鳳陽韭山國家地質公園巖溶景觀特征及成因

張立明，郭 慶，黃丞相，魏士書

（1.安徽省地質礦產勘查局312地質隊， 安徽 蚌埠市 233040；2.中國地質大學， 湖北 武漢430074；3.鳳陽縣國土局， 安徽 鳳陽縣 233100）

鳳陽韭山國家地質公園巖溶景觀特征及成因

張立明1，2，郭 慶3，黃丞相1，魏士書1

（1.安徽省地質礦產勘查局312地質隊， 安徽 蚌埠市 233040；2.中國地質大學， 湖北 武漢430074；3.鳳陽縣國土局， 安徽 鳳陽縣 233100）

通過實地考察和比較研究，以安徽鳳陽韭山國家地質公園1∶25000地形地質填圖工作為基礎，著重對園內巖溶景觀進行詳細介紹，聯系區域地質特征，分析狼巷迷谷巖溶景觀特征和韭山洞巖溶景觀特征，并對其成因作了初步分析。

鳳陽韭山；地質公園；巖溶地貌；韭山洞；狼巷迷谷

0 引 言

安徽鳳陽韭山國家地質公園是由國土資源部于2009年批準建立的第五批國家地質公園之一。該公園地處安徽省東北，鳳陽縣南部與定遠縣交界處，區內交通便捷，十分利于地質旅游的開展與地質景觀遺跡的保護、研究。韭山國家地質公園內部地貌類型以丘陵地貌為主，依其地形將整個園區劃分為南北兩部分，地勢南高北低。南部巖性多為灰巖，發育有喀斯特巖溶地貌，著名的韭山洞與狼巷迷谷即分布于此。韭山洞景觀秀麗，其特點是深、大、險、奇、古，被專家譽為江北第一洞，狼巷迷谷被譽為世界第一巖溶溶溝迷宮。

1 區域地質特征

大地構造位置上，韭山國家地質公園位于華北陸塊徐淮地塊淮南褶斷帶東段北部邊緣，北與蚌埠隆起區銜接，東臨郯廬斷裂帶，南接合肥盆地，外圍與大別造山帶相毗鄰，總體呈東西向帶狀展布。區域地質活動具有多階段、多成因的特點，構造－巖漿－褶皺活動發育完全，為巖溶作用的發育、巖溶景觀的形成提供了良好的地質條件。

園區保存了從新古界到新生界相對完整的地質歷史記錄，較清楚地記錄了中國華北克拉通（東南部）的發展演化史。從新太古代到新生代，園區大體經歷了新太古代－古元古代的結晶基底形成階段，中、新元古代的陸緣海沉積－陸表海沉積及早古生代的陸表海沉積，海－陸相交互相沉積－陸相沉積期，早中生代板塊構造、蓋層變形期等地質構造演化階段。

韭山地質公園發育地層包括：新元古界青白口系八公山群老碑組，震旦系四十里長山組、九里橋組、四頂山組、寒武系饅頭組，見圖1。地層產狀較為平緩，傾角一般為15°～30°。

圖1 鳳陽韭山國家地質公園園區地質簡圖

韭山洞與狼巷迷谷發育于寒武系饅頭組地層中，該層巖性以紫（磚）紅色頁巖為主，夾白云質泥巖、泥質白云巖、白云巖、灰巖和砂巖；底以灰巖或白云巖組合結束，雜色頁巖或泥質白云巖出現劃界；頂以頁巖或砂巖結束，大套灰巖出現劃界。總厚428 m。本層巖性為化學活動性較強的碳酸鹽巖組合，非常有利于巖溶地質作用的發生。

2 韭山洞巖溶景觀特征及成因

平面上，韭山洞總體走向為東西，主洞長約1472m，最寬處30m，高20m（見圖2）。從巖溶地質學上，韭山洞為一發育在碳酸鹽巖地層中的典型溶洞，其本身就是一個以溶洞為特征的巖溶地貌，內部還發育有地下河、鐘乳石、石幔、石筍、鈣華等巖溶堆積地貌。下文將對這些巖溶地貌的特征及成因進行分析。

圖2 韭山洞主洞平面簡圖

2.1 巖溶堆積地貌景觀特征

（1）鐘乳石和石筍。在韭山洞中，廣泛發育鐘乳石和石筍。洞中“一夫當關”景點中的一人多高的石柱就是洞中石筍的代表，見圖3（a），而“鳳陽鳳畫”中的荷花瓣就是象形的鐘乳石，見圖3（b）。鐘乳石和石筍的形成源自CaCO3的飽和沉淀，溶洞內的溫度與巖石內部、水所承受的壓力的變化均可能成為CaCO3的飽和沉淀的誘因。

（2）石幔和壁流石。在韭山溶洞的洞側壁發育很多如帳幔一樣綻開或如凝固的流水一般的巖石，即是石幔和壁流石，見圖3（c）和圖3（d）。溶洞中，從洞壁沿裂隙滲出的巖溶水，其中的CaCO3呈片狀沉積，如同帷幕一樣展開，稱為石幔。巖溶水順洞壁下流時，因為物理化學條件的改變而沉淀，形成洞壁流水狀沉淀物，稱為壁流石，若呈瀑布狀，則稱為“瀑布石”。

圖3 韭山洞巖溶堆積地貌照片

2.2 地下巖溶地貌景觀特征

（1）地下河，又稱暗河或伏流。在巖溶地區常發育于地下水面附近，是近于水平的洞穴系統，常年有水向臨近的地表河排泄。韭山洞中發育有地下河系統（見圖2）。地下河主要分布在洞穴的出口處，此處為韭山洞海拔最低處，水流因重力驅動向此處匯聚。地下河夾帶著沙礫對韭山洞深部進行著晝夜不停的物理化學侵蝕，不斷擴大延長溶洞的規模。

（2）溶洞，即是韭山洞本身。其成因簡單來說，就是地下水沿著可溶巖的層面、節理或裂隙、落水洞和豎井下滲，并進行溶蝕和侵蝕而形成的地下孔道。目前國際上較為成熟的巖溶洞穴分類方式是由英國學者D.C.Ford于1971年提出的，該標準以巖溶洞穴發育的水動力帶為主要的依據，結合各種地質作用、形態特征和洞穴發展過程，將溶洞具體分為4類：滲流帶洞穴、淺飽水帶洞穴、深飽和水帶洞穴、承壓水洞穴。韭山洞整體以水平發育為主，廊道斜切地層層面，洞底較為規則，并有少量的砂石堆積，應當屬于淺飽水帶巖溶洞穴。

2.3 韭山洞形成過程

溶洞的形成需要多方面的客觀條件。首先，溶洞發育的母巖要具有可溶性或易溶性，水必須有溶蝕能力；同時巖石中要存在接力裂隙，即有一定的透水性；除此之外，必須要有適宜的地形、地質構造特征、氣候和生物條件。韭山洞所發育的地層以碳酸鹽巖為主，可溶性較強；所處的地區植被茂密，土壤層發育，生物新陳代謝產生大量的CO2，可為地下水提供來源。韭山洞所發育的巖層經歷了長期的構造活動，不同方向、性質的地質應力造成了巖層節理與裂隙極為發育。同時韭山洞所處的鳳陽縣為北亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，年降水量876 mm。綜上，韭山洞具有發育巖溶洞穴的條件。

在630～800Ma之前，鳳陽地區是一片開闊的淺海環境，區域接受了以碳酸鹽巖及灰泥相為主的沉積，形成了震旦系四十里長山組、九里橋組、四頂山組，寒武系饅頭組地層。這些地層在隨后的構造運動過程中，不斷地受到地質應力作用，使得其內部發育了大量的裂隙，這些裂隙為地下水的運動提供了良好的通道。隨著地殼的抬升，及全球溫度的周期震蕩，在某個地質歷史時期，饅頭組地層剛好抬升至潛水面附近，而此時氣候環境也溫暖濕潤，地下巖溶作用迅速發育，逐漸形成了韭山洞。后期河流的深切作用及巖層的抬升，使得韭山洞出露地表，被世人所發現。

3 狼巷迷谷巖溶景觀特征及成因

狼巷迷谷總體上是一種密網狀構造的巖溶溶溝，地貌景觀主要為發育在寒武系饅頭組泥質條帶白云質灰巖中的規模各異的溶溝，伴隨有石芽等巖溶景觀。

3.1 巖溶景觀

溶溝是形成狼巷迷谷的主要巖溶地質景觀，在園區主要表現為深度1～3m、寬度＜3m的狹窄的通道。這些溶溝在地表形成時裸露、時隱蔽的溝谷通道，縱橫交錯、溝溝相連、谷谷相通，時隱時現、時窄時寬、形成景觀獨特、別有情趣的錯綜復雜的迷宮景觀。

溶溝與石芽屬于地表巖溶地貌，其形成與水的物理、化學溶蝕作用有關。地表水溶蝕和沖蝕作用，使得巖石表面及節理處形成微小的溝槽，以及加深擴大的溝、小盆、斗和不規則坑等，統稱為溶痕。溶痕加深形成溝槽的形態稱之為溶溝，見圖4（a），溝槽間的凸起成為石芽，見圖4（b）。

圖4 狼巷迷谷巖溶照片

3.2 狼巷迷谷成因

狼巷迷谷中曲徑通幽的迷谷即是巖溶景觀中的溶溝，而溶溝的形成離不開巖層中錯綜復雜的節理。

燕山運動期間郯廬斷裂和淮南褶皺沖斷帶強烈的活動，使得鳳陽韭山山脈中元古代－晚古生代地層受到北東方向、北西方向兩個地質應力作用。在北東方向地質應力作用下，鳳陽低山丘陵區發育兩組共軛剪切節理，一組走向南北，另一組走向北東60°；在北西方向地應力作用下，出現另兩組共軛剪切節理，方向為北西315°和北東20°（見圖5）。四組節理面傾角均約90°。喜山期，中國東部整體抬升，棋盤格式節理構造在抬升過程中受到錯動和拉伸，在地表水的巖溶作用下逐漸加寬加深成為溶溝，同時植物的根劈作用對溶溝的發育也起到了促進作用。

圖5 狼巷迷谷節理構造的平面分布

饅頭組的泥質條帶灰巖中的泥質條帶與灰巖的風化強度不同，在長期風化作用中，泥質條帶常常被風化掉而留下灰巖條帶，外形酷似狼牙，總體形成狼牙交錯的奇異景象，被稱為狼牙石。

4 結 論

安徽韭山國家地質公園地質景觀豐富，類型多樣，具有較高的地學研究和地質旅游價值。園區內部巖溶地質景觀的開發與利用，將充分發揮其地質公園的科普作用，豐富游客的地質知識，推動景區及周邊的地質景觀保護。

［1］ 袁先道.中國巖溶學［M］.北京：地質出版社，1993.

［2］ 安徽省地質礦產勘查局.安徽省區域地質志［M］.北京：地質出版社，1987.

［3］ 陳偉海，等.重慶武隆巖溶地質公園地質遺跡特征、形成與評價［M］.北京：地質出版社，2004.

［4］ 萬天豐.中國大地構造學綱要［M］.北京：地質出版社，2004.

［5］ 李烈榮，等.中國地質遺跡資源及其管理［M］.北京：中國大地出版社，2002.

［6］ 任美鍔，劉振中.巖溶學概論［M］.北京：商務印書館，1983.

2012－08－01）

張立明（1962－），男，安徽蚌埠人，高級工程師，主要從事地質調查及礦產勘查工作。