,延伸长度在数百米,深度在十米至十数米之间。
三、构造运动对洞穴的影响
受区域构造控制,奉节、巫山形成了典型的侏罗山式褶皱,并大致以七曜山脉分界,在南北发生明显的构造样式转变,基于盖层埋深的明显变化等因素,奉节南部主要为隔槽式构造样式控制,将二、三叠系碳酸岩卷曲成开阔、平缓的背斜,岩层大面积水平或低倾角产出,在地貌上形成大面积开阔平地,利于地下水的长距离水平运移及补给,因此流水能顺岩性界面长期差异溶蚀,为大型地下暗河及水平溶洞系统的形成创造了基础条件;同时,雪峰山的持续挤压作用,促使在碳酸岩地层中形成剪性共轭节理,共轭节理最大钝角与主应力同向,符合持续挤压应力下剪节理的发育特征,节理的存在也为地下水侵蚀活动提供了良好通道。
奉节北部受隔槽式构造样式控制,将二、三叠系碳酸岩卷曲成紧闭、狭窄背斜,岩层大倾角产出,且雪峰山的挤压持续作用于脆性岩层上,使竖向贯通裂隙发育;巫山更受大巴山弧状构造带阻碍,应力集中效应明显,不完全表现为侏罗山式褶皱,大巴山弧状构造带的阻挡,使上扬子陆块在巫山北部一带向下俯冲,同时对盖层的滑脱效应构成抵挡,在此抵挡作用存在的情况下,持续性的挤压迫使巫山的构造形态逐渐由侏罗山式的格挡构造向阿尔卑斯式的全形褶皱渐变,这种变化是历史性的,其结果则完整的体现在褶皱的形态变化上,褶皱形态紧凑、狭窄,背向斜连续波状转换,翼部陡峭变化迅速、岩体破碎裂隙发育,纵然有大面积可溶盐岩,但水流能够迅速沿裂隙侵蚀,以及快速的向下运动,难在走向上做大距离的横向运动。因此,奉节北部及巫山南部的水平溶洞及暗河系统产出较少、规模较小,已有水平溶洞也多发育于大型背斜近轴部的平缓岩层区域,或个别的宽缓向斜内。此外,在既有溶洞之内,隔槽式褶皱区岩层平缓,利于储水且补给丰富,因此多形成湿润洞穴,且次生沉积现象丰富;而奉巫它地,背斜翼部陡峭,溶洞倾斜生成,多是季节性有水且快速流失,不利于次生沉积,因而多干洞、少石钟乳等。
巫山北部因受阻碍构造应力增强,褶皱形态紧凑,又得益于喜山期地壳的掀斜式抬升,从而利于垂直溶洞的发育。第四纪以来,喜马拉雅山运动造成了上扬子陆块的多次抬升,其抬升具掀斜式特征,北部抬升速率大于南部,因而北部的垂直溶洞更为发育,延伸更深。
渝东北天坑与地缝的形成,都是塌陷型成因,其形成需要诸多因素,其中就包含对地下水及岩层产状的要求,越是地下水丰富,且具有一定埋深,以及岩层较为平缓的地区,越是有利于天坑的出现。奉节南部满足上述要求,因此在兴隆等镇密集出现有大型的天坑、地缝。相反,巫山的紧凑褶皱样式,就并不满足此要求,只有在北部一带,向斜轴部为碳酸盐岩区覆盖,且产出平缓,才有个别天坑出现,但规模仍不足以与奉南相比。而在巫山一带,地缝则只是短暂出现的背斜山的缓坡附近,缺乏规模。
四、结语
作为渝东北的两个旅游重地,喀斯特地貌景观丰富,本文仅对其中的洞穴景观以作浅析,可以发现,构造运动产生的作用以及其细微的差别,对溶洞景观分布的影响。印支期形成大巴山弧状构造带,燕山期的侏罗山构造,喜山期多次的掀斜式地壳抬升,三者联合使得两县内溶洞景观各不一致。



