洞穴学

综合性学科

研究洞穴起源、性质和洞穴生命的综合性学科。国外有记载的最早洞穴探险被刻在青铜器上，记述两千八百年前亚述古国国王带领探测底格里斯河源洞。中国有文字记载的洞穴探测，可追溯到战国《周易》。三百五十年前《徐霞客游记》细致而真实地记述中国南方广大喀斯特地形和350个洞穴，比西方同类著作早。

由来

洞穴，英文名叫cave，cavern，或cavity。

现代洞穴学讨论的重要问题有：①洞穴成因。格朗德提出统一喀斯特水面学说，卡策尔（F. Katzer）提出孤立喀斯特水流学说；②洞穴发育过程双循环理论与多期性；③成洞动因与洞穴发育控制界面（基准面）；④洞穴发育水动力环境与深部洞穴成因；⑤洞穴探测技术，包括示踪、物探和遥感技术。近年在洞穴物理参数测定（热焓等）、洞穴水流特性、洞穴发育动力与模式、洞穴形态学、洞穴年代学、洞穴沉积与古环境等领域有加快发展的趋势。在洞穴应用方面，洞穴医疗研究开始受到重视现已利用洞穴恒温、空气洁净和空气弱电离的特点，治疗气管炎、哮喘病、风湿病和高血压病。

定义

根据国际洞穴学协会 (IUS，即 International Union of Speleology) 的定义，洞穴是指人能进出的天然地下空间。洞穴是地球自然景观的一个重要构成部分，亦是一种独特的自然资源，与人类的生产活动有着密切的联系；而研究其形成、形态特征、发展演化以及开发利用的科学就是洞穴学，英语叫SPELEOLOGY。在中国，尤其在南方岩溶山区，洞穴的调查、探测、及其形成和开发利用研究有着十分重大的理论意义和社会经济价值。

1936年英国洞穴学协会成立，标志洞穴学的正式形成。此后进入迅速发展阶段。1949年成立世界常设洞穴委员会。1953年在巴黎举行第一届国际洞穴学会议。1965年在卢布尔亚那举行第四届国际洞穴学会议，并成立国际洞穴学联合会(UIS)。

洞穴是自然界的景观之一，也是人类祖先最早的栖息之处。石灰岩地区的洞穴那些深邃的洞身、轰鸣的瀑布、巨大的厅堂以及...由于洞穴有很高的科研价值，各国科学家定期召开专题会议交流经验。

相关知识

根据洞穴的定义，洞穴实际上由洞穴空间（洞腔）及围绕其四周的岩体（围岩）两部分构成。

洞穴有很多种类型，按其所形成的围岩性质分，有：

（1）碳酸盐岩洞，由岩溶作用形成，在中国分布最广，数量最多，　规模最大；

（2）石膏洞，洞体一般规模不大，分布远不如碳酸盐岩洞普遍；

（3）砾岩洞，形成于钙质胶结的砾岩中，在中国数量很少，一般长度不大；

（4）玄武岩洞，由火山活动喷发出来的岩浆在流动过程中经差异冷却而成，主要分布在中国东北及海南火山喷发区；

（5）砂岩洞，由差异风化作用而成；

（6）冰川洞。

按形成洞穴的主要地质作用来分，有：

（1）岩溶洞穴；

（2）非岩溶洞穴。

按洞穴与围岩形成先后分，有：

（1）原生洞，洞穴与围岩同时形成，如熔岩洞、岩堆洞、礁洞、灰华洞；

（2）次生洞，洞穴形成于围岩之后，自然界大多数洞穴均属于此类，如岩溶洞穴、构造洞、风化洞、海蚀洞等。

按洞穴大小分，有：

（1）单一洞穴；

（2）洞穴系统。

按洞穴水文特征分，有：

（1）干洞，即渗流带（包气带）洞穴（vadose cave）；

（2）水洞，包括地下水面洞（water table cave）和潜流带洞穴（phreatic cave）。

按洞穴形态特征分，有：

（1）垂向洞穴；

（2）横向洞穴。

我们在此讲述的，主要是在中国南方岩溶地区普遍发育与广为分布的岩溶洞穴，英语叫做Karst Caves。

2、岩溶洞穴形成的几个基本条件

岩溶洞穴的形成与发展实际上是一种极其复杂的化学溶蚀，机械侵蚀和崩塌过程。洞穴学认为，一个岩溶洞穴的形成必须要满足以下四个基本条件：

（1）可溶性岩石；

（2）可溶岩能提供水渗透和运移空间；

（3）具有溶蚀能力的水流；

（4）水流必须具有流动性。

无容置疑，岩溶洞穴只能发育在可溶岩体中，如石灰岩、白云岩、石膏等；其次，可溶岩必须具有能提供水流运移的空间，如裂隙，节理，层面，空隙等。同时，如果运移在可溶岩体中的水流是饱和的而不再具有溶蚀能力，其也无法进一步溶蚀岩石扩大其原始空间；此外，如若水流静止不动，其亦不能将水中溶蚀掉的岩石成分带走，又怎能扩大岩体中的次生溶蚀空间？因此，要有物质与能量输入输出的持续性活动。这四个基本条件必须同时满足，缺一不可。当水流从空气，土壤，植被，岩石中获得具有溶蚀能力的碳酸或其它无机酸、有机酸通过可溶岩体中的上述空间时，即产生溶蚀扩大作用；水流量及流速又在这些溶蚀扩大了的缝隙中集中、增加，形成差异溶蚀；最后将其扩大形成超过人体大小的自然地下空间--洞穴。

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