蕴美石花 洞容天下——北京石花洞国家地质公园见闻

本刊记者 段雯娟

龙宫竖琴

北京石花洞国家地质公园位于北京市房山区境内，是中国第一座以岩溶洞穴自然景观为主体的地质公园。石花洞景区自然景观奇特，洞内沉积物分布密集，类型齐全，数量繁多，有滴水、流水、渗透水、停滞水和飞溅水五种沉积类型，四十多种沉积形态。洞中大量的月奶石为国内首次发现，石旗、石盾、石幔是中国洞穴沉积物的典型代表。石花洞现已对外开放一至四层，游览路线为2500多米，分为16个厅堂，共18个景区，120余处景观。

洞中常年恒温13oC，一年四季温暖如春，空气新鲜。石花洞处在中国北方半干旱季风地区。如今，它早已成为了蜚声中外的“溶洞博物馆”。作为国家级风景名胜区、国家AAAA级旅游景区，石花洞凭借其自身独有的魅力，不知倾倒了多少中外来者。大凡观赏过石花洞的游客，无不被那些动魄惊心、陆离光怪的自然景观倾倒，为那些天开地就的石花、石枝、石盾、石幔而感叹大自然的鬼斧神工。

石花洞发育在中奥陶系马家沟组石灰岩中，是岩溶洞穴的典型代表。钟乳石以碳酸钙成分为主，经专家审定认为，几乎囊括了岩溶和洞穴文献中所描述过的全部沉积物形态类型。既有像我国南方洞穴中常见的滴水、流水、水塘沉积形成的石笋、石柱、石瀑布、石幔、月奶石、晶花等，又有北方洞穴中常见的毛细水、渗透水、裂隙承压水沉积形成的石枝、石花、石盾、朵状石花等精美壮观的景观。

石花洞被地质专家称为“北京的地下明珠，岩溶形态的殿堂”，原国家科委主任宋健同志亲自为石花洞题词“地下地质奇观 溶洞博物馆”。经岩溶地质专家在石花洞十年的研究发现，石花洞中的石笋微理层记载了自公元前665年至1985年以来2650年的北京夏季逐年温度，所以被称为“千年温度计”。由于石笋年层能够直观的告诉我们年代，因此又称为“天然时钟”。

滴水形成的地质奇观

溶洞中的水滴含有碳酸钙，它们在垂挂和落地蒸发的过程中不断析出，沉积物便形成了大量的石笋、石钟乳、石柱和鹅管等地质景观。

进入石花洞的第一个景观就是由滴水形成的石笋。外形像是一头狮子在此迎接每一位前来参观的游客，景观取名“雄狮迎客”在石狮的旁边有尊石佛，是地藏王菩萨，佛像石座底部有石刻说明，是圆广和尚在石花洞定居修炼十年后于1456年筹资雕刻的，并同时在洞口上方的石崖上雕刻了九尊佛像，连同地藏王菩萨正好是十尊，所以当初石花洞又叫“十佛洞”（石佛洞）。

在石花洞二层主洞，记者看到一处形似一颗柳树的自然景观，石柱形似树干，树枝是由洞顶垂下的石钟乳和石幔形成的。据讲解员介绍，这个景观是由滴水、流水沉积而形成的，景观非常形象，故取名“玉柳垂荫”。

顺着“玉柳垂荫”抬头向上看，在洞顶上悬挂着的是洞中最大的石钟乳，这处石钟乳是有滴水和流水沉积形成的，由洞顶向下生长的，巨大的石钟乳高18m宽3m，形似一个倒悬的火炬在熊熊燃烧，故取名“火炬倒悬”，为洞中第四大奇观。

银旗漫卷

跟着讲解员继续往前走就来到了石花洞的“龙宫”，这里距地面垂直高度有78km，是二层的最深处。两根粗细均匀雄伟壮观的石柱是由石笋和石钟乳相连向内生长对接形成的，高度是12．6m是洞中最高的两根石柱。他们形态相似、成因相同、年代相近，故而合称“擎天鸳鸯柱”，是洞中的第六大奇观。

石花洞的第四层分为西厅和东洞，在东洞主要观看的景观是“鹅管”，鹅管是滴水沉积形成的，洞顶渗水下滴速度较慢时，水滴在悬挂状态时水中二氧化碳逸出，溶液变得过饱和而碳酸钙析出，并在水滴表面结成一个薄薄的晶膜，而后水滴受自身重量坠落，晶膜仅在与洞顶连接处沉积下来，形成一个环，其直径与水滴直径相似。下渗水不断供给，久而久之，便形成了细长、中空、洁白的钟乳石，称之为“鹅管”。

火树银花

停滞水形成的地质奇观

洞中包涵重碳酸钙的洞底积水由于受气压，以及洞内温度的变化影响，使水中的二氧化碳溢出，产生了各种形态的沉积物，形成了结晶石花、云盆、月奶石等景观。

半池清水半池花，十里香魂十里家，月奶石莲弘国粹，朵朵白莲映彩霞。来到石花洞的第二大厅映入眼帘的是一个漂亮的荷花池，盛开着朵朵的莲花，形状似蘑菇、菜花，地质上称为“月奶石”。月奶石外表坚硬，里面是柔软的粉末状物质，月奶石是由池水沉积形成的含水量高、乳白色、可塑性强、乳酪状碳酸钙，其沉积结构有蜂窝状、丝状、丝状与蜂窝组合状，专家们认为可能与细菌作用有关。月奶石是1982年在北京石花洞内首次发现，专家用碳14和轴系测年测定，这些月奶石有3．4万年的历史，为洞内第一大奇观和全国之最。

“云盆”是在洞内凹陷池塘中，由滴水、飞溅水、停滞水共同作用沉积碳酸钙形成的。从池塘析出的沉积物称“池塘沉积”，在池塘的水位线附近，由过饱和水中析出的碳酸钙边框称为“边石”，可以指示过去水塘中水位停滞的高度。在水面上漂浮着几毫米的薄薄的冰片状产物，称之为“水钙膜或穴筏”。在水位线以下，结晶成各种形态的方解石晶簇和水下石葡萄，如穴珠、穴饼池中晶花。石花洞的云盆直径9m为洞内第九大奇观和第五个全国之最。

流水形成的地质奇观

岩溶洞穴的流水沉积主要形成了石旗、石幔、壁流石和石瀑布等景观。

来到石花洞的第二层游览线路长1352m分布了五个大厅，这里的中心大厅厅堂高阔，景物众多。“竹篱茅舍”景观就是壁流石的典型代表。他的外边很像茅草房，墙壁是由一捆捆的竹子扎成的，中间还有一根藤条穿起来，房子的左面是一扇门，好似一幅田园景象，景观取名“竹篱茅舍”这个景观是流水沉积形成的，在地质学上称为“壁流石”。

进入第二层的一个支洞就发现洞内最大的石瀑布，它是由流水在坡面上沉积碳酸钙而形成的，饱含碳酸钙的上部流水沿着洞壁裂隙向下腾泻。这道石瀑布高10米，宽20多米，现在能看到的只是瀑布的三分之一，这是洞内最大的石瀑布，形似水流翻腾而得名“腾流瀑布”，是洞内的第三大奇观。

来到西支洞银旗洞府的最高处，就会看到洞顶上垂下了许多奇形怪状的石钟乳、石剑、石旗，洁白如玉，质地纯净取名为白玉天篷。随着讲解员的灯光打到的地方，记者看到洞顶上最壮观的一面洁白如玉的石旗，它高为 2．18km宽为 1．1m，是由洞顶的滴水、片状流水协同作用沉积形成的。石花洞的这面石旗因水中杂质少。结晶慢、所以通体透明，纯如脂，白如玉，故名“银旗”，这是洞中的第二大奇观和第二个全国之最。

石幔群又称“石帷幕”是由滴水、线状流水、片状流水依洞壁沉积碳酸钙形成的。石花洞内最大的石幔群高10m，宽18m，由540多片石幔组成，称为“龙宫帷幕”。在灯光的照射下，又像一个大型的舞台帷幕还没有拉开。这个景观是洞中的第五大奇观，也是第三个全国之最。

毛细渗透水形成的地质奇观

石花洞的第八大奇观，叫“火树银花”，石花是由洞壁的渗透水、毛细水协同作用沉积形成。这一片石花分布在长30m，宽3m多范围内，几乎全部都是洞壁上的石花、石毛、石枝、石菊花石葡萄，形成了形态多姿的各种石花景观。由于洞中的石花多而美丽，石花洞也因此得名。

石盾是一个比较奇特的景观，在其他溶洞是见不到的。可称石花洞景观一绝。洞壁有裂隙，水不断从裂隙中渗出，形成了多枚石盾，挤压水中，二氧化碳逸出，水变为过饱和积水，不断扩张，沉积形成石盾，在石盾顶部有卷曲石，底部滴水沉积了大量的石钟乳和鹅管。还有成片的方解石晶面，在灯光的照射下闪闪发光，好像夜空中的星星非常美观。

在石花洞中大大小小的石盾有220枚之多，被称为盾的“王国”。石花洞洞中最大的石盾高1．2m直径是2．6m，是由裂隙承压水从裂缝中流出时沉积碳酸钙形成的。从裂隙口开始并向外呈环形逐层生长，形成上下两个盾板面；若水流较大，从石盾边周缘裂隙口流出的水，可向下再形成石钟乳或石幔。故景观取名“龙女绣花台”是洞中的第七大奇观和第四个全国之最。

龙女绣花台

石花洞：千年温度计

中国有千千万万数不清的溶洞，每个溶洞都以其独特的景观和奥秘吸引人们到地下世界去观赏和探索。近年来，北京市地质调查研究院、中国地震局地质研究所和中国科学院的专家在石花洞的石笋中不断发现非常清晰的生长层，年层的厚度一般0．05～0．3mm之间，这也是石笋每年沉积生长的高度。可见石笋年层就像时钟，它能告诉我们石笋哪年沉积多，哪年沉积少。

那么是什么因素决定了石笋沉积量的变化呢？通过数年的洞穴观测分析并和气象记录对比，专家们发现，石花洞石笋的年层面形成于7月，一些石笋的年层厚度变化受地表温度变化的影响最大，因此，通过计算就可以用年层序列恢复过去几千年的温度变化。可见，石花洞的石笋年层既是时钟又是温度计。

现在专家们利用石花洞石笋年层的厚度已经恢复了北京过去2650年的夏季温度。这是目前中国最长的逐年记录的温度年表，也是目前世界上最长的石笋层温度记录。这个“时钟—温度”告诉我们，北京在战国中期、两汉、隋—盛唐、宋—元代及清代晚期以来比较温暖；而在春秋中期、战国后期—西汉前期、南北朝、中唐—五代、明—清代前期较为寒冷。北京石花洞石笋年层温度记录现已在世界数据中心网站向全世界公布，并为国内外科学家广泛引用。北京石花洞正以其美妙的地下景观和独特的科学价值而享誉世界。