明溪县玉虚洞岩溶地貌特征及其科普价值

肖建安

（明溪县自然资源局，福建 明溪 365200）

距今两亿九千六百万年前的晚石炭世，明溪县玉虚洞周边地区是一片汪洋大海，形成生物繁生的热带亚热带碳酸盐台地，经碳酸盐沉积，形成数百米厚的二叠纪船山组灰岩[1]。在漫长的岁月里，玉虚洞经历多次强烈的地壳运动，受构造运动影响，抬升为陆地，原有灰岩普遍发生褶皱断裂，形成许多断层、节理和裂缝。这里雨量丰富，植被繁茂，带有二氧化碳和植物酸的水流渗入石灰岩裂缝，经过长期的冲刷、溶蚀和切割，裂缝扩大，渐成溶洞。随着地壳的每一次上升，地下水便沿着裂缝向下冲刷、溶蚀、切割一次，形成新的洞穴，这就是玉虚洞有两个层次的原因。高层次的洞穴发育较早，年龄大；低层的是相对年轻的[2]。同时，石灰石被水溶解，滴在地上的“长”出石笋；滴水的上方，石灰石延伸，悬挂着钟乳石；钟乳石和石笋相接，形成石柱，这样就形成千姿百态的洞景。

1 地质概况

1.1 地层

明溪县船山组地层主要出露在玉虚洞-叶厝坑一带，面积仅为0.31 km2。它为单一的碳酸盐沉积，主要岩性为灰色厚-块状含生物碎屑微晶灰岩、微晶内砂屑灰岩，局部夹有少量白云质灰岩透镜体。灰岩中化石丰富，反映浅海生物特征，其形成环境为浅海局限台地-台地边缘浅滩沉积环境。

1.2 地质构造

构造上，研究区处于闽西北隆起带中浦城-洋源隆起南缘，自元古代以来，经历三大发展阶段，即晚元古代-早古生代的地槽阶段，晚古生代-中生代早期的准地台阶段和中生代晚期的内陆盆地、内陆断陷盆地阶段，构造复杂，构造形迹类型丰富。在漫长的岁月里，玉虚洞经历多次强烈的地壳运动，抬升为陆地，原有灰岩普遍发生褶皱断裂，形成许多断层、节理和裂缝。

1.3 溶洞形成过程

岩溶区地下水沿着岩层的层面和裂隙进行溶蚀和机械侵蚀，形成近于水平或倾斜的厅堂状、廊道状、竖井状的大型地下空洞[3]。随着水流的机械侵蚀和溶洞的扩大，洞顶和洞壁常发生岩块崩落。溶洞发育是水流溶蚀、机械侵蚀和重力崩塌等多种地质作用的结果。

2 玉虚洞岩溶地貌景观及特征

玉虚洞发育于晚古生代中二叠系船山组海相碳酸盐岩中，地层产状为270°∠45°。溶洞系统以迷宫式展布的洞道、厅堂和发育水平状顶板、弧形侧壁，较平坦洞底，洞顶悬吊岩、溶痕和各种次生碳酸钙沉积物为特点。

2.1 溶洞景观及特征

玉虚洞位于蟠龙山中段，有前后两个洞口，进洞口朝东北方向，高程为475 m，出洞口也朝东北方向，高程为488 m，主洞弯弯曲曲，长为150 m，洞厅回旋，总体呈U 字形，东西宽为5～30 m，洞高为3～30 m，洞内平面面积超过2 000 m2，为地下河侵蚀形成的廊道厅堂联合式溶洞。由于经历间歇性地壳抬升，全洞发育成两层，可分为三个廊道和三个洞厅，洞内潜流一条地下暗河。洞内廊道与洞厅相间，流水侵蚀与机械沉积共存，溶蚀残余与次生沉积相依，岩溶景观精彩纷呈。全洞分为响石廊、琵琶廊、九曲廊三个廊道和鸿濛厅、桃花厅和仙源厅三个洞厅，洞厅之间由廊道相连，垂向上可分为2 层溶洞。

响石廊为地下河曲流侵蚀、溶蚀形成的深切狭窄弯曲状廊道式溶洞。溶洞曲折蜿蜒，长约为20 m，宽为2～5 m，高为3～5 m，面积约为80 m2，它是玉虚洞的第一个廊道。琵琶廊为暗河曲流侵蚀、溶蚀形成的廊道式溶洞。廊道宽窄相间，洞壁干净，长约为30 m，宽为15～25 m，高为3～9 m，面积约为550 m2。九曲廊为暗河曲流侵蚀、溶蚀形成的廊道式溶洞。廊道狭窄曲折，回旋上升，长为25 m，宽为2～10 m，高为2～10 m，面积约为400 m2。洞顶由略倾斜平坦板面状天板组成，有洞壁边槽错落，暗河侧蚀的流痕成片，完整清晰地记录着暗河流水侵蚀。

鸿濛厅为暗河流水与空气侵蚀、溶蚀形成的穹形洞厅，长为20 m，宽为8～12 m，高为5～10 m，面积约为250 m2。桃花厅为暗河流水与空气侵蚀、溶蚀形成的穹形洞厅，长为30 m，宽为12～15 m，高为8～12 m，面积约为450 m2。洞内以边槽、石锅、悬吊岩、蚀余和石钟乳较为发育，洞内摩崖石刻琳琅满目。仙源厅为玉虚洞最后一个洞厅，也是规模最大、高度最大、宽敞而远深的洞厅，长为10 m，宽为12～30 m，高为10～15 m，面积约为350 m2。洞顶石钟乳倒挂，滴水似帘也成为玉虚洞另一称号“滴水岩”的主要景观。

2.2 溶洞地貌景观及特征

2.2.1 蚀余构造景观

溶洞内，由于地下水、裂隙水对溶洞顶板、侧壁及底板石灰岩长期机械侵蚀、溶蚀作用，顶板、侧壁及底板形成边槽、蚀龛、流痕、溶沟（溶槽）、石锅、悬吊岩、溶洞石芽等千姿百态的洞穴灰岩蚀余景观[4]。

（1）边槽与蚀龛。地下水侵蚀、溶蚀后，在溶洞侧壁上形成近于水平延伸的溶沟——边槽。延伸短，中部深入侧壁，两端沿洞壁尖灭的弧形凹槽，则称蚀龛。随着地壳间歇性抬升和流水逐级侵蚀下切，溶洞侧壁常自上而下分布数层边槽或蚀龛。玉虚洞古暗河和曲流发育，流水侵蚀形成的边槽与蚀龛十分发育，琵琶廊至九曲廊一带，洞道曲折迂回，洞壁波状弯曲，廊道式溶洞与洞壁边槽、蚀龛发育完整。从溶洞侧壁发育的边槽规模及其数量分析，在玉虚洞下层溶洞发育期间，地壳曾大致经历2 次较强烈的间歇性抬升，暗河迅速下切，形成一级大型弧形侧壁，单级高度为2.5～4.0 m；每次间歇性抬升和河道下切后，地壳抬升趋缓，边槽内发育单级高0.2～0.5 m 的次级边槽，共有5 级，特征明显。

（2）流痕。玉虚洞内可见波状流痕，主要在琵琶廊-九曲廊地下暗河的溶洞侧壁的边槽及底板上成片地分布，形成壮观的鱼鳞壁景观。流痕波长为5～10 cm，波峰高为1～2 cm。流痕具迎水面坡长而缓、背水面坡短而陡的特点，据流痕迎水面与背水面的坡向判断，溶洞形成时古暗河的流向为西南向，与现代暗河的流向一致。

（3）石锅。石锅（天锅）为发育于溶洞顶板上状如倒锅底形的圆形凹坑，其形成于洞穴发育过程的饱水带演化阶段，是洞穴充水时暗河流水与充填于洞穴的气体对溶洞顶板侵蚀、溶蚀的结果。琵琶廊内发育大型石锅，直径约为5 m。

（4）悬吊岩。悬吊岩是溶洞顶板和洞壁呈钟乳状向下垂吊的石灰岩溶蚀残留体，因类似石钟乳，故亦称“假钟乳”。玉虚洞洞顶和洞壁高低错落、大小不等、形态各异的悬吊岩极为发育，倒挂琵琶、磐石等悬吊岩神形兼备，与晶莹剔透的钟乳石争奇斗巧，相映成趣，共同构成玉虚洞琳琅满目的洞穴岩溶大观。

（5）溶洞石芽。溶洞石芽是溶洞底板、侧壁石灰岩经地下水机械侵蚀、溶蚀，局部形成孤立状兀立于底板上的石灰岩溶蚀残余体。因形似地表岩溶形成的石芽或溶洞次生化学沉积形成的石笋，故称“溶洞石芽”或“假石笋”。玉虚洞溶洞石芽的数量与形态繁多，栖鹰石、金蟾石、弹指石、跃鱼石、龟石等形象逼真，惟妙惟肖的溶洞石芽成为溶洞内独具特色的岩溶景观。

（6）蚀余石柱。溶洞石灰岩经地下水机械侵蚀、溶蚀，局部形成孤立连接顶、底板的柱状石灰岩溶蚀残余体。玉虚洞仙源厅的左天柱、中天柱、右天柱雄伟高耸，为玉虚洞的一大特色景观，三根石柱平均高约为7 m，直径约为5 m。

2.2.2 次生化学沉积类型及景观

玉虚洞裂隙水发育，次生化学沉积类型丰富，玉虚洞以重力水沉积为主，重力水沉积可分为渗滴水沉积、流水沉积和飞溅水沉积。一是渗滴水沉积。溶洞顶部节理、裂隙中溢出的水流（滴）断续地向洞底滴落，水中碳酸钙沉积形成鹅管、石钟乳、石笋、石柱之类的钟乳石。玉虚洞又名“滴水岩”，正是以仙源厅中滴水岩命名的。滴水岩为石钟乳，沿着30°走向的节理裂隙发育，直径为0.5 m，高约为0.8 m，枯水期亦可见水流滴落。二是流水沉积。溶洞内连续运动的水流在向下流动过程中形成层状、带状和片状的次生碳酸钙沉积物。三是飞溅水沉积。玉虚洞内偶见由飞溅水沉积形成的石葡萄、石珠、石球，它们或簇生于洞壁，或附生于石笋、石帘、石帷幔表面。

2.2.3 洞穴崩塌堆积

玉虚洞内较大的洞厅常为廊道式溶洞崩塌后扩大而形成的大洞厅，洞厅底部堆积着体积不等的崩塌岩块，有些崩塌岩块上还发育滴水、飞溅水或凝聚水沉积形成的石笋、石花、石珠、石葡萄等化学沉积，形成奇特的洞穴崩塌堆积地貌。

2.2.4 水体景观

玉虚洞暗河宽为1～3 m，流量受季节变化影响较显著。水清流缓、蜿蜒流淌的暗河在洞中时隐时现，潺潺流水构成洞穴别具一格的水体景观，给溶洞增添无穷的深邃意境。

3 结论

玉虚洞岩溶发育系统完整，岩溶类型发育齐全，岩溶景观精彩纷呈，暗河流水侵蚀作用清晰可辨，各种遗迹形成过程均有保存，且基本保持原始的自然状态，未遭受破坏。它系统地展示更新世以来地壳间歇性抬升和暗河逐级下切侵蚀与侧蚀，溶洞饱水带演化阶段的流水侵蚀和包气带演化阶段的重力崩塌、溶蚀和次生化学沉积的发育过程，是一处极为稀有和典型的饱水带和包气带发育阶段地质遗迹均有保存的溶洞，也是一个岩溶作用的生动课堂，有重要的科学研究和科普教育价值[5]。明溪县玉虚洞岩溶地貌具有典型性和稀有性，科学价值较高。