【地灾】鹰手营子区地质遗迹调查项目技术成果展示

A—兴隆县兴隆溶洞；B—兴隆县蘑菇峪溶洞；C—鹰手营子区寿王坟杨庄溶洞；D—兴隆县姚栅子溶洞；E—鹰手营子区四方洞；F—兴隆县七仙洞

2.2溶洞分布特征

    溶洞分布具有密度低且相对集中的特征，主要以元古界蓟县系雾迷山组为主进行东西向分布，区内岩溶洞穴的平均密度仅为0.05个/km2左右（图2）。洞穴多发育于河谷附近，尤以低山沟谷发育众多，如兴隆溶洞、蘑菇峪溶洞；另一部分发育于山体台坎处，该处溶洞呈层状发育，如安子岭溶洞发育于山顶台坎处，洞穴分2层，金牛洞分上、中、下3层。

依据洞穴长度划分：50～500m的中型洞穴5个：兴隆溶洞、四方洞、蘑菇峪溶洞、金牛洞、安子岭溶洞；其余长度均为小于50m的小型洞穴，有20余个。区内溶洞主要以倾斜廊道的形式发育，依附地层产状或节理裂隙面扩展，且多数已被碎屑堆积物、泥土及其他杂质充填。洞穴形态结构单一，主要为平面线型，单一廊道式，分支洞穴较少，且空间有限。洞穴主要表现为裂隙式和岩屋式，以裂隙式洞穴居多，洞穴厅堂主要因崩塌作用形成，容积有限。洞穴堆积物以机械堆积物和化学沉积物为主，机械堆积物主要是洞内顶板应力过大造成崩塌形成，少数洞穴为外界物质堆积。化学沉积物集中于中型洞穴，且沉积类型多，景观丰富（兴隆溶洞）。溶洞基本发育于褶皱或者断裂处，主要沿3组裂隙发育：NE30°～40°、NE60°～80°、NW20°～50°。渗流带形成的溶洞因渗流带环境影响，未发育至最大程度，仍在发育；处于现代侵蚀基准面附近或封闭良好溶洞，仍继续发育；高于现代侵蚀基准面且空气流通良好的溶洞，已停止发育。

洞穴平面形态多为单一廊道式。地层岩性多含夹层，因此廊道简单较规则，化学沉积致使部分廊道变窄，不规则。支洞较少，且长度有限，或呈窝形。洞穴纵剖面形态：第一类，多层式洞穴，由竖井或陡坎连接。该类洞穴形成于地壳间歇性抬升过程中，有较强的水动力作用。如金牛洞的上、中、下3层洞穴；第二类，倾斜式洞穴，主要是沿倾斜的岩层层面发育的洞穴，如兴隆溶洞。洞穴横断面形态依附于溶洞发育程度和成因。形态极不规则。总体看来，多呈尖角、锯齿状，断面以上拱形、裂隙形态出现概率高，主要因为本区内的溶洞在溶蚀作用的情况下，还会受到物理风化作用影响。

    2.3溶洞成因机理

（1）包气带洞穴。①机械作用为主。调查区属半干旱—温带气候，雨热同期，降雨集中形成径流水，机械冲刷能力强，沿节理裂隙延伸，形成凹槽。本区碳酸盐岩为机械风化作用提供了基础物质，不纯的碳酸盐岩夹有燧石条带等硬质层，在强水流冲刷下，结构稳定性下降，进而崩塌成洞穴。②渗流作用为主。这类洞穴多见于沟谷陡坎和山体汇水区，水流渗入垂直于地面的裂隙节理，随着外界CO₂溶入水中，使得水体侵蚀能力强，裂隙开始扩大，水流渗入速度加快，与围岩交换物质时间缩短，间歇性的水流，使得洞穴难以扩大，最终形成下切的裂隙型溶洞。当水体遇到隔水层或地下水位，水流转变流动方向，洞穴横向扩展，溶洞容积扩大或形成扁平洞穴。

（2）潜水面饱水带洞穴。以四方洞为例，位于水面附近，河道弧外侧，雨季水量大，流速快，对山体压力大，水流沿节理裂隙挤压溶蚀，形成洞穴，雨季后，水量减小，洞道崩塌进一步扩大，如此反复形成洞穴，洞内流痕指示同一方向，洞内堆积物为河流相砾石、砂等，可用于判断水流方向及侵蚀批次。

（3）多循环洞穴。兴隆溶洞和蘑菇峪溶洞现处于渗流带环境下，但洞穴形态特征与化学沉积物属于饱水带产物。该类洞穴起源于饱水带，形成洞穴，后被抬升至包气带，经历渗流溶蚀作用改造。主要经过4个动力作用过程：初始溶蚀过程、地壳抬升过程、包气带过程、渗流作用。

    3.成果意义

通过对鹰手营子区、兴隆县溶洞的调查，确定分布范围与保护现状，总结鹰手营子区、兴隆县溶洞资源特征，划分成因类型和成因机理，为更好的保护和开发地质遗迹，为地方建立主题公园、地质公园、遗址公园打下了坚实的基础。（华北地质勘查局五一四地质大队 杨林 周文佳 张小朋 贾会会 薛建志，中国地质环境监测院 陈梓慧 董颖供稿）