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本溪水洞 世界上最长的充水溶洞

本溪水洞位于辽宁省本溪市本溪满族自治县谢家崴子村,洞口在太子河畔,坐南朝北。本溪水洞是数十万年前形成的大型石灰岩充水溶洞,但发育这些溶洞的石灰岩却在古生代早期的奥陶纪即已形成。洞内深邃宽阔,现开发地下暗河长3000米,水流终年不竭,清澈见底,洞顶和岩壁钟乳石发育较好,千姿百态,泛舟游览,使人流连忘返。国际洞穴学联合会秘书长卡尔耶·艾克教授称:“这是我所见到的,能乘船游览路线最长的地下暗河。”

水洞的形成过程

大约四亿四千万年前,本溪地区是一片温暖的海洋,沉积了巨厚的石灰岩。在经历了志留纪末期的加里东运动至泥盆纪(4.4亿~3.5亿)时,抬升成陆,后经华里西运动及漫长的变化,到中生代时(2.3亿)褶皱成山。应当说,在那个遥远的地质时期,本溪水洞的最初“胚胎”就已经开始孕育了。

本溪水洞的发育经历过潜流洞穴与地下水位洞穴两个主要阶段。潜流洞穴阶段又分为裂隙水流和裂隙扩大两个时期。裂隙水流期即水洞发育的初始期,距今40万~50万年前的中更新世早中期;裂隙扩大末期大约在距今30万年至40万年前的中更新世晚期。在经历了中更新世早中期和晚期3~4个古气候暖期和20万~30万年的全充水历程之后,由于洞道的扩大,特别是太子河的不断下切导致排泄基面不断降低,在距今20万~25万年前后,水洞的发育便进入了地下水位洞穴阶段,并由排泄洞口向深处不断扩展,直至逐步发育成为本溪水洞目前的状态。

水洞的景观特征

本溪水洞是典型的横向型大型岩溶洞穴,是沟通太子河与其一级支流小汤河河间地块的一条地下河。由于区内自然条件复杂,各洞段所处地理地质环境不同,特别是受脉岩的影响,使各洞段表现在洞穴特征上有明显的差异。

水洞全长5000余米,是我国北方迄今发现的大型地下河洞穴之一。据已有资料统计,游览洞洞道总长3074.5米,平均高度8.3米,最高处32米,一般宽度15米,最宽处50米,洞底总面积50498.88平方米,其中大于2000平方米的厅堂8个,多分布在构造交汇部位。“雪山大厅”面积3768.75平方米,是该洞最大的一个厅堂。大厅有一处洞壁为脉岩(二长斑岩),呈东西向分布,长约52米,风化很强烈。

本溪水洞在全国和世界都占有较高的地位。按洞穴规模划分,本溪水洞长度大于5000米,当属大型洞穴,为我国北方第二大洞;以洞穴面积划分,本溪水洞属我国北方第一大洞;以洞穴性质划分,本溪水洞是我国北方最大的地下河洞穴;以洞穴游览划分,本溪水洞是我国最大的水上游览洞穴。

游览洞的形态以廊道状隧洞为主,伴有少量厅堂,洞道断面变化不大,支洞发育程度低,洞道简单又短小,且均分布在左岸;小溶蚀形态有窝穴、吊岩及天生桥等。地下河常见的流痕、波纹及边槽等不发育。

游览洞地下河的源头为潜流,即暗洞的起点。经法国潜水队探测,潜流沿东北转南东向呈近水平状展布,进口呈椭圆形,按1997年中法联合潜水探测数据计算,已实现潜水探测的洞穴长度达615米,是目前中国洞穴潜水探测长度的最高纪录。暗洞洞腔呈隧洞状,断面多为不规则椭圆形,在615米探测终止处,断面呈倒锁孔状,这是饱水带洞穴承压水流管道断面常见的特征之一。

本溪水洞的地下河的补给主要来自小汤河水,其次为所在谷地马家沟灰岩沟谷内流水的补给。补给区内无集中流入式的洞穴存在,其补给方式以分散的裂隙入渗型为主。这是一条以地表河水为主要补给源,分散入渗式补给发育起来的大型地下河。有些研究本溪水洞的学者认为,根据地下河洞穴发育的系统演化观点看,这种特殊的岩溶地下河发育模式被命名为“本溪水洞模式”。

本溪水洞洞穴沉积物按照成因可分为两大类,即机械沉积和次生化学沉积。机械沉积主要为地下河床冲积和崩塌堆积,地下河床冲积物均为粉砂质黏性土,沿洞道两侧断续分布,呈薄层状,层理清晰。崩塌堆积物主要由洞顶、洞壁崩塌岩块和角砾岩块组成,多堆积在厅堂处。洞内次生化学沉积物类型比较简单,洞穴钟乳石类只有重力水沉积类和少量非重力水沉积类。

作为一条岩溶地下河道来说,本溪水洞的发育受到碳酸盐岩含水层中火成脉岩的干扰与阻隔,这在我国同类地下河中是第一个典型实例。