天坑的地質(zhì)背景

漢中天坑群，地處揚(yáng)子板塊—揚(yáng)子陸塊北緣，地層同屬揚(yáng)子地層大區(qū)。位于我國重要的地質(zhì)、地理和氣候分界線（帶）的南側(cè)，巨厚的二疊紀(jì)、三疊紀(jì)海相碳酸鹽巖沉積地 層，以及亞熱帶豐沛降雨量等自然氣候條件，孕育了米倉山脈具帶狀分布特色的天坑、溶洞等巖溶地質(zhì)遺跡，具有重要的科學(xué)價(jià)值和景觀價(jià)值。下面，小游將帶您探尋漢中天坑群的神奇地質(zhì)背景。

天懸天坑俯視圖

特定構(gòu)造發(fā)育巖溶遺跡

漢中天坑群巖溶地貌主要位于揚(yáng)子陸塊北緣。主要構(gòu)造形跡有斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、裂隙及節(jié)理構(gòu)造等。其中，斷裂構(gòu)造多以逆沖斷層和走滑剪切斷層性質(zhì)為主；而褶皺構(gòu)造樣式在中西部地區(qū)多以寬緩的背、向斜褶皺為特點(diǎn)，東部地區(qū)則表現(xiàn)為相對(duì)緊閉的背斜褶皺和寬緩的向斜褶皺樣式，往往寬緩向斜核部是天坑發(fā)育的重要構(gòu)造部位；裂隙和節(jié)理構(gòu)造受主斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和巖漿侵入等因素的影響和控制，表現(xiàn)出相對(duì)密集發(fā)育的特點(diǎn)，與斷裂活動(dòng)相關(guān)的裂隙和節(jié)理構(gòu)造與巖溶遺跡的發(fā)育明顯成正比。

漢中天坑群大地構(gòu)造劃分圖

古地理環(huán)境孕育天坑地層條件

漢中天坑群的地層從太古代—新生代均有出露，但與漢中天坑群巖溶地貌有關(guān)的地層，主要為晚古生代二疊紀(jì)和中生代三疊紀(jì)。另外，震旦紀(jì)燈影組、寒武紀(jì)仙女洞組以及奧陶紀(jì)大堡組等除未發(fā)育天坑群外，溶洞、石林、石芽、峰叢、洼地、陡崖等巖溶地貌也較為多見。

天坑等巖溶地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)為二疊紀(jì)陽新組和吳家坪組碳酸鹽巖，在三疊紀(jì)大冶組、震旦紀(jì)—寒武紀(jì)燈影組及奧陶紀(jì)寶塔組也有少量溶洞發(fā)育。

天坑內(nèi)部鐘乳石

含生物碎屑—藻屑粉晶灰?guī)r、厚層狀藻屑砂屑灰?guī)r、中薄層狀藻屑微晶灰?guī)r、中薄層狀微晶灰?guī)r、中薄層狀白云質(zhì)微晶灰?guī)r、等13種巖石為二疊紀(jì)地層最主要的巖石類型，其中95%為碳酸鹽巖類巖石。巖石組構(gòu)特征、礦物成分、含量、粒徑等是形成天坑及其他巖溶地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)。其中礦物粒度的大小對(duì)碳酸鹽類巖石的溶蝕速率，以及包氣帶內(nèi)H?O、CO?含量的變化起著重要的作用。

地形特征塑造水文特征

水文地質(zhì)條件

米倉山—巴山地區(qū)是陜西省最主要的巖溶分布區(qū)。地下水主要賦存于震旦紀(jì)至三疊紀(jì)碳酸鹽巖中，含水層巖性為各種灰?guī)r、白云巖夾碎屑巖。斷裂構(gòu)造對(duì)巖溶水的賦存起著明顯的控制作用。在鎮(zhèn)巴地區(qū)，泉、地下河大都沿?cái)嗔褞Оl(fā)育，其斷裂交匯部位富水性更佳；褶皺，尤其是復(fù)向斜構(gòu)造，對(duì)巖溶水的賦存起著極為顯著的控制作用，在向斜軸部及翹起端巖層底部發(fā)育張裂隙，其下往往又有志留紀(jì)頁巖作為良好的隔水墊層，從而形成良好的儲(chǔ)水構(gòu)造。

天生橋天坑底部水流

地下水類型

漢中天坑群位于碳酸鹽巖中山區(qū)，受區(qū)內(nèi)自然地理及地質(zhì)條件控制，形成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。按地下水含水介質(zhì)可劃分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類巖溶水3種類型。

地下水化學(xué)特征

米倉山地切割強(qiáng)烈，地下徑流從分水嶺向河谷方向運(yùn)移，多以泉水的形式排泄于河谷。又因山勢(shì)陡峻，水力坡度大，從而出現(xiàn)就地補(bǔ)給、就地排泄的形勢(shì)，使得地下水徑流途徑較短，交替循環(huán)迅速，礦化作用微弱。

鎮(zhèn)巴青水鎮(zhèn)大龍洞

古地理境的精雕細(xì)琢

漢中天坑群是典型的巖溶地貌，其形成在古地理時(shí)代大致經(jīng)歷了4個(gè)階段的構(gòu)造地質(zhì)演化過程。

晚古生代二疊紀(jì)—三疊紀(jì)陸表海沉積階段

天坑群巖溶地貌發(fā)育地區(qū)在經(jīng)歷了加里東運(yùn)動(dòng)旋回的末期后，一直處于隆升剝蝕階段。主要體現(xiàn)在志留紀(jì)早—中期沉積后，缺失了晚志留世、頂志留世及以上的泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)等沉積地層，直至華力西運(yùn)動(dòng)旋回快結(jié)束時(shí)，揚(yáng)子陸塊北緣才被揚(yáng)子海由東南向西北逐漸海侵，形成米倉山陸表海，并接受了二疊紀(jì)早期后段至三疊紀(jì)早—中期的地層沉積。根據(jù)二疊紀(jì)、三疊紀(jì)地層沉積的巖性、地層結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、生物活動(dòng)等特征，認(rèn)為該時(shí)期的沉積環(huán)境屬淺海相碳酸鹽臺(tái)地，沉積物質(zhì)主要為碳酸鹽巖， 為漢中天坑群巖溶地貌的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

印支期末—燕山期地殼的頻動(dòng)升降階段

中三疊世以后，米倉山地區(qū)和揚(yáng)子陸塊北緣大范圍海水退出，由海相環(huán)境逐漸過渡到內(nèi)陸湖泊相環(huán)境，并沉積了一套濱湖相的早三疊世及侏羅紀(jì)等碎屑巖。米倉山一帶大概從中三疊世受喜神壩雜巖、碑壩雜巖和漢南雜巖抬升影響而開始露出海面，處于剝蝕狀態(tài)。因而，南鄭小南海、寧強(qiáng)禪家?guī)r之間廣泛缺失了中三疊世及以上沉積。這一構(gòu)造演化為天坑群巖溶地貌發(fā)育地區(qū)以后地表水下滲至下部碳酸鹽巖層位的距離 大大縮短，使地表巖溶發(fā)育達(dá)到最大化程度。

喜馬拉雅期地殼緩慢抬升階段

本區(qū)喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期，地質(zhì)演化進(jìn)入到了陸相湖泊消亡，山間斷陷盆地、拉分盆地隨陸塊上升調(diào)整的斷裂構(gòu)造而萌生，大范圍陸地表面隨地表水徑流開始下切形成溝谷、溪流、河流等。在一些抬升緩慢和相對(duì)凹陷地方，形成匯水盆地、洼地等負(fù)地形地貌，在發(fā)育斷裂、裂隙、節(jié)理構(gòu)造密集地段，地表徑流開始下潛或下滲，對(duì)地下埋藏的碳酸鹽巖開始侵蝕和溶蝕，隨著氣候條件變暖、降水增多和水動(dòng)力加強(qiáng)，巖溶作用也跟著提速，漏斗微地貌開始發(fā)育，為地下徑流提供了水源，一些溶洞開始生成。

觀音天坑坑底溶洞

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)脈動(dòng)式隆升階段

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)大約發(fā)生在180萬年前后，表現(xiàn)形式以陸塊間平衡和差異升降運(yùn)動(dòng)為主。印度洋大洋板塊向北北東方向俯沖，而太平洋板塊則向南南西俯沖，這種動(dòng)力作用，造成喜馬拉雅山脈快速抬升，帶動(dòng)了中國大陸各小陸塊的移動(dòng)、碰撞和差異升降。而在西鄉(xiāng)—鎮(zhèn)巴一帶受中國新大陸的南西向推移，進(jìn)一步呈疊瓦式伴隨旋轉(zhuǎn)推覆，與龍門山斷隆之間的米倉山北麓東西向擠壓縮短，巴山弧前鋒地帶應(yīng)力增強(qiáng)而趨 向南北向展布，并形成差異升降的斷塊或巖片（星子山、褚河等地）。隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的持續(xù)，一些發(fā)育溶洞的碳酸鹽巖地層被抬升，地下河下移，而抬高的溶洞逐漸退化 或趨向死亡。新的溶洞系統(tǒng)在溫?zé)釒夂蚪涤炅吭鰪?qiáng)過程中，進(jìn)一步發(fā)育壯大，個(gè)別溶洞水平上擴(kuò)大和縱向上侵蝕加速，溶洞大廳愈來愈大，在重力支撐到達(dá)極限時(shí)，天坑就形成了。

漢中天坑群的發(fā)現(xiàn)，為中外各界所驚嘆，為地質(zhì)領(lǐng)域所振奮，為漢中地區(qū)所造福，為旅行者所向往。殊不知，這一二十一世紀(jì)地理大發(fā)現(xiàn)的形成需要數(shù)億年的雕琢，其形成在特定的地質(zhì)構(gòu)造、地形、水文等條件下相互作用，缺一不可。

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來源：三秦地質(zhì)