劉 剛，李述靖，曹文玉，黃相成

(1.中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083;3.沈陽(yáng)市勘察測(cè)繪研究院，沈陽(yáng) 110004)

地球上的環(huán)形山
——析城山巖溶洼地成因分析

劉 剛1，李述靖2，曹文玉1，黃相成3

(1.中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083;3.沈陽(yáng)市勘察測(cè)繪研究院，沈陽(yáng) 110004)

為了探討析城山巖溶洼地的成因，利用遙感技術(shù)對(duì)其中的巖溶漏斗進(jìn)行了解譯分析，同時(shí)計(jì)算了巖溶漏斗的面積占析城山巖溶洼地總面積的比例。通過(guò)對(duì)巖溶形成條件和巖溶地貌發(fā)育狀況的分析，認(rèn)為該洼地發(fā)育在干燥的華北地區(qū)是一個(gè)特例;通過(guò)與周邊地區(qū)的巖溶發(fā)育條件及發(fā)育狀況的對(duì)比以及植被異常的存在，認(rèn)為該巖溶洼地可能是在隕石沖擊的基礎(chǔ)上形成的;根據(jù)洼地及其周圍溶洞與區(qū)域夷平面的海拔高度的對(duì)比，推斷該洼地的形成時(shí)間可能為古近紀(jì)末期。

遙感;王屋山;析城山巖溶洼地;巖溶成因;隕石沖擊

0 引言

王屋山位于山西省與河南省交界處，地形巍峨挺拔、山清水秀，其西接中條，東挽太行，南鄰秦嶺，具有一系列代表該地區(qū)地質(zhì)歷史和地質(zhì)作用的地質(zhì)遺跡，因而其南坡部分地區(qū)在2006年9月18日被聯(lián)合國(guó)教科文組織評(píng)為王屋山世界地質(zhì)公園。筆者在1990年利用TM遙感圖像對(duì)中條山和王屋山的部分地區(qū)進(jìn)行銅礦地質(zhì)調(diào)查時(shí)，在地質(zhì)公園北側(cè)王屋山的主脊部位，發(fā)現(xiàn)一個(gè)面積相當(dāng)大的洼地(約7.59 km2，稱之為析城山洼地，下同)。在該地海拔近2000 m，且在地形陡峭的山脊上，存在如此大面積的洼地顯然不合乎洼地形成的自然規(guī)律。2010年筆者再次使用1∶6萬(wàn)的彩色紅外航空像片和高分辨率的中巴地球資源衛(wèi)星02B星(CBERS－02B)的CCD全色圖像對(duì)洼地進(jìn)行了遙感解譯，并對(duì)解譯成果進(jìn)行了初步野外調(diào)查，認(rèn)為該洼地是一個(gè)成因有待于深入研究的大型封閉巖溶洼地，具有重要的科研、科普和旅游價(jià)值。

1 析城山洼地概況

析城山洼地位于山西省陽(yáng)城縣西南約24 km處，洼地呈長(zhǎng)軸近南北向的橢圓形，中心低、四周高，長(zhǎng)軸長(zhǎng)3500 m，短軸長(zhǎng)3000 m，周長(zhǎng)12015 m，洼地面積約7.59 km2(洼地周邊分水嶺內(nèi)的面積)。圖1為析城山洼地附近三維立體 ETM 3(R)、2(G)、1(B)假彩色合成圖像。

圖1 析城山洼地三維立體ETM圖像Fig.1 Three－dimensional ETM image of Xichengshan depression

從圖1可以看出，析城山洼地呈土黃色，洼地內(nèi)部地形相對(duì)平緩，外緣周邊地形陡峻，懸崖峭壁眾多，尤其是洼地的西側(cè)和北側(cè)，其地貌形態(tài)與長(zhǎng)白山天池的破火山口形態(tài)非常相似。由于洼地四周山巒如城墻般環(huán)繞，且有自然形成的4個(gè)缺口，就像東南西北4座城門，故名析城山。洼地四周的山體一般在海拔1800 m左右(析城山海拔1889.5 m)，構(gòu)成局部地區(qū)的分水嶺。洼地最低處有一個(gè)小型湖泊(位于洼地北半部，當(dāng)?shù)厝朔Q娘娘池，經(jīng)調(diào)查證實(shí)是一個(gè)積水的大型巖溶漏斗)，面積近8000 m2，水面海拔約1675 m，與山體的最高點(diǎn)相差214 m。

析域山洼地彩色紅外航空像片(圖2)顯示:洼地內(nèi)存在著大小不一、星羅棋布的巖溶漏斗。當(dāng)?shù)孛裨?析城山上有72個(gè)“小鐵鍋”，124個(gè)“鬼推磨”，360個(gè)“獨(dú)龍窩”。漏斗直徑大部分在30～60 m，深10～30 m左右，最大巖溶漏斗直徑為210 m，小巖溶漏斗直徑10 m左右。巖溶漏斗內(nèi)一般有粘土充填，部分發(fā)育草本植被。在TM圖像上，巖溶洼地本身也非常像一個(gè)環(huán)形山。

圖2 析城山洼地彩色紅外航空像片(左上為局部漏斗放大圖像)Fig.2 Infrared aerophoto of Xichengshan depression(Up left:magnified part image)

洼地內(nèi)分布有多種巖溶景觀，地表除發(fā)育巖溶漏斗外，還有溶芽、溶溝、小的孤峰和殘丘，地下則分布有數(shù)量眾多的落水洞、溶洞和地下暗河，黑龍洞是洼地內(nèi)已知的最大石灰?guī)r溶洞。

洼地內(nèi)分布的巖層為厚500 m左右的奧陶系馬家溝組的灰?guī)r，巖層走向北西(NW)，向北東緩傾，傾角5～17°。區(qū)域斷裂以北西西(NWW)走向?yàn)橹?，其他走向的斷裂無(wú)論在規(guī)模，還是數(shù)量上都不及NWW向斷裂。在洼地四周還有放射狀的小斷裂分布。

在娘娘池的東、西、南3面皆分布有一些文化遺跡，其西側(cè)有宋金以前的舊湯王廟遺址，東側(cè)殘存的湯王廟為明清以后所建，南側(cè)有道士墓群遺址，另在析城山東、西、南3座門位置據(jù)傳還有山神廟遺址。

2 巖溶作用形成條件及巖溶地貌分布規(guī)律

可溶性巖石是巖溶作用發(fā)生的基本條件。碳酸鹽類巖石(石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等)是最常見的可溶性巖石，其巖溶作用的反應(yīng)式為

這是一個(gè)可逆反應(yīng)(式中，H2CO3由水中的CO2和水分子反應(yīng)生成)，正反應(yīng)(巖溶作用)的速度取決于水中CO2的濃度，逆反應(yīng)的速度取決于水中鈣離子Ca2+的濃度。水中CO2的濃度越高，其溶蝕力就越大，水中Ca2+離子的濃度越高，其溶蝕力越小。

水在靜止?fàn)顟B(tài)下，隨著水中CO2的不斷消耗和鈣離子Ca2+濃度的不斷增高，溶蝕作用就會(huì)逐漸停止，不可能對(duì)巖石進(jìn)行持續(xù)性的溶解，只有不斷補(bǔ)充新的含有CO2的水流，才能使巖溶作用快速持久地進(jìn)行下去。地下水的流動(dòng)性取決于降水量、水位差和透水條件。降水量和地下水循環(huán)系統(tǒng)的水位差越大，巖石中的裂隙越多，水的流動(dòng)性就越大，所以巖溶作用一般伴隨地殼的持續(xù)抬升而速度加快。另外，溫度越高，溶蝕作用越強(qiáng)。

由化學(xué)溶蝕或者機(jī)械頂蝕作用形成的封閉型巖溶洼地，一般受地質(zhì)環(huán)境條件的制約，典型的峰叢巖溶洼地是在碳酸鹽巖巖層厚度大(200～300 m以上)且質(zhì)地較純、附近的地表河谷(排水基面)深切、含水層包氣帶厚度大(100～300 m以上)和潮濕多雨的氣候環(huán)境等條件下發(fā)育而成的［1］。所以巖溶地貌在多雨濕潤(rùn)、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升強(qiáng)烈的南方地區(qū)非常發(fā)育，而在北方干旱地區(qū)，由于降水量小、溫度低，巖溶作用非常微弱。中國(guó)峰叢巖溶洼地面積大約140000～160000 km2，主要分布在滇東南—桂西北—黔南、黔北—川南—渝東南和重慶長(zhǎng)江三峽兩岸—湘鄂西等亞熱帶地區(qū)［2］。

在巖溶作用強(qiáng)烈的熱帶－亞熱帶地區(qū)的巖溶地貌景觀中，巖溶漏斗是地表一種十分普遍的微地貌形態(tài)。在平面上，巖溶漏斗通常為橢圓、次圓及多邊形，直徑幾十至幾百米，深度幾米至幾十米。無(wú)論何種類型的巖溶漏斗，其發(fā)生與形成都與其底部可溶性巖層中的裂隙或洞穴的存在有極為密切的聯(lián)系。

巖溶洼地是巖溶區(qū)發(fā)育的一種封閉狀負(fù)地形，規(guī)模一般在數(shù)十km2，一般認(rèn)為，巖溶洼地由巖溶漏斗逐漸溶蝕擴(kuò)大，或由相鄰的溶蝕漏斗合并而成［3］。巖溶洼地底部除了有落水洞外，也可有小河小溪，溪水一般沒(méi)于落水洞中。巖溶漏斗和巖溶洼地一般受構(gòu)造控制，常沿構(gòu)造帶呈串珠狀發(fā)育。

3 析城山洼地成因探討

3.1 洼地發(fā)育的特殊性分析

根據(jù)巖溶地貌的形成條件及其在中國(guó)境內(nèi)的發(fā)育程度和分布范圍分析，析城山洼地出現(xiàn)在華北地區(qū)是一個(gè)特例，其成因值得探討。華北地區(qū)雖然分布大面積的可溶性碳酸鹽巖，也不缺乏巖溶地貌發(fā)育所需的構(gòu)造裂隙和地殼持續(xù)抬升、河谷深切等條件，但由于該地地處溫帶亞濕潤(rùn)—亞干旱地區(qū)，氣溫較低、雨量并不豐沛，雖有不少溶洞，而第四紀(jì)巖溶地貌則不很發(fā)育，地表僅偶見零星分布的溶溝、石芽、巖溶漏斗和干谷等，巖溶洼地十分罕見，到目前為止，也沒(méi)有在裸露的巖溶洼地中出現(xiàn)成群巖溶漏斗的相關(guān)報(bào)道。王屋山屬于溫帶大陸性高山氣候，年平均氣溫低于10℃，氣候較干旱，年降雨量700～800 mm，年平均水面蒸發(fā)量700 mm，陸地蒸發(fā)量675 mm，并不具有發(fā)育典型巖溶地貌的條件。但據(jù)筆者利用MapGIS軟件對(duì)彩色紅外航空像片進(jìn)行解譯分析(圖3)，結(jié)果表明，在總面積7.5853 km2的洼地內(nèi)，可識(shí)別的孤立巖溶漏斗就有309個(gè)，累計(jì)面積0.3339 km2，因漏斗過(guò)于密集而無(wú)法逐一單獨(dú)統(tǒng)計(jì)的巖溶漏斗群有27個(gè)，累計(jì)面積1.4 km2，二者合計(jì)達(dá) 1.7339 km2，占巖溶洼地總面積的22.86%，其中尚不包括因解譯標(biāo)志不明顯或面積太小而沒(méi)有統(tǒng)計(jì)在內(nèi)的巖溶漏斗，實(shí)際的巖溶漏斗面積肯定要大于統(tǒng)計(jì)數(shù)字。巖溶漏斗數(shù)量如此之大、密度如此之高的巖溶洼地在華北地區(qū)實(shí)屬罕見，應(yīng)該是在特殊條件下才能形成的。

圖3 析城山巖溶漏斗航空像片解譯圖Fig.3 Interpreted map of aerophoto for doline in Xichengshan

3.2 漏斗分布狀況分析

遙感影像解譯成果顯示，本區(qū)以NWW走向的斷裂為主，規(guī)模大、數(shù)量多，在洼地南緣就發(fā)育有與封門口斷裂平行的NWW向桑林—古垛地?cái)嗔咽?，洼地周邊還發(fā)育有少量近南北(SN)和北東(NE)走向的小型斷裂(圖4)。

圖4 析城山一帶遙感地質(zhì)解譯圖Fig.4 Geological map of remote sensing interpretation in Xichengshan area

通常情況下，巖溶漏斗發(fā)育受斷裂、節(jié)理等裂隙的控制，巖溶漏斗底部常發(fā)育有垂直裂隙或溶蝕的孔道，孔道與暗河相通，由于暗河也受斷裂構(gòu)造控制，因此巖溶漏斗在區(qū)域上一般呈串珠狀、棋盤格狀等規(guī)律性分布。根據(jù)胡斌等人的研究［4］，濟(jì)源一帶的溶洞受NWW走向的斷裂控制。但筆者根據(jù)彩色紅外航片的解釋分析發(fā)現(xiàn)，析城山洼地中巖溶漏斗的分布不具有NWW向優(yōu)選方位，與區(qū)域構(gòu)造沒(méi)有明顯的相關(guān)關(guān)系。大部分巖溶漏斗近于面狀分布，本區(qū)巖溶漏斗密集成群，表明基巖碎裂程度很高，而且以娘娘池為中心向西南、正南、東南、東北以及北北西方向，略有放射性分布的態(tài)勢(shì)，說(shuō)明洼地內(nèi)部基巖破碎，存在一個(gè)與周邊地區(qū)不同的、近放射狀分布的裂隙系統(tǒng)，它們控制著洼地巖溶作用的發(fā)育，使眾多漏斗與地下連通。

3.3 與周邊區(qū)域巖溶發(fā)育條件對(duì)比

析城山洼地與其周邊地區(qū)雖然在巖性、區(qū)域構(gòu)造、氣候和地貌條件方面均十分相似，但只有析城山發(fā)育了巖溶洼地和成群分布的巖溶漏斗，其他地區(qū)僅有零星分布的地下溶洞，沒(méi)有形成明顯的地表巖溶地貌。

析城山洼地與其周邊地區(qū)均分布大量的可溶性碳酸鹽巖。析城山洼地發(fā)育在奧陶系馬家溝組的灰?guī)r中，而在該洼地以北地區(qū)尚有大面積馬家溝組灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖等出露，厚度在500 m左右，僅發(fā)育零星的溶洞;洼地東側(cè)以位于馬家溝組下部，厚數(shù)百米的三山子組白云巖為主，部分地段有馬家溝組灰?guī)r出露;洼地南側(cè)及東南側(cè)發(fā)育早中寒武紀(jì)的碳酸鹽巖，厚達(dá)480～570 m(圖4)，并在濟(jì)源一帶發(fā)育有溶洞［4］。該洼地北、東、南3個(gè)方向均有非常厚的碳酸鹽巖存在，不少地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一定數(shù)量的地下溶洞，但地表都沒(méi)有形成巖溶洼地。

由式(1)可知，巖溶作用是一個(gè)可逆過(guò)程，含有CO2的水體的流動(dòng)性對(duì)巖溶作用的發(fā)育速度及發(fā)育程度關(guān)系重大。除降雨量外，水體的流動(dòng)性主要受水位差和巖石的透水性制約，這兩個(gè)因素一般與區(qū)域地貌和斷裂有關(guān)。遙感圖像(圖1、圖5)顯示，析城山洼地及其周邊地區(qū)均處于中高山地貌區(qū)，海拔高度較高、地形陡峻、河流切割強(qiáng)烈，具有溶蝕作用所需的地貌條件;析城山洼地及其周邊地區(qū)屬于同一個(gè)地質(zhì)單元，區(qū)域構(gòu)造環(huán)境相似，在區(qū)域構(gòu)造上沒(méi)有特殊性，惟獨(dú)在巖石破碎程度和裂隙系統(tǒng)等局部構(gòu)造條件上存在顯著差異;析城山洼地及其周邊地區(qū)同屬于溫帶大陸性高山氣候，年平均氣溫、降雨量、蒸發(fā)量等氣候因素差別不大。根據(jù)上述巖溶發(fā)育條件的分析對(duì)比，析城山巖溶洼地的發(fā)育似乎與其局部的構(gòu)造條件有關(guān)。

圖5 析城山巖溶洼地ETM融合圖像Fig.5 ETM fuse image of Xichengshan karst depression

3.4 析城山洼地影像異常

在ETM遙感圖像上(圖5)，析城山洼地的色調(diào)、影紋及裂隙系統(tǒng)與周邊地區(qū)迥然不同，猶如大地的一塊瘡疤。洼地呈亮麗的橘紅色調(diào);內(nèi)部具有放射狀影紋，周邊(特別是東南兩個(gè)方向)具有環(huán)形影像;內(nèi)部裂隙系統(tǒng)復(fù)雜，局部巖石破碎程度很高。另外，析城山洼地與周邊地區(qū)的顯著區(qū)別之一是植被類型及密度的異常。遙感影像顯示:洼地外圍樹木郁郁蔥蔥、非常密集，以高大喬木為主(喬木所占比例達(dá)90%以上)的植被覆蓋率在70%以上;但洼地內(nèi)部?jī)H在西部邊緣有極少量的喬木分布，喬木所占比例不足5%，其他植被皆為草本植物，植被覆蓋率不到40%。洼地內(nèi)外植被的類型及密度也存在著巨大的反差。由于洼地地處海拔1800 m左右的山頂，且是封閉的，其四周多懸崖峭壁，交通十分不便，因此洼地內(nèi)部沒(méi)有常住居民，僅有極少數(shù)牧民在夏季來(lái)此放牧，不存在大量砍伐樹木的情況，樹木如此稀少令人費(fèi)解。

洼地南緣NWW走向的桑林—古垛地?cái)嗔咽?圖4下部數(shù)條斷裂)與王屋山南麓的封門口斷裂平行，二者南北相距15 km，同為南傾的正斷層，且形成時(shí)間相近。桑林—古垛地?cái)嗔咽谖龀巧酵莸啬喜康臇|西兩側(cè)形成了線狀分布的溝谷，在TM圖像上的解譯標(biāo)志明顯，但在接近析城山洼地部位時(shí)，該斷裂束發(fā)生中斷且有向南偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，似有被洼地阻斷之勢(shì)。另外，在析城山洼地周邊發(fā)育有數(shù)條規(guī)模不大的放射狀斷裂，析城山洼地與之構(gòu)成的幾何樣式與具有放射狀斷裂的近代火山機(jī)構(gòu)特征非常相似。

3.5 析城山洼地成因分析

筆者認(rèn)為，應(yīng)該是影響范圍非常有限的某一個(gè)偶然地質(zhì)事件，為巖溶作用發(fā)生提供了特殊條件，才促成了析城山洼地的形成。由于洼地形成后，本地再也沒(méi)有類似的地質(zhì)事件發(fā)生，因此也就沒(méi)有新的或同時(shí)期的其他巖溶洼地出現(xiàn)。

雖然降雨量和溫度等氣候條件是影響巖溶發(fā)育的主要因素，但本地區(qū)具備巖溶發(fā)生的其他基本條件，其中影響范圍有限的地質(zhì)事件改變區(qū)域氣候的可能性不大，所以唯一能夠強(qiáng)烈影響巖溶發(fā)育的就是局部的構(gòu)造條件，該構(gòu)造條件能夠彌補(bǔ)或部分彌補(bǔ)氣候條件的不足。因此筆者大膽推測(cè)，析城山洼地可能是在隕石沖擊的基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的。強(qiáng)烈的沖擊作用使該地局部地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，受沖擊部位的石灰?guī)r發(fā)生了強(qiáng)烈的破碎，并在地下一定深度內(nèi)產(chǎn)生了大量面狀立體分布的網(wǎng)狀裂隙，進(jìn)而大大加強(qiáng)了巖石的透水性，彌補(bǔ)了降雨量少的不足，從而為巖溶作用提供了優(yōu)越的構(gòu)造條件。沖擊作用發(fā)生以后，地下水在沖擊坑內(nèi)沿密集的裂隙系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到破壞的松散巖石進(jìn)行快速的溶蝕，形成了面狀分布的大量巖溶漏斗，溶蝕過(guò)程中，巖溶漏斗不斷合并、塌陷，對(duì)沖擊坑進(jìn)行持續(xù)的溶蝕改造，最終形成了現(xiàn)今的巖溶洼地。沖擊作用可能破壞了桑林—古垛地?cái)嗔咽?，使其發(fā)生中斷。隕石沖擊導(dǎo)致的高溫和外來(lái)物質(zhì)，使當(dāng)?shù)赝寥腊l(fā)生變異，破壞了樹木的生存環(huán)境，進(jìn)而造成了植被分布異常，同時(shí)在洼地周圍產(chǎn)生了類似火山機(jī)構(gòu)的放射狀斷裂。沒(méi)有受到?jīng)_擊作用波及的外圍地區(qū)，由于石灰?guī)r孔隙度甚低，地下水循環(huán)困難，因此僅在條件適合的區(qū)域性斷裂破碎帶上發(fā)育了一些地下溶洞，沒(méi)有發(fā)育面狀的地表巖溶地貌。當(dāng)然，這只是筆者提出的一個(gè)假說(shuō)，是否與事實(shí)相符尚需要進(jìn)行大量的驗(yàn)證，其關(guān)鍵是獲得隕石沖擊的直接證據(jù)。

4 析城山洼地形成時(shí)間

雖然析城山洼地發(fā)育于奧陶系馬家溝組灰?guī)r中，但其形成時(shí)間為奧陶紀(jì)的可能性不大。因?yàn)閵W陶紀(jì)至今經(jīng)歷了數(shù)次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，造山及夷平作用強(qiáng)烈，以前的古巖溶地貌或被壓實(shí)充填、或被剝蝕破壞殆盡，很難保存至今［5］。在其他條件具備的情況下，巖溶地貌的發(fā)育一般與地殼的持續(xù)抬升密切相關(guān)，溶洞通常成層出現(xiàn)，同一時(shí)期形成的溶洞與該時(shí)期發(fā)育的夷平面基本處在同一海拔高度上?，F(xiàn)有研究成果表明［4－10］，本區(qū)地殼在第四紀(jì)經(jīng)過(guò)了數(shù)次強(qiáng)烈的隆升作用，形成了數(shù)個(gè)夷平面，現(xiàn)代地貌形成于第四紀(jì)。胡斌等經(jīng)過(guò)對(duì)濟(jì)源水洪池村一帶的溶洞沉積物和溶洞呈層狀分布等現(xiàn)象的研究，認(rèn)為王屋山地區(qū)的溶洞發(fā)育與第四紀(jì)區(qū)域構(gòu)造隆升相對(duì)應(yīng)，即溶洞出露高程與地文期夷平面一致，推斷溶洞最早發(fā)育時(shí)期為上新世唐縣期，主要發(fā)育時(shí)期可能在早更新世汾河期［4］。濟(jì)源水洪池村一帶溶洞的高程一般在750～850 m左右，少量高程在1050～1150 m。析城山洼地一帶已知大的溶洞是游洞和黑龍洞，位于洼地內(nèi)部的黑龍洞，其海拔標(biāo)高為1680 m，位于洼地西側(cè)外圍的游洞，其海拔標(biāo)高為1670 m，二者的海拔高度與洼地內(nèi)最大的巖溶漏斗——娘娘池的水面相當(dāng)，均遠(yuǎn)高于濟(jì)源水洪池村一帶溶洞的高程。析城山洼地與其東南方向的水洪池村均位于王屋山地區(qū)，二者水平距離30 km左右，根據(jù)遙感圖像和已有地質(zhì)資料分析，二者之間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)非常大的斷裂。王屋山地區(qū)局部新生代的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是以垂直升降為主，山系周邊以斷隆(陷)為主，王屋山山系內(nèi)部以由西往東的掀斜運(yùn)動(dòng)為主［9］，假如析城山洼地一帶的溶洞與濟(jì)源水洪池村一帶溶洞的高程差僅僅是由于掀斜運(yùn)動(dòng)所致，那么根據(jù)胡斌等人的觀點(diǎn)，析城山洼地的形成時(shí)間應(yīng)為上新世唐縣期或早更新世;如果二者的高程差并不單純是掀斜運(yùn)動(dòng)所致，那么析城山洼地一帶的巖溶地貌形成時(shí)間應(yīng)該早于唐縣期，很可能為古近紀(jì)末太行期。由于兩地相距僅30 km左右，掀斜運(yùn)動(dòng)在如此短的距離內(nèi)難以形成500 m的高差，顯然二者的高程差并不單純是掀斜運(yùn)動(dòng)所致，那么析城山洼地的巖溶地貌形成時(shí)間應(yīng)該早于唐縣期?，F(xiàn)有區(qū)域構(gòu)造資料表明，近代太行山的持續(xù)隆升與西側(cè)汾渭拉分盆地的發(fā)展及東邊華北平原的伸展沉降同步，始于古近紀(jì)末的太行運(yùn)動(dòng)。因此筆者認(rèn)為，析城山洼地的形成時(shí)間很可能是古近紀(jì)末的太行期。

5 結(jié)論

析城山洼地是華北地區(qū)罕見的巖溶洼地，也是目前所知的海拔最高的巖溶洼地，堪稱華北“第一坑”，其具體成因尚未進(jìn)行過(guò)深入的研究。由于王屋山是連接太行山和中條山的紐帶，析城山洼地的成因探討對(duì)于研究太行山和中條山脈隆升等地史事件和區(qū)域古環(huán)境、古氣候具有重要的價(jià)值。筆者雖提出了不成熟的“隕石沖擊成因”說(shuō)，但其是否成立還有待進(jìn)一步的地面調(diào)查研究驗(yàn)證。

析城山洼地中的巖溶漏斗密集，在華北地區(qū)難得一見，具有一定的科普教育和旅游開發(fā)價(jià)值。王屋山世界地質(zhì)公園位于析城山洼地的南面，實(shí)際上，其山水之靈氣部分來(lái)源于高屋建瓴的析城山洼地。漫天而降的天水經(jīng)洼地中密集分布的巖溶漏斗涓涓下泄，沿地下暗河流入地質(zhì)公園，形成常流不斷的叮咚泉水，泉水匯集成溪流奔向滾滾黃河。所以，沒(méi)有析城山洼地的世界地質(zhì)公園是不完美的，就像舞龍?jiān)谠铺靺s見不到龍頭。故筆者提議，王屋山世界地質(zhì)公園范圍應(yīng)該北擴(kuò)，把公園所缺少的上游巖溶地貌納入景區(qū)，給公園開“天目”，方能達(dá)到“問(wèn)渠哪得清如許，為有源頭活水來(lái)”的境地。

［1］朱學(xué)穩(wěn)，陳偉海.中國(guó)的喀斯特天坑［J］.中國(guó)巖溶，2006，25(B08):7－24.

［2］覃厚仁，朱德浩.中國(guó)南方熱帶、亞熱帶巖溶地貌分類方案［J］.中國(guó)巖溶，1984(2):67 －73.

［3］謝宇平，鄧金憲，劉興詩(shī)，等.第四紀(jì)地質(zhì)與地貌［M］.北京:地質(zhì)出版社，1994:23 －25.

［4］胡 斌，尹國(guó)勛，齊永安，等.濟(jì)源王屋山風(fēng)景名勝區(qū)巖溶發(fā)育概況暨旅游開發(fā)前景［J］.河南地質(zhì)，2000，18(4):262 －270.

［5］李定龍，周治安，王才會(huì)，等.古華北地區(qū)奧陶系灰?guī)r巖溶研究的幾點(diǎn)思考［J］.世界地質(zhì)，1997，16(1):60 －65.

［6］張木辰，張明禮，李久飛，等.試論王屋山世界地質(zhì)公園地質(zhì)構(gòu)造成因及景觀科學(xué)價(jià)值［J］.河南理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2009，28(6):731 －736.

［7］徐 杰，高戰(zhàn)武，孫建寶，等.區(qū)域伸展體制下盆－山構(gòu)造耦合關(guān)系的探討——以渤海灣盆地和太行山為例［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2001，75(2):165 －174.

［8］馬寅生，趙 遜，趙希濤，等.太行山南緣新生代的隆升與斷陷過(guò)程［J］.地球?qū)W報(bào)，2007，28(3):219 －233.

［9］王風(fēng)云，張忠慧.中國(guó)云臺(tái)山世界地質(zhì)公園的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征［J］.化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2005，27(1):15 －20.

［10］張忠慧，王公洲，王風(fēng)云.河南關(guān)山地質(zhì)公園古崩塌地貌旅游資源開發(fā)［J］.化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2006，28(1):33 －39.

Ring Mountains in the Earth:an Approach to the Origin of Xichengshan Karst Depression

LIU Gang1，LI Shu－jing2，CAO Wen－yu1，HUANG Xiang－cheng3
(1.China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources，Beijing 100083，China;2.China University of Geosciences，Beijing 100083，China;3.Shenyang Geotechnical Investigation＆ Surveying Research Znstitute，Shenyang 110004，China)

The area ratio of doline to Xichengshan karst depression was calculated through remote sensing interpretation to investigate the origin of Xichengshan karst depression.It was unusual that the karst depression was formed in dry climate in northern China which was not suitable for karst formation.It is considered that the karst depression might have been formed on the basis of aerolite striking，as evidenced by the comparison of karstforming conditions，status quo and vegetation in this area with those in other areas.the karst depression might have been formed in late Paleogene period，as shown by the comparative study of altitude of the karst caves and regional planation surface.

Remote sensing;Wangwu mountain;Xichengshan karst depression;Origin of karst;Aerolite striking

TP 79;P 931

A

1001－070X(2011)04－0126－06

2011－01－05;

2011－10－28

劉 剛(1963－)，男，高級(jí)工程師，主要從事遙感技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用研究。

(責(zé)任編輯:李 瑜)