巖溶洞穴作為巖溶地貌的重要類型，在地貌學(xué)、洞穴學(xué)、巖溶學(xué)和水文地質(zhì)學(xué)等研究中都占有特殊地位。太行山東麓區(qū)帶是我國華北地區(qū)裸露碳酸鹽巖洞穴較為發(fā)育的區(qū)帶，本文選取的滿城縣典型溶洞以木蘭洞和曹仙洞為代表，它們都位于太行山東麓北段低山區(qū)。對于太行山區(qū)的溶洞，前人研究較多的是白云洞、天桂山溶洞群和紅瑪瑙溶洞等，而有關(guān)滿城木蘭洞和曹仙洞的研究缺乏，尤其是對洞穴形態(tài)、結(jié)構(gòu)、沉積物類型、洞穴形成演化等研究幾乎空白。對木蘭洞和曹仙洞洞穴形態(tài)、結(jié)構(gòu)、洞內(nèi)化學(xué)沉積物、侵蝕—溶蝕遺跡等特征及其成生環(huán)境進(jìn)行研究，并與鄰近地區(qū)的其他溶洞進(jìn)行對比，旨在揭示其成因的獨(dú)特性和成生環(huán)境、受控因素的差異性。以期能夠?yàn)橹袊狈饺芏吹南到y(tǒng)、綜合研究提供基礎(chǔ)資料，為溶洞資源的開發(fā)利用和保護(hù)提供科學(xué)參考。 本文在野外地質(zhì)地貌調(diào)查、洞穴實(shí)地觀測和室內(nèi)各類資料數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，探討了木蘭洞和曹仙洞的典型特征及其影響因素，重塑了洞穴系統(tǒng)的形成演化過程，并針對木蘭洞和曹仙洞洞穴資源保護(hù)提出了建議。得出認(rèn)識如下： 1.木蘭洞和曹仙洞發(fā)育在以薊縣系霧迷山組白云巖為主的碳酸鹽巖地層中。NE向、NW向和NEE向等斷裂構(gòu)造以及層間斷裂（裂隙），控制了洞穴的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和延伸方向，同時(shí)作為大氣降水、地表水的下滲通道和洞穴與外界連通的重要環(huán)節(jié)，還控制或影響著洞內(nèi)沉積物形態(tài)特征和造貌過程。 2.木蘭洞平面延伸曲折，狀似“飛龍”，平面分布長度約180m，寬62m，分布面積11160m2左右，洞穴總體呈現(xiàn)廊道與廳堂相間分布的特征。曹仙洞平面分布長度約251m，寬123.5m，分布面積31000m2左右，洞穴總體呈現(xiàn)廳堂狀特征。 3.形成初期水量大小不同、洞穴被抬升至滲流帶后環(huán)境干濕差異明顯，造成木蘭洞和曹仙洞不同的景觀類型。木蘭洞內(nèi)重力水沉積物類型復(fù)雜，形態(tài)多樣，既有滴水沉積形成的石鐘乳、鵝管、石筍和石柱，也有流水沉積形成的鈣板、石幔等，而且多處沉積物仍在滴水發(fā)育。曹仙洞內(nèi)化學(xué)沉積物較少，只有少量的滴水沉積形成的石柱、流水沉積形成的邊石堤和滴水-池水協(xié)同沉積形成的蓮花盆，但侵蝕-溶蝕遺跡豐富，有流痕類、窩穴類和井管類，其中穴狀流痕指示了曹仙洞內(nèi)的水流方向。 4.洞穴在追蹤各組陡傾斷裂發(fā)育的同時(shí)，還受到緩傾的順層斷裂活動(dòng)的影響，尤其是木蘭洞內(nèi)層間斷層或?qū)娱g裂隙非常發(fā)育，不僅影響了洞穴形態(tài)和洞內(nèi)沉積物的發(fā)育，也使洞內(nèi)崩塌更加嚴(yán)重。伴隨著木蘭洞和曹仙洞地區(qū)間歇性的地殼抬升過程，洞穴發(fā)生了多期坍塌，木蘭洞早期的崩塌堆積物總體上塊體較小，鈣質(zhì)、沙泥質(zhì)膠結(jié)較為致密，晚期崩塌堆積物塊體較大，崩塌堆積物、流水堆積物和多層鈣板間互出現(xiàn)。曹仙洞內(nèi)的機(jī)械沉積物主要為崩塌堆積，早期崩塌堆積物，膠結(jié)致密，晚期崩塌堆積物，膠結(jié)疏松，呈架空結(jié)構(gòu)。 5．木蘭洞內(nèi)發(fā)育有筒狀和線狀落水洞，分別沿層間斷裂與多組垂向斷裂交匯部位發(fā)育和由傾斜斷裂侵蝕、溶蝕而成，來自落水洞的水最終匯入地下河，地下河流向自南向北。曹仙洞洞口處的大型落水洞是其發(fā)育初期洞內(nèi)水流的主要來源之一，洞內(nèi)通向下層洞穴的落水洞，是洞內(nèi)相向流動(dòng)的水流的匯水區(qū)，后期被流水碎屑物質(zhì)填埋。來自于落水洞的水流對巖溶洞穴的發(fā)育起到至關(guān)重要的作用。 6.木蘭洞和曹仙洞在地貌位置上分別位于大牛山—天盤山的南北兩坡，分屬于界河和漕河兩個(gè)水文體系。二洞穴的形成發(fā)育都始于早更新世中晚期，木蘭洞分布在海拔242～260m的高程范圍內(nèi)，在分布高度和發(fā)育階段上與其南側(cè)界河的第四級河流階地相對應(yīng)；曹仙洞分布在海拔290～300m的高程范圍內(nèi)，大體與其北側(cè)漕河的第四級河流階地相對應(yīng)。洞穴自形成之后經(jīng)受了多期劇烈的構(gòu)造活動(dòng)，洞內(nèi)崩塌嚴(yán)重�，F(xiàn)今的木蘭洞距山頂巖石厚度約40m，相對較薄，洞頂斷裂發(fā)育，且山頂為匯水溝谷，植被發(fā)育旺盛，使木蘭洞環(huán)境較為濕潤，化學(xué)沉積景觀豐富，多數(shù)仍在發(fā)育。而曹仙洞距山頂巖石厚度50m左右，大部分洞體位于山體陽坡的次級分水嶺之下，山頂植被稀疏，大部分地段基巖裸露，不利于涵養(yǎng)水源，下滲水較少，使曹仙洞內(nèi)環(huán)境較為干燥。 7.木蘭洞斷裂非常發(fā)育，洞內(nèi)外環(huán)境交換頻繁，又加對木蘭洞CO2濃度的觀測是在旅游淡季，因此與鄰近地區(qū)溶洞相比，CO2濃度相對較低。如在“五一”、“十一”等旅游旺季，大量游客的進(jìn)入，將會(huì)導(dǎo)致洞內(nèi)CO2濃度、洞內(nèi)空氣溫度升高，濕度降低，對沉積物發(fā)育產(chǎn)生不良影響。因此要科學(xué)評估洞穴環(huán)境承載力，合理開發(fā)洞穴旅游資源。曹仙洞洞頂光源照射范圍內(nèi)，布滿了藻類、菌類、蕨類等植物，這些植物的滋生會(huì)對沉積物產(chǎn)生腐蝕作用，改造洞內(nèi)燈光系統(tǒng)，預(yù)防和控制燈光植物的滋生是一項(xiàng)重要的工作。
【學(xué)位單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：P931.5
【部分圖文】：

2 研究區(qū)概況2.1 研究區(qū)位置木蘭洞和曹仙洞位于河北省保定市滿城縣西北部低山區(qū)，東南距滿城縣城約 20km，地理坐標(biāo)分別為 39°2′39.2″N，115°9′53.4″E 和 39°3′11.1″N，115°10′7.5″E。在大地構(gòu)造位置上，它們處于太行山隆起帶阜平古陸核東緣，是太行山隆起帶與華北沉降帶過渡區(qū)（圖 2-1）。從地形地貌上看，它們位于太行山東麓低山-丘陵區(qū)，屬于太行山山地與華北平原的過渡地帶。

9中元古界薊縣系出露地層有霧迷山組和鐵嶺組兩個(gè)層組。霧迷山組（Jxw）分為四個(gè)巖段，自下而上是：第一段（Jxw1）為灰-深灰色含燧密波紋-密紋層藻白云巖；第二段（Jxw2）為深灰色密紋層-密波紋與藻團(tuán)白云巖；第段（Jxw3）為灰色燧石條帶白云巖；第四段（Jxw4）底部為含條帶狀燧石白云巖，下為青灰、灰白色厚-巨厚層中細(xì)白云巖夾灰白色、深灰色燧石寬條帶，中部為含點(diǎn)狀石小礫的砂狀白云巖，上部為含燧石白云巖。霧迷山組出露總厚度大于 1400m，是木圖 3-1 木蘭洞和曹仙洞地區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)中華人民共和國地質(zhì)圖（1㑳20 萬，保定幅，1966，修改）

琬ⅰv_ 字形”（圖 4-2 ○19○21○28）、“7 字形”（圖4-2 ○11 ）及上寬下窄的“梯形”（圖 4-2 ○16 ○29 ）等形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征都反映出了這一動(dòng)因。此外，還有受巖性、巖溶水差異溶蝕等作用影響而被復(fù)雜化的“多邊形”（圖 4-2 ○13○14○15圖 4-2 木蘭洞剖面圖(剖面位置見圖 4-1)

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本文編號：2819630