摘要：河北省临城白云洞是我国北方半湿润气候条件下发育形成的罕见溶洞，发育于早古生代中寒武统张夏组碳酸岩为主的地层，洞内侵蚀-溶蚀景观和化学沉积景观类型十分丰富，形态多样，具有石幔、石旗、石盾、石钟乳、石笋、石花、石葡萄、鹅管等景观，尤以卷曲石、鹅管、石花等景观最具特色。
　　关键词：临城白云洞； 景观； 成因类型
　　中图分类号：p901 文献标识码：a 文章编号：0439-8114（2013）07-1541-05
　　白云洞位于河北省邢台市临城县西竖乡山南头村东的崆山南端，地理坐标为114°25.09′e，37°27.36′n，是河北临城国家地质公园的重要组成部分。目前已开发人间厅、天堂厅、地府厅、迷宫、龙宫5个不同风格的洞厅，洞内发育形成侵蚀-溶蚀景观和化学沉积景观。本研究通过对这两类典型洞穴景观成因类型的探讨，为我国北方岩溶洞穴景观研究提供参考资料，并为当地旅游资源开发和保护提供科学依据。
　　1 白云洞发育基础
　　1.1 岩石地层
　　崆山一带出露的主要岩石地层为上太古界阜平群、中元古界长城系、下古生界寒武系、奥陶系、上古生界石炭系、二叠系及新生界第四系（图1）。白云洞发育于下古生界寒武系和奥陶系地层，其中，中寒武统张夏组下部为深灰色中厚层鲕状灰岩、泥质灰岩夹页岩和少量竹叶状灰岩，上部为厚-中厚层鲕状灰岩、含生物碎屑鲕状灰岩，总厚约180 m，是白云洞发育的关键层位。
　　1.2 地质构造
　　崆山主要由早古生代碳酸岩地层构成，地貌特征上为向东倾斜的单斜山，相对高差约100 m，地层总体走向为nnw，倾向为nee，倾角约40°（图1）。www.11665.cOM
　　崆山一带主要发育形成了nnw向、ne向及近ew向3组陡倾的张性断层构造。根据各组断层的相互切割关系可判断，它们形成于不同地质时期（图 1）。nnw向断层形成时间较早，为燕山运动期间赞皇古隆起抬升阶段的产物[1]，发育规模较大，纵贯南北，控制了此后崆山地质地貌发育过程。ne向断层和近ew向断层发育规模较小，形成时间较晚，但自新生代形成以来活动性较强，尤其是近ew向断层的左行张扭活动，明显控制了崆山地貌发育过程，不仅断层差异升降运动形成的一系列近ew向地堑-地垒构造使得地表沟谷多呈近ew向延伸，而且断层的左行张扭活动还错断了山体，使山体的不同地段均有明显的左行位移。此外，伴随多期断层的形成和活动，还发育形成了nw向、ne向、nww向及nee向等多组节理（或裂隙）。
　　上述各类断裂构造作为大气降水、地表水的下渗通道和地下水的径流网络以及洞穴与外界连通渠道，为白云洞发育提供了先决条件。
　　1.3 新构造运动
　　自第四纪以来，随着太行山的间歇性隆升，临城白云洞一带曾发生过至少4次地壳抬升过程，根据吴忱[2]对太行山一带的研究，4次地壳抬升时期分别为中更新世早期（0.70～0.60 ma bp）、晚更新世早期（0.12 ma bp～50.00 ka bp）、早全新世中晚期（10.00～7.50 ka bp）和中全新世末期（3.00～2.50 ka bp）。
　　受间歇性构造抬升运动的控制和影响，白云洞各洞穴呈层状分布（图2）。第一层（上层）包括人间厅、天堂厅、地府厅，分布高程140～170 m；第二层包括迷宫的主体和龙宫的上部，分布高程125～135 m；第三层（下层）为龙宫的下部，分布高程115～120 m。
　　1.4 气候
　　临城白云洞主要形成于第四纪，这一时期的气候冷暖、干湿变化显著。地壳抬升期与暖湿气候的耦合有利于地表水的下蚀和阶地、沟谷的形成，而地壳稳定期与暖湿气候的耦合则有利于地貌面、洞穴、各类洞穴景观的发育[3]。
　　临城白云洞地区现代为北温带半湿润大陆性季风气候，春秋季较短，夏冬季较长，年平均气温约13～14 ℃。由于年平均温较低，岩溶作用较弱。
　　2 白云洞景观成因类型
　　白云洞洞穴景观发育较好，类型复杂，形态多样，分布集中。不仅有大量渗流作用形成的各种化学沉积景观，而且有地下水或洞穴水流溶蚀、侵蚀作用形成的化学溶蚀景观。
　　2.1 化学沉积
　　根据沉积景观成因的差异大致上可分为重力水沉积、非重力水沉积和协同沉积3种类型。
　　2.1.1 重力水沉积 根据水文机制的差异，重力水沉积又可分为流水沉积、滴水沉积、飞溅水沉积等。
　　1）流水沉积。
　　石幔：布幔状、舞台帷幕状的碳酸钙沉积景观，具层状堆积特点，其发育过程受水流流量和运动方式、

节理、裂隙等的严格控制和影响。如天堂厅中高8.5 m、宽6.0 m的飞天瀑布（图3-1）和人间厅东侧壁发育的巨型石帷幕（图3-2）等，发育规模较大。
　　石盾：一般都同时生成盾坠，两者一起合称盾帐。石盾的两盾板之间的结合力有限，因此下盾板常因重力作用而坠落。白云洞中典型的石盾有：人间厅东侧发育的盾帐（图3-3）和下盾板坠落后保留在侧壁的上盾板——“孔雀开屏”（图3-4），龙宫中的“仙人掌”、“龙女刺绣”和“龙宫盛宴”（图 3-5）等。且在“龙宫盛宴”石盾的盾板面上还发育了非重力水沉积的卷曲石。
　　石旗：片状次生碳酸钙沉积物，具有条带状结构和一定的透光性，本身为白色，但下渗水溶液中含有泥质、铁质等物质时，也可呈黄色、红色等。如天堂厅西侧长约16.0 m的“玉龙钻天”（图3-6）、惟妙惟肖的“双耳玉兔”（图3-7）和迷宫中的“多彩石幔”等（图3-8），特别是由众多石旗组合而成的“百叶石幔”（图 3-9），为白云洞绝景之一，在其他溶洞中少见。
　　2）滴水沉积。
　　石笋：笋状碳酸钙沉积物，具有叠层状结构。其形态受洞顶滴水的高度、速度的明显制约，当水滴滴落高度较高或速度较快时，石笋顶部下凹（图3-10），反之则凸圆。 　石钟乳和鹅管：白云洞5个洞厅中石钟乳分布较广且密集，群生者多见。由于渗滴水主管道堵塞分叉，在人间厅与天堂厅西侧通道的钟乳石头部分还发育形成了3 支的“三叉神箭”（图3-11）；在迷宫入口附近的鹅管由于连接洞顶的一端被碰断而仅有下部保留，人称“朝天一炷香”（图3-12），是白云洞绝景之一，在其他溶洞中罕见。
　　石柱：白云洞中既有石笋和石钟乳同时发育对接而成的石柱，如天堂厅“横天一枝”所依托的石柱（图3-13）；也有巨型石笋和较小石钟乳相对接的石柱，如龙宫中的“双塔争雄”（图3-14）；还有石钟乳生长至洞底形成的石柱，如天堂厅的“五腿神鹿”（图3-15）、人间厅的“石栅栏”（图 3-16）等。此外，龙宫中的“阴阳玉柱”由相邻的红、白两个小石柱组成（图3-17），形成洁白石柱的滴水中矿物质成分仅为碳酸钙，几乎不含杂质，而形成红色石柱的滴水中则含有一定量的铁质，揭示洞穴景观面貌还受岩溶水中溶解质成分的影响。
　　3）飞溅水沉积。飞溅水沉积景观主要为形如葡萄、菜花的石葡萄、石花等，飞溅水沉积受水流量大小、滴水高度的影响。如人间厅的“石花”（图3-18）。
　　2.1.2 非重力水沉积 白云洞中的非重力水沉积包括雾气凝结水沉积和毛细水沉积两种类型。
　　1）雾气凝结水沉积。雾气凝结水沉积的典型代表为石针、石花等，生长方向不受重力影响，这类景观多分布于迷宫和龙宫中，如迷宫中的石花（图3-19）；龙宫中龙女纱帐帐顶的石针等（图3-20）。
　　2）毛细水沉积。毛细水沉积的典型代表为卷曲石，为螺旋状或扭曲状的碳酸钙沉积景观。由于洞穴湿度、气流和晶体生长速率等多种因素的影响，导致生长方向不受重力影响。如人间厅的网状卷曲石是毛细水条件下形成的类似于丝瓜瓤状的毛针状沉积物（图3-21），它们不定向卷曲生长而成网状，为白云洞绝景之一，在我国其他溶洞中非常罕见。天堂厅的“横天一枝”（也称“节外生枝”）是毛细水沿石钟乳的细小孔洞渗出，在表面张力作用下，二氧化碳逸失，在毛细管外围形成碳酸钙沉积，形似树枝，横向延伸（图3-22）。
　　2.1.3 协同沉积 协同沉积是指有两种或多种运动方式的水流共同作用而形成的次生碳酸钙沉积景观，受水量大小变化的影响。协同沉积主要包括滴水-飞溅水沉积（图3-23）、毛细水-雾气凝结水沉积（图3-24）等。
　　2.2 侵蚀-溶蚀景观
　　洞穴侵蚀-溶蚀景观是指在地下水和洞穴水流的侵蚀、溶蚀作用下，在溶洞顶、底和侧壁形成的各种遗迹，如沟槽、窝穴等。白云洞中主要发育窝穴类、沟槽类、井管类、蚀余类等侵蚀-溶蚀景观。
　　2.2.1 窝穴类 窝穴类是指溶洞顶、底和侧壁大小不一的圆形、椭圆形凹穴或坑穴。白云洞中窝穴多形成于洞顶，一般形成于潜流条件。洞顶窝穴可沿单向裂隙发育，也可沿多组交叉裂隙发育。呈串珠状分布的窝穴多与单向裂隙相关（图3-25），而网状或蜂窝状成群分布的小窝穴则多见于多组裂隙交汇处（图3-26）。
　　2.2.2 井管类 井管类是指受溶蚀、侵蚀或混合溶蚀作用而形成的井状、管状或筒状形态，多发育于洞顶，受裂隙以及层面影响，既可形成于

流带，又可形成于渗流带，如地府厅中的筒状井管即形成于渗流带（图3-27）。
　　2.2.3 沟槽类 沟槽类是指受地下水强烈侵蚀与溶蚀作用而形成的嵌入洞穴侧壁的横向沟槽，形成于潜水面附近，呈层状分布，与洞穴的形成有成因上的联系，可反映白云洞地下潜水位的位置及其相对变动过程。如龙宫中“海底世界”景观处洞穴侧壁的横向沟槽（图3-28）。
　　2.2.4 蚀余类 蚀余类是指倒石牙、吊岩等多种突出于洞壁的突出物类，既可形成于潜流条件，又可形成于渗流条件。倒石牙是在溶蚀作用下形成的突出母岩的齿状形态，多发育于顶板、侧壁。吊岩是在溶蚀作用下形成于洞顶或洞壁的母岩突出物，其发育过程受密集裂隙的显著影响，如形成于渗流条件的天堂厅中的“金钩倒挂”景观（图 3-29）。
　　3 白云洞形成演化
　　早更新世中晚期（1.00～0.78 ma bp）崆山地区构造环境稳定，气候温暖湿润[4]，地表水和地下水活动都很强烈。地表河流以侧蚀展宽为主，形成第四级阶地面。在地下潜水面附近沿nnw-sse向断裂发育了白云洞第一层较大型水平溶洞和各类景观。
　　中更新世早期（0.78～0.60 ma bp）崆山地区发生强烈差异抬升，气候温和湿润，大气降水较丰富，地表河流强烈下切，第四级河流阶地形成。白云洞第一层溶洞也被抬升，脱离潜水面，进入渗流带演化阶段，且发育了极多景观。
　　中更新世中期-晚更新世初（0.60～0.12 ma bp）构造环境稳定，气候总体上是温偏凉偏干[5]，降水较少，地表河流以侧蚀展宽为主，形成第三级阶地面；受温干气候和稳定的构造环境影响，地下水活动大为减弱，岩溶作用多沿先成裂隙进行，规模较小，形成了支网状廊道形态的第二层溶洞（图2）。
　　晚更新世早期（0.12 ma bp～50.00 ka bp）崆山地区再次发生强烈差异抬升，气候总体上是以温暖湿润为主[6]，地表水与地下水活动较强，地表河流强烈下蚀，第三级河流阶地形成。第二层溶洞被抬升，脱离潜水面，进入渗流带。
　　晚更新世晚期-早全新世初期（10.0～50.0 ka bp）崆山地区构造相对稳定，气候暖湿与冷湿交替。地表河流主要为侧蚀展宽，但规模较小，形成较窄的第二级阶地面。而洞顶裂隙渗水促进了第一、二层洞穴内各类洞穴景观的发育，在地下潜水面附近，地下水沿断裂侵蚀、溶蚀，形成了以廊道式为主的第三层洞穴（图2）。
　　其后，发生了早全新世期间（10.0～7.5 ka bp）、中全新世末期（3.0～2.5 ka bp）的两次快速构造抬升活动，分别形成了第一、二级河流阶地。而自全新世中晚期以来，气候温暖偏湿润，降水较多，岩溶作用较强，洞内发育各类型景观。然而，白云洞第一层洞穴洞顶岩石厚度较小，下渗的水溶液流经碳酸盐岩时溶解的碳酸钙物质较少，因此洞内新生的化学沉积物较少，形成的沉积景观个体也较小。第二层和第三层洞穴长期保持了凉爽湿润的环境，洞内除滴石类、流石类和飞溅水类化学沉积外，雾气凝结水、毛细水等沉积物也很丰富。
　　需要指出的是，虽然白云洞内各类景观极为丰富，但却存在着早期景观严重风化与新生景观旺盛发育并存的现象，二者空间位置关系上大多表现为并处。如：天堂厅“横天一枝”附近的石柱和石幔等景观已部分风化（或白垩化），而其洞顶裂隙发育部位却有新的小型石钟乳发育。在迷宫中，破损较为严重的“多彩石幔”、石钟乳与旁侧支洞内新生的小型卷曲石、石针等共存。
　　4 结语
　　白云洞集各类化学沉积型和侵蚀—溶蚀型溶洞景观于一体，有“地下岩溶造型博物馆”、“世界喀斯特风景洞穴世博园”等盛誉，且洞中“网状卷曲石”、“百叶石幔”、“玉簪对净瓶”、“石针”等堪称绝景，但景观的化学风化与物理破坏也极为严重。应当指出，白云洞不仅是不可再生的地质资源，也是极为脆弱的旅游资源，灾害承载力低，逆向恢复困难，因此，在各类洞穴景观资源开发利用过程中，要以保护为主。
　　参考文献：
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　　[3] 王 健，陈 琢，张梅平，等.河北省天桂山典型溶洞景观成因类型[j].山地学报，2011，29（2）：188-194.
　　[4] 吴 忱.华北地貌环境及其

形成演化[m].北京：科学出版社，2008.123-183.
　　[5] 周昆叔.花粉分析与环境考古[m].北京：学苑出版社，2002.61.
　　[6] 周廷儒.中国第四纪古地理环境的分异[j].地理科学，1983， 3（3）：191-206.