[科普中国]-渗流溶洞

渗流溶洞（percolation cavern）是指地下水面以上的岩溶水，因受重力作用的影响，向下流动过程中，溶蚀碳酸盐类岩体形成的洞穴。

简介溶洞分类的原则很多，有按成因分类，有按形态分类，有按构造分类等。其实每一个溶洞的成因可能是多种的，是相互叠加的，反映在形态上也是千姿百态，多种多样。英国学者D.C.福德（1971）以水动力带对溶洞进行分类，分为以下四种：渗流溶洞、浅饱水带溶洞、深饱水带溶洞、承压水溶洞。

其中，渗流溶洞（percolation cavern）就是指地下水面以上岩溶水受重力作用向下流动过程中溶蚀碳酸盐类岩体形成的洞穴。根据渗流溶洞的位置和形成机理，可以分为两种类型：渗流带上部的渗流溶洞和渗流带下部的渗流溶洞。

渗流溶洞的厚度与渗流带渗流溶洞的厚度，取决于渗流带的厚度，后者的厚度则决定于该地区地质构造、地形和气候特征。

在切割微弱的平原地区，渗流带的厚度通常不超过100米。在山区，厚度可达几百米。这个带内的水以下降渗流运动为主，它的补给条件取决于渗漏水、降水和地表水的渗入。随着深度的增加，向下溶蚀作用就逐渐减弱。同时，近地表土壤层空气中的CO2含量，有时要比空气中的CO2含量高10-15倍，随着向岩体内部深入，CO2含量也逐渐减少。总的说来，溶蚀作用最强烈的地方是在渗流带的上部，因为那里的水具有较低的矿化度和较高的侵蚀性。1

渗流带上部的渗流溶洞这种渗流溶洞是在渗流带上部由溶蚀作用而形成的溶洞。

形态特征一般形体较小，多呈垂直管道状，在局部层面附近可以形成近于水平或倾斜的袋状洞穴，它们的外形取决于小型构造和岩性。在交叉节理发育的地区，多发育地下竖井。

形成机理渗流带上部的渗流溶洞是由薄膜水和毛细管水的溶蚀作用而形成的。

总的说来，这一类洞穴，在平面上和纵剖面上是比较简单的。如果渗流带洞穴位于高原内部渗流带很厚的地方，这里洞穴就可以发育得比较大些，因而也常伴随有洞顶部和洞壁崩塌体的产生。崩塌体产生过程是各种各样的，但其结果常常是相同的，常是块状、板状和薄片状的崩塌体。块状崩塌体是多层的岩石碎块组成的；板状崩塌体由单一岩层组成；薄片状崩塌体的规模要小得多，也是由一个层理的岩石体碎块组成的、这种崩塌体常和碳酸钙堆积物交替出现，形成一种特殊的洞穴堆积层，其厚度可以变化在数米到数十米范围内。

这种由崩塌扩大的洞穴，很少发现跨度超过30米宽的大厅，因为只有极少数岩层才具有这样大宽度间隔的节理，而且当洞穴上面岩层的厚度相当大时，洞顶就会产生相当大的压应力，所以地表会发现不少因洞顶崩塌扩大而形成的漏斗和落水洞。1

渗流带底部的渗流溶洞渗流带底部的洞穴多数经过地下河的塑造。地下河阶段，地下水向邻近河谷排泄，因而它的分布高程受到邻近河谷高程的控制。邻近河谷的高程是受地形和新构造运动控制的。这种溶洞具有以下6种形态特征：

1、有较大的坡降。坡降的火小，视地下河的长度和水量的大小而异，也有不规则的，但坡降总是和山坡的坡度近似的。

2、有水流所形成的凹槽（溶槽）。这种凹槽是在经久的紊流条件下产生的，并有与流线成直角的平行弧形刃脊，还有典型的不对称的流痕剖面。

3、存在流痕，它分布在河流通道的边缘，是一系列不对称的凹穴，凹穴的向上段具有圆形的边缘，顶端为较陡的坡度，向下段具有较尖锐的形态，呈延长轴展布。这些流痕大小变化很大，然而在特定的位置上，它们的大小又比较一致。这种形态特征可以作为水流方向的指示物，以鉴别已干涸的廊道过去水流的流向。

4、地下河机械作用较强，表现于通道中常形成下切沟槽，底部侵蚀大干顶部，也常因在洪水时期洞内全部充水而向上溶蚀，出现一些溶蚀锅穴。

5、具有较粗的河流沉积物以及这些物质的磨蚀作用。冲积物质的粒径，可以由粘土级到砾石级甚至巨砾级。物质的来源可以由落水洞或地表河流带来。在具有较粗大的砾石级的地下河河床底部，可以形成锅穴或石臼，其中表现出非常集中的侵蚀作用，甚至形成一种特殊形状的壶形冲蚀穴，它在横断面上通常似环状或椭圆形，也可以成圆形。

6、在水平岩层，特别在薄层水平岩层中，横断面上呈等腰三角形或矩形。1

形成作用渗流溶洞的形成作用，除了渗流水和潜水以外，还有凝聚水。这种凝聚水在热天依赖于进入岩体内空气中的水分，这种含有碳酸的地下空气中冷凝起来的水分是有相当侵蚀性的。1

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院