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地理知识 | 汉中为何也有天坑群

郑直领航工作室2018-04-14 11:39:05


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今天我们讲

汉中天坑群

“天坑”

在学术界

还是一个

很新的概念


直到 2005年

中国地质科学院岩溶地质研究所

朱学稳 研究员与其所在研究集体

提出的 喀斯特天坑理论体系

和“天坑(karst tiankeng)”的名称

才 正式 被国际喀斯特学术界认可


天坑的概念源自中国

世界范围内中国也以

天坑数量最多、规模最大、景观最壮丽

而著称


2005年桂林国际天坑讨论会时

公布世界已发现的75个天坑

49个在中国


后来,随着人们对天坑认识和探索的不断推进

新天坑的发现不断涌现

2016年汉中天坑群的发现

不仅让中国的天坑家族又一次壮大

更重要的是

它 把中国天坑的分布北界

拓展到了北纬32°

我国已发现天坑的分布位置和数量如图所示

(以2016年底前发现的天坑为准)



首先

我们来了解下

什么是天坑


在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham 教授联合署名的论文《天坑释义》中,他们是这样定义天坑的:

具有巨大的容积,陡峭而圈闭的岩壁,深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征,发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大(地下水位深埋)的可溶性岩层(以碳酸盐岩为主)中,从地下通向地面,平面宽度与深度从大于100米至几百米以上,底部与地下河相连接(或有证据证明地下河道已迁移)的一种特大型喀斯特负地形。


此外,在观赏方面是否具有稀有、壮观、雄奇、险峻、生境独特和生物多样性等等综合属性,也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑,可称为退化(剥蚀)天坑。


汉中天坑群的一大特点是

这些天坑都处于原始森林之中

摄影 / 税晓洁



那么问题来了


什么样的地质条件

导致了汉中天坑群的发育?


陕西地质调查中心教授级高工 何建社介绍

天坑群的形成与演化

需要有如下几个条件:


1、天坑群形成的物质基础是海相沉积的、具有一定厚度和分布范围的碳酸盐岩地层;

2、碳酸盐岩地层底部和顶部应具有泥质类岩石(隔水层)沉积要素;

3、在地质历史演化过程中,天坑群分布区地壳运动相对处于稳定的抬升与凹陷盆地的聚水条件;

4、温暖的气候和充沛的降水量以及水介质条件要素;

5、裂隙构造、节理构造相对发育的局域构造条件。


坑口为直径超过100米

坑深度超过150米

这样规模的天坑

在汉中天坑群中只是非常普通的存在



对于汉中天坑群来说

它所处大地构造位置属

扬子板块的西北缘

到晚二叠世时该地区仍为深水盆地

三叠纪以后沉积环境开始变浅


在晚三叠世的印支运动中

扬子板块向北俯冲

其北侧的勉略洋关闭

海侵历史和海相沉积随之结束

这一过程使得天坑群形成地区发育着一套

距今已有2.5亿年的海相沉积地层

总厚度173 ~ 980米不等


根据统计

古老的海相沉积岩石主要有:

灰岩、泥质-硅质灰岩、生物灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥岩等

这是天坑群形成的岩层基础


天坑群形成区域内

主要发育的构造形迹有:

断裂构造、裂隙构造、节理构造和褶皱构造等


其中

裂隙和节理构造

对天坑群的形成与演化起着

严格的控制作用

褶皱构造则对天坑群的形成与演化

显现出不利因素


通俗来讲

裂隙和节理构造

明显对岩石起到切割和破裂作用

使地表水能更好地渗透和渗流

达到对碳酸盐岩的溶解和溶洞的形成

为下一步天坑的形成打下了基础


汉中天坑群喀斯特系统中

不仅有大大小小的天坑

也有暗流涌动的地下河、相互连通的溶洞等



在地质历史演化过程中

天坑群分布区地壳运动相对处于

稳定的抬升过程

使汇聚的水一方面沿下切的裂隙、节理构造下潜

造成溶洞进一步扩大

达到上覆岩层重力支撑极限后坍塌

这时天坑或天坑群就可以形成了



 思 考 

你还知道哪些关于天坑的知识?


内容来自:《中国国家地理》

2017年06月

汉中天坑群

汉中天坑群是全球最大的“天坑群”地质遗迹,遗迹总面积5019平方公里,共计5019多平方公里,发现天坑54处,溶洞316处,竖井23处,漏斗25处,其他地质遗迹109处。天坑群位于秦巴山区,位于北纬33度附近,是湿润热带、亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的地质景观,主要分布在宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇四个区域。其中,南郑和镇巴天坑群最为密集,分别达到23个和19处;单体规模最大天坑为镇巴三元圈子崖天坑,口径最大处520米,最大深度320米。

中文名汉中天坑群 地理位置 陕西省汉中市     5019平方公里 最大天坑口径 520 最大深度 320     亚热带季风 地貌类别 岩溶地貌区 稀有动物 天猫

汉中天坑群位于秦巴山区,主要分布在宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇四个区域。初步调查圈定遗迹总面积5019平方公里,发现天坑54处,溶洞316处,竖井23处,漏斗25处,其他地质遗迹109处。南郑和镇巴天坑群最为密集,分别达到23个和19处;单体规模最大天坑为镇巴三元圈子崖天坑,口径最大处520米,最大深度320米。

  天坑是碳酸盐岩在地下河长期冲刷下,形成洞穴后崩塌而成。天坑是一种罕见的地质现象,一般形成期在50万年左右。在汉中天坑群发现之前,全世界发现并确认的天坑约有130个。

201610月底,陕西组织国内外地质专家学者,共同对汉中天坑群进行实地勘查和成果论证。专家组一致认为:典型性、原始性、稀有性、完整性等资源禀赋优异,具备科学研究、科考探险、观光旅游等多种价值,达到了世界级地质遗迹的标准。国际著名洞穴探险家让·波塔西在考察宁强禅家岩地洞河天坑后,赞誉其为“世界上最美的天坑!”

  汉中天坑群的科研价值更是独一无二。“以往天坑群均位于北纬24~31度之间和南、北纬20度以内,而汉中天坑群则位于北纬33度附近,是湿润热带、亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的地质景观,这出乎所有地质学家的意料。”中国地质科学院岩溶地质研究所高级工程师张远海将其称为世界奇迹,“它填补了世界岩溶地质研究空白,也增加了更多生物研究的原始样本。”

中国地质科学院岩溶地质研究所所长刘同良认为,对如此大规模天坑群形成机理、条件及演化规律的研究,将为汉中盆地断陷与洞穴峡谷形成、秦岭南部古环境变化、中国南北方乃至全球古气候变化的研究提供宝贵素材,也为研究大巴山生物多样性、丰富性提供了极佳场所。

  据了解,陕西将计划全面做好天坑群的保护性开发工作,适时启动国家乃至世界地质公园和自然遗产申报工作,把这一“地球的礼物、世界的奇迹”献给全人类

 陕西省近日发布,汉中发现分布有49处天坑的罕见世界级天坑群。坑内有原始林区,部分坑底还有溶洞,洞内分布有石钟乳、石笋、石田、石珍珠等。此外,还发现了天坑溶洞群的特有动物鼯鼠。

 

  数量位居世界第一

 

  据悉,新发现的汉中天坑群,不仅数量位居世界第一,具有稀、奇、峻、雄、险、秀的特点,还因岩溶系统完整,生态系统良好,各类地质遗迹均保持着原始状态,是最完整、最具自然状态的世界级地质遗迹。国际著名洞穴探险家让·波塔西赞誉汉中宁强县禅家岩地洞河天坑为“世界上最美的天坑”。

 

  汉中天坑群位于秦巴山区,主要分布在宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇4个区域。其中,镇巴县三元镇和南郑县小南海镇天坑群最为密集,岩溶地貌景观形态最为完整,分别达19个和16个;单体规模最大天坑为镇巴三元圈子崖天坑,口径最大处520米,最大深度320米;还有形态最典型的镇巴天悬天坑、坑底有原始森林的南郑伯牛大型天坑。

 

  此外,西乡县骆家坝镇集中区发育有雄伟壮观的天生桥,同时还发现了商周时期川陕最大悬棺遗址——“神仙崖”悬棺墓。

 

  有关资料显示,2005年,国际喀斯特天坑考察组在重庆、广西一带大规模考察后,“天坑”这个术语在国际喀斯特学术界获得一致认可,并开始用汉语拼音“tian-keng”通行国际。

 

  按天坑分级原则,深度和宽度均超过500米的为超级天坑,全世界仅有3例,全部在中国:重庆奉节小寨天坑(地面标高1331米,深666.2米)、重庆武隆后坪天坑(总深度约500米)、陕西汉中天坑群。

 

  天坑群或改写地质历史

 

  今年10月底,陕西省组织国内外地质专家学者,共同对汉中天坑群进行实地勘查和成果论证。专家一致认为,汉中天坑群不仅在数量上位居世界第一,而且其典型性、原始性、稀有性、完整性等资源禀赋优异,具备科学研究、科考探险、观光旅游等多种价值,达到了世界级地质遗迹的标准。

 

  在汉中天坑群发现之前,全世界发现并确认的天坑约有130个。中国地质科学院岩溶地质研究所所长刘同良介绍,汉中天坑群是湿润热带、亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观,也是中国岩溶台原面上发育数量最多的天坑群;对其形成机理、条件、演化规律等方面的研究,将对中国南北方乃至全球古地理环境及气候变化的对比分析具有重要科学价值。

 

  汉中发现罕见“天坑群”的重要价值在于,不仅极大地丰富了中国乃至世界地质遗迹旅游资源,更填补了世界岩溶地质研究空白,增加了生物研究原始样本,被专家誉为改写地质历史的世界级“自然博物馆”。

 

  天坑奇观助力经济发展

 

  除了具备重大科研价值,汉中天坑群也有着极强的观赏性。天坑四周多为悬崖峭壁或形态各异的钟乳石,崖壁上有飞瀑流泉、蝶飞萤绕,底部有原始植被、天坑生态环境下特有动植物、相互连通的溶洞群以及地下暗河。

 

  以往经验表明,天坑的发现往往会引来众多国内外探险爱好者、洞穴爱好者,也会带动天坑所在地的经济发展。

 

  例如,重庆武隆在发现天坑之前,是重庆最贫困的县区之一。自天坑发现后,它几乎成了火炉重庆的避暑山庄,也成为重庆最富庶的县。

 

  专家一致认为,通过保护性开发、合理规划,汉中天坑群必将成为陕西省新的重要旅游目的地,成为陕南地区特别是贫困地区新的经济增长点。

 

  陕西省将全面做好天坑群的保护性开发工作,适时启动国家乃至世界地质公园和自然遗产申报工作,把这一“地球的礼物、世界的奇迹”献给全人类。


——The  End——




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