第1期
福建地质Geologyof Fujian
岩石物理化学性质对泰宁丹霞洞穴的形成制约
邱小平
（1.福州大学紫金矿业学院，福州，350108；2.中国地质科学院地质研究所，北京，100037）摘要泰宁丹霞红层由铁钙质混合胶结的较松散固结红色砂砾岩构成，岩石胶结物中
CaCO,含量较高，抗压强度极低、孔隙度和含水性均较高。当岩石遇水湿润或浸泡时，或者生物风化过程中受到各种动植物分泌的有机酸作用，岩石胶结物中CaCO，易溶解流失，促使丹霞红层进一步软弱松散。冬季水结冰之后体积会膨胀，所以岩层表面产生片状裂隙。通过裂隙的毛细管效应，孔隙-裂隙水由岩石内部向结冰的表面扩散，在表面张力作用下水呈表面积最小的球状。春季化冻时岩石沿球形片状裂隙自由剥落的片状风化，圆球形洞穴开始形成，随着四季交替，年复一年，间歇性结冰和融化过程，使得洞穴逐渐扩大，形成泰宁丹霞各种形态的洞穴奇观。
关键词丹霞红层铁钙质混合胶结含水性洞穴泰宁
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泰宁丹霞是中国亚热带湿润区发育的青年期山原（平台）-峡谷组合式丹霞地貌，以密
集网络状峡谷为典型特征，深切峡谷、陡峭赤壁、奇特洞穴和大型岩槽密布，并且保存较完整和显著的古夷平面，是“中国丹霞一—世界自然遗产”提名地之一。
“泰宁丹霞”所有申报世界自然遗产的自然景观均集中在泰宁白垩纪红层盆地，由白垩纪丹霞红层经过漫长地质作用雕琢而成。红层又称红色岩建造，指一套主要由泥质岩、细粒砂岩、粉砂岩等组成的以红色为标志的陆相沉积，常夹有砾岩层和白云岩、石灰岩以及石膏等，岩石色调以红色为主，也呈红褐色或浅绿色。红色岩建造是在湿热或周期性干旱的气候条件下形成的河流、三角洲、湖泊以及近海的沉积。这种建造一般出现在造山期之后，常分布在山间坳陷和盆地中，其中产有石油、岩盐、石膏、铜等矿产，有时也产有煤。红层在全球上分布的时间和空间极为产泛，各洲大陆，从元古雷到第四纪均有分布，如美国西部的二叠纪、三叠纪的沉积岩；南部非洲和澳洲的中元古界下部红色砂砾岩；中欧、北欧的陆相泥盆系老红砂岩层；中欧的陆相二叠系新红砂岩层等都是典型的红层。中国的红层分布在元古宙长城系、震且系、和古生界志留系-泥盆系、中-新生界三叠系、侏罗系、白垩系和第三系均有红层生成，其中以中-新生界红层规模最大。笔者文中“丹霞红层”则是特指中国东部白墨纪为主（可以扩展到从晚侏罗世到新近纪）的铁钙质混合胶结的较松散固结红色砂砾岩
查技术示范研究”编号2009BAB43B04的联合资助。收摘日期：2013-04-25
作者简介：邱小平（1959-），男，教授，矿床学与矿田构造专业。方方数据