明溪縣玉虛洞巖溶地貌特征及其科普價值

肖建安

（明溪縣自然資源局，福建 明溪 365200）

距今兩億九千六百萬年前的晚石炭世，明溪縣玉虛洞周邊地區是一片汪洋大海，形成生物繁生的熱帶亞熱帶碳酸鹽臺地，經碳酸鹽沉積，形成數百米厚的二疊紀船山組灰巖[1]。在漫長的歲月里，玉虛洞經歷多次強烈的地殼運動，受構造運動影響，抬升為陸地，原有灰巖普遍發生褶皺斷裂，形成許多斷層、節理和裂縫。這里雨量豐富，植被繁茂，帶有二氧化碳和植物酸的水流滲入石灰巖裂縫，經過長期的沖刷、溶蝕和切割，裂縫擴大，漸成溶洞。隨著地殼的每一次上升，地下水便沿著裂縫向下沖刷、溶蝕、切割一次，形成新的洞穴，這就是玉虛洞有兩個層次的原因。高層次的洞穴發育較早，年齡大；低層的是相對年輕的[2]。同時，石灰石被水溶解，滴在地上的“長”出石筍；滴水的上方，石灰石延伸，懸掛著鐘乳石；鐘乳石和石筍相接，形成石柱，這樣就形成千姿百態的洞景。

1 地質概況

1.1 地層

明溪縣船山組地層主要出露在玉虛洞-葉厝坑一帶，面積僅為0.31 km2。它為單一的碳酸鹽沉積，主要巖性為灰色厚-塊狀含生物碎屑微晶灰巖、微晶內砂屑灰巖，局部夾有少量白云質灰巖透鏡體。灰巖中化石豐富，反映淺海生物特征，其形成環境為淺海局限臺地-臺地邊緣淺灘沉積環境。

1.2 地質構造

構造上，研究區處于閩西北隆起帶中浦城-洋源隆起南緣，自元古代以來，經歷三大發展階段，即晚元古代-早古生代的地槽階段，晚古生代-中生代早期的準地臺階段和中生代晚期的內陸盆地、內陸斷陷盆地階段，構造復雜，構造形跡類型豐富。在漫長的歲月里，玉虛洞經歷多次強烈的地殼運動，抬升為陸地，原有灰巖普遍發生褶皺斷裂，形成許多斷層、節理和裂縫。

1.3 溶洞形成過程

巖溶區地下水沿著巖層的層面和裂隙進行溶蝕和機械侵蝕，形成近于水平或傾斜的廳堂狀、廊道狀、豎井狀的大型地下空洞[3]。隨著水流的機械侵蝕和溶洞的擴大，洞頂和洞壁常發生巖塊崩落。溶洞發育是水流溶蝕、機械侵蝕和重力崩塌等多種地質作用的結果。

2 玉虛洞巖溶地貌景觀及特征

玉虛洞發育于晚古生代中二疊系船山組海相碳酸鹽巖中，地層產狀為270°∠45°。溶洞系統以迷宮式展布的洞道、廳堂和發育水平狀頂板、弧形側壁，較平坦洞底，洞頂懸吊巖、溶痕和各種次生碳酸鈣沉積物為特點。

2.1 溶洞景觀及特征

玉虛洞位于蟠龍山中段，有前后兩個洞口，進洞口朝東北方向，高程為475 m，出洞口也朝東北方向，高程為488 m，主洞彎彎曲曲，長為150 m，洞廳回旋，總體呈U 字形，東西寬為5～30 m，洞高為3～30 m，洞內平面面積超過2 000 m2，為地下河侵蝕形成的廊道廳堂聯合式溶洞。由于經歷間歇性地殼抬升，全洞發育成兩層，可分為三個廊道和三個洞廳，洞內潛流一條地下暗河。洞內廊道與洞廳相間，流水侵蝕與機械沉積共存，溶蝕殘余與次生沉積相依，巖溶景觀精彩紛呈。全洞分為響石廊、琵琶廊、九曲廊三個廊道和鴻濛廳、桃花廳和仙源廳三個洞廳，洞廳之間由廊道相連，垂向上可分為2 層溶洞。

響石廊為地下河曲流侵蝕、溶蝕形成的深切狹窄彎曲狀廊道式溶洞。溶洞曲折蜿蜒，長約為20 m，寬為2～5 m，高為3～5 m，面積約為80 m2，它是玉虛洞的第一個廊道。琵琶廊為暗河曲流侵蝕、溶蝕形成的廊道式溶洞。廊道寬窄相間，洞壁干凈，長約為30 m，寬為15～25 m，高為3～9 m，面積約為550 m2。九曲廊為暗河曲流侵蝕、溶蝕形成的廊道式溶洞。廊道狹窄曲折，回旋上升，長為25 m，寬為2～10 m，高為2～10 m，面積約為400 m2。洞頂由略傾斜平坦板面狀天板組成，有洞壁邊槽錯落，暗河側蝕的流痕成片，完整清晰地記錄著暗河流水侵蝕。

鴻濛廳為暗河流水與空氣侵蝕、溶蝕形成的穹形洞廳，長為20 m，寬為8～12 m，高為5～10 m，面積約為250 m2。桃花廳為暗河流水與空氣侵蝕、溶蝕形成的穹形洞廳，長為30 m，寬為12～15 m，高為8～12 m，面積約為450 m2。洞內以邊槽、石鍋、懸吊巖、蝕余和石鐘乳較為發育，洞內摩崖石刻琳瑯滿目。仙源廳為玉虛洞最后一個洞廳，也是規模最大、高度最大、寬敞而遠深的洞廳，長為10 m，寬為12～30 m，高為10～15 m，面積約為350 m2。洞頂石鐘乳倒掛，滴水似簾也成為玉虛洞另一稱號“滴水巖”的主要景觀。

2.2 溶洞地貌景觀及特征

2.2.1 蝕余構造景觀

溶洞內，由于地下水、裂隙水對溶洞頂板、側壁及底板石灰巖長期機械侵蝕、溶蝕作用，頂板、側壁及底板形成邊槽、蝕龕、流痕、溶溝（溶槽）、石鍋、懸吊巖、溶洞石芽等千姿百態的洞穴灰巖蝕余景觀[4]。

（1）邊槽與蝕龕。地下水侵蝕、溶蝕后，在溶洞側壁上形成近于水平延伸的溶溝——邊槽。延伸短，中部深入側壁，兩端沿洞壁尖滅的弧形凹槽，則稱蝕龕。隨著地殼間歇性抬升和流水逐級侵蝕下切，溶洞側壁常自上而下分布數層邊槽或蝕龕。玉虛洞古暗河和曲流發育，流水侵蝕形成的邊槽與蝕龕十分發育，琵琶廊至九曲廊一帶，洞道曲折迂回，洞壁波狀彎曲，廊道式溶洞與洞壁邊槽、蝕龕發育完整。從溶洞側壁發育的邊槽規模及其數量分析，在玉虛洞下層溶洞發育期間，地殼曾大致經歷2 次較強烈的間歇性抬升，暗河迅速下切，形成一級大型弧形側壁，單級高度為2.5～4.0 m；每次間歇性抬升和河道下切后，地殼抬升趨緩，邊槽內發育單級高0.2～0.5 m 的次級邊槽，共有5 級，特征明顯。

（2）流痕。玉虛洞內可見波狀流痕，主要在琵琶廊-九曲廊地下暗河的溶洞側壁的邊槽及底板上成片地分布，形成壯觀的魚鱗壁景觀。流痕波長為5～10 cm，波峰高為1～2 cm。流痕具迎水面坡長而緩、背水面坡短而陡的特點，據流痕迎水面與背水面的坡向判斷，溶洞形成時古暗河的流向為西南向，與現代暗河的流向一致。

（3）石鍋。石鍋（天鍋）為發育于溶洞頂板上狀如倒鍋底形的圓形凹坑，其形成于洞穴發育過程的飽水帶演化階段，是洞穴充水時暗河流水與充填于洞穴的氣體對溶洞頂板侵蝕、溶蝕的結果。琵琶廊內發育大型石鍋，直徑約為5 m。

（4）懸吊巖。懸吊巖是溶洞頂板和洞壁呈鐘乳狀向下垂吊的石灰巖溶蝕殘留體，因類似石鐘乳，故亦稱“假鐘乳”。玉虛洞洞頂和洞壁高低錯落、大小不等、形態各異的懸吊巖極為發育，倒掛琵琶、磐石等懸吊巖神形兼備，與晶瑩剔透的鐘乳石爭奇斗巧，相映成趣，共同構成玉虛洞琳瑯滿目的洞穴巖溶大觀。

（5）溶洞石芽。溶洞石芽是溶洞底板、側壁石灰巖經地下水機械侵蝕、溶蝕，局部形成孤立狀兀立于底板上的石灰巖溶蝕殘余體。因形似地表巖溶形成的石芽或溶洞次生化學沉積形成的石筍，故稱“溶洞石芽”或“假石筍”。玉虛洞溶洞石芽的數量與形態繁多，棲鷹石、金蟾石、彈指石、躍魚石、龜石等形象逼真，惟妙惟肖的溶洞石芽成為溶洞內獨具特色的巖溶景觀。

（6）蝕余石柱。溶洞石灰巖經地下水機械侵蝕、溶蝕，局部形成孤立連接頂、底板的柱狀石灰巖溶蝕殘余體。玉虛洞仙源廳的左天柱、中天柱、右天柱雄偉高聳，為玉虛洞的一大特色景觀，三根石柱平均高約為7 m，直徑約為5 m。

2.2.2 次生化學沉積類型及景觀

玉虛洞裂隙水發育，次生化學沉積類型豐富，玉虛洞以重力水沉積為主，重力水沉積可分為滲滴水沉積、流水沉積和飛濺水沉積。一是滲滴水沉積。溶洞頂部節理、裂隙中溢出的水流（滴）斷續地向洞底滴落，水中碳酸鈣沉積形成鵝管、石鐘乳、石筍、石柱之類的鐘乳石。玉虛洞又名“滴水巖”，正是以仙源廳中滴水巖命名的。滴水巖為石鐘乳，沿著30°走向的節理裂隙發育，直徑為0.5 m，高約為0.8 m，枯水期亦可見水流滴落。二是流水沉積。溶洞內連續運動的水流在向下流動過程中形成層狀、帶狀和片狀的次生碳酸鈣沉積物。三是飛濺水沉積。玉虛洞內偶見由飛濺水沉積形成的石葡萄、石珠、石球，它們或簇生于洞壁，或附生于石筍、石簾、石帷幔表面。

2.2.3 洞穴崩塌堆積

玉虛洞內較大的洞廳常為廊道式溶洞崩塌后擴大而形成的大洞廳，洞廳底部堆積著體積不等的崩塌巖塊，有些崩塌巖塊上還發育滴水、飛濺水或凝聚水沉積形成的石筍、石花、石珠、石葡萄等化學沉積，形成奇特的洞穴崩塌堆積地貌。

2.2.4 水體景觀

玉虛洞暗河寬為1～3 m，流量受季節變化影響較顯著。水清流緩、蜿蜒流淌的暗河在洞中時隱時現，潺潺流水構成洞穴別具一格的水體景觀，給溶洞增添無窮的深邃意境。

3 結論

玉虛洞巖溶發育系統完整，巖溶類型發育齊全，巖溶景觀精彩紛呈，暗河流水侵蝕作用清晰可辨，各種遺跡形成過程均有保存，且基本保持原始的自然狀態，未遭受破壞。它系統地展示更新世以來地殼間歇性抬升和暗河逐級下切侵蝕與側蝕，溶洞飽水帶演化階段的流水侵蝕和包氣帶演化階段的重力崩塌、溶蝕和次生化學沉積的發育過程，是一處極為稀有和典型的飽水帶和包氣帶發育階段地質遺跡均有保存的溶洞，也是一個巖溶作用的生動課堂，有重要的科學研究和科普教育價值[5]。明溪縣玉虛洞巖溶地貌具有典型性和稀有性，科學價值較高。