石柱
洞穴的成因:
水和可溶性的石灰岩是形成岩溶洞穴的前提条件。水将可溶性基岩溶解为重碳酸钙,年复一年,洞道空间不断增大,到无法承受顶部重量的时候,产生坍塌,坍塌只改变空间的形状,并不改变空间大小。坍塌物又随水流被带出,水流继续溶蚀基岩,如此反复,洞系也就形成了。以下的化学反应式就是洞穴形成的原理,但它又是可逆的。
CaCO3 +H2O+CO2 → Ca(H CO3) ( 岩石溶解形成洞穴 )
Ca(HCO3) → CaCO3 ↓ +H2O+CO2 ↑ (析出沉淀形成钟乳石)
岩溶洞穴也要经过形成、发展和衰亡的过程。坍塌天坑的形成,就是洞穴发展的表现。
钟乳石的分类
岩溶洞穴中,最直接的资源就是它的钟乳石。那么面对眼花缭乱的各种形态,我们怎么去区分呢?
重力水沉积:这是洞穴中最常见的和数量最多的沉积物。它也有更细的分类……
滴水沉积:有鹅管、石钟乳、石笋、石柱。鹅管向下 生长,很细,中空,管壁洁白,透明。钟乳就是鹅管长粗,长大后的形态,多是圆锥形。石笋在滴水的作用下,由下向上生长,中心无孔,成叠帽状 。石柱就是石钟乳和石笋连在一起后的形态。流水沉积—从洞顶流下来的叫天流石 ,如石旗、石幔等。沿洞壁流下来 的叫壁流 石,如石维幕、石瀑布等。产生与洞底的称为底流石,如流石坝最为明显。
池水沉积:有边石、晶花、穴珠、 月奶石、穴筏 等形态。边石常形成边石坝,形状和流石坝相似,要根据形成方式不同注意区分。
非重力水沉积:由洞壁或钟乳石中析出的毛细水和薄膜水沉积而成。如石枝(卷曲石)、穴发等不常见的形态。他们的出现很有意思,给洞穴增色不少,我喜欢叫它们为“洞穴精灵”。一般出现在较封闭的洞段。
需要注意的是,有些鹅管和石钟乳在生长了一段时间后也发生了变向,这是风力的作用造成的,所以不要被大自然的手法欺骗了。
协同沉积:由两种或以上不同运动方式的水流,交互协同作用形成。如莲花盆、棕榈状石笋、晶锥等形态。
上面没有详细说明的形态,都可以顾名思义。区分完各种形态后,我们就要说说为什么钟乳石有白色、黑色、棕红色等颜色。
钟乳石的颜色和形成是密不可分的,方解石的可能颜色中就有白、黄、黑色。 石膏的颜色中也有白色、黄色和棕色的可能。而一般呈棕红色的,多是含有三价铁的原因。如果水通过了煤层,则会形成全黑的颜色。其他的颜色成因可能有氧化还原反应、风化、人为破坏等因素。一般的探洞者并不需要知道其确切成因,我们在这里也就不多讲了。
人们在发现石钟乳的时候,多会问到年龄问题。石钟乳必须在洞道脱离全充水状态后,才能生成,所以岁数一般都比洞穴的形成年龄小的多。一般来说,洞中最古老的石钟乳大约在 35 万年以上, 100 万年以内,这类的外表都表现为严重的风化剥蚀状态;年龄在 15~30 万年的,外表色泽较深(褐色或灰黑色),表层轻微风化但未成层脱落且已经停止生长。 10 万年以内的,色泽较浅而且表面光滑坚实;最年轻一代的年龄是 2000~20000 年。在一些洞中,科学家们监测的结果是,石笋一般的生长速度大约是一万年增高 0.6~ 1.2 米 ,而且各类石钟乳的形成过程中,石笋的沉积速度最快。所以任何方式的损坏,都是无法挽回和弥补的,也是不可原谅的。
关于洞穴中是否有怪兽和巨蟒,我们先从一个很简单的道理说起:
大家都知道,万物生长靠太阳,那么在没有阳光的地底,是否也会呈现原始森林里万物繁荣的景象呢?回答是肯定的:不可能。洞穴越往深走,食物链越简单和低级。所以肯定不会出现异形、巨蟒之类的大体型怪物(人为的不算),洞中全是巨石和泥土,它们如果长期生活在里面,吃什么呢?建立了这样的概念后,我们就说说洞中到底有些什么生物……
按照生态特点,洞穴动物可以分成以下三类:
真洞穴动物:只生存于黑暗世界中,在洞外环境无法存活。一般有体内缺少色素,视觉器官退化或消失,新陈代谢慢等特点。如洞穴盲鱼、洞 螈 、洞穴蟋蟀、洞穴 蜈蚣、洞穴 蝌蚪等。
喜洞穴动物:在洞中完成生命循环,也能在洞外黑暗环境中生存。如洞鼠、蚯蚓、某些蠑 螈 。
寄居性动物:临时寄居在洞中的动物,如蝙蝠、雨燕、 蛇及一些 昆虫。
在最近的报道和探险中,又发现不少的动物。在神秘的地下世界中,不知到底还有多少的未知动物在等待我们去发现、认识。
以上动物就勾绘了一个食物链的轮廓:
在水中,洞穴蝌蚪吃水中的微生物,洞穴盲鱼吃蝌蚪,蝙蝠又捕食盲鱼,微生物又分解蝙蝠粪便和 盲鱼 的尸体。
在陆地,洞穴蟋蟀和洞穴蜈蚣以老鼠或蝙蝠的粪便为生,老鼠或蝙蝠又会捕杀洞穴蟋蟀和蜈蚣,而尸体和粪便又会被微生物分解。
水和可溶性的石灰岩是形成岩溶洞穴的前提条件。水将可溶性基岩溶解为重碳酸钙,年复一年,洞道空间不断增大,到无法承受顶部重量的时候,产生坍塌,坍塌只改变空间的形状,并不改变空间大小。坍塌物又随水流被带出,水流继续溶蚀基岩,如此反复,洞系也就形成了。以下的化学反应式就是洞穴形成的原理,但它又是可逆的。
CaCO3 +H2O+CO2 → Ca(H CO3) ( 岩石溶解形成洞穴 )
Ca(HCO3) → CaCO3 ↓ +H2O+CO2 ↑ (析出沉淀形成钟乳石)
岩溶洞穴也要经过形成、发展和衰亡的过程。坍塌天坑的形成,就是洞穴发展的表现。
钟乳石的分类
岩溶洞穴中,最直接的资源就是它的钟乳石。那么面对眼花缭乱的各种形态,我们怎么去区分呢?
重力水沉积:这是洞穴中最常见的和数量最多的沉积物。它也有更细的分类……
滴水沉积:有鹅管、石钟乳、石笋、石柱。鹅管向下 生长,很细,中空,管壁洁白,透明。钟乳就是鹅管长粗,长大后的形态,多是圆锥形。石笋在滴水的作用下,由下向上生长,中心无孔,成叠帽状 。石柱就是石钟乳和石笋连在一起后的形态。流水沉积—从洞顶流下来的叫天流石 ,如石旗、石幔等。沿洞壁流下来 的叫壁流 石,如石维幕、石瀑布等。产生与洞底的称为底流石,如流石坝最为明显。
池水沉积:有边石、晶花、穴珠、 月奶石、穴筏 等形态。边石常形成边石坝,形状和流石坝相似,要根据形成方式不同注意区分。
非重力水沉积:由洞壁或钟乳石中析出的毛细水和薄膜水沉积而成。如石枝(卷曲石)、穴发等不常见的形态。他们的出现很有意思,给洞穴增色不少,我喜欢叫它们为“洞穴精灵”。一般出现在较封闭的洞段。
需要注意的是,有些鹅管和石钟乳在生长了一段时间后也发生了变向,这是风力的作用造成的,所以不要被大自然的手法欺骗了。
协同沉积:由两种或以上不同运动方式的水流,交互协同作用形成。如莲花盆、棕榈状石笋、晶锥等形态。
上面没有详细说明的形态,都可以顾名思义。区分完各种形态后,我们就要说说为什么钟乳石有白色、黑色、棕红色等颜色。
钟乳石的颜色和形成是密不可分的,方解石的可能颜色中就有白、黄、黑色。 石膏的颜色中也有白色、黄色和棕色的可能。而一般呈棕红色的,多是含有三价铁的原因。如果水通过了煤层,则会形成全黑的颜色。其他的颜色成因可能有氧化还原反应、风化、人为破坏等因素。一般的探洞者并不需要知道其确切成因,我们在这里也就不多讲了。
人们在发现石钟乳的时候,多会问到年龄问题。石钟乳必须在洞道脱离全充水状态后,才能生成,所以岁数一般都比洞穴的形成年龄小的多。一般来说,洞中最古老的石钟乳大约在 35 万年以上, 100 万年以内,这类的外表都表现为严重的风化剥蚀状态;年龄在 15~30 万年的,外表色泽较深(褐色或灰黑色),表层轻微风化但未成层脱落且已经停止生长。 10 万年以内的,色泽较浅而且表面光滑坚实;最年轻一代的年龄是 2000~20000 年。在一些洞中,科学家们监测的结果是,石笋一般的生长速度大约是一万年增高 0.6~ 1.2 米 ,而且各类石钟乳的形成过程中,石笋的沉积速度最快。所以任何方式的损坏,都是无法挽回和弥补的,也是不可原谅的。
关于洞穴中是否有怪兽和巨蟒,我们先从一个很简单的道理说起:
大家都知道,万物生长靠太阳,那么在没有阳光的地底,是否也会呈现原始森林里万物繁荣的景象呢?回答是肯定的:不可能。洞穴越往深走,食物链越简单和低级。所以肯定不会出现异形、巨蟒之类的大体型怪物(人为的不算),洞中全是巨石和泥土,它们如果长期生活在里面,吃什么呢?建立了这样的概念后,我们就说说洞中到底有些什么生物……
按照生态特点,洞穴动物可以分成以下三类:
真洞穴动物:只生存于黑暗世界中,在洞外环境无法存活。一般有体内缺少色素,视觉器官退化或消失,新陈代谢慢等特点。如洞穴盲鱼、洞 螈 、洞穴蟋蟀、洞穴 蜈蚣、洞穴 蝌蚪等。
喜洞穴动物:在洞中完成生命循环,也能在洞外黑暗环境中生存。如洞鼠、蚯蚓、某些蠑 螈 。
寄居性动物:临时寄居在洞中的动物,如蝙蝠、雨燕、 蛇及一些 昆虫。
在最近的报道和探险中,又发现不少的动物。在神秘的地下世界中,不知到底还有多少的未知动物在等待我们去发现、认识。
以上动物就勾绘了一个食物链的轮廓:
在水中,洞穴蝌蚪吃水中的微生物,洞穴盲鱼吃蝌蚪,蝙蝠又捕食盲鱼,微生物又分解蝙蝠粪便和 盲鱼 的尸体。
在陆地,洞穴蟋蟀和洞穴蜈蚣以老鼠或蝙蝠的粪便为生,老鼠或蝙蝠又会捕杀洞穴蟋蟀和蜈蚣,而尸体和粪便又会被微生物分解。
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