文化創意 Service project
2.1 地表環境影響因素研究
次生碳酸鈣形成的機理研究表明,影響洞穴景觀的環境因素不僅與洞穴環境密切相關,與地表環境也有著密切的聯系。大量的洞穴水來自于洞穴圍巖,而洞穴圍巖中的水又主要靠降雨補給。因此,洞穴景觀的沉積環境其實是一個由地表系統和地下空間組成的耦合體。如:洞穴水是形成洞穴碳酸鈣沉積物一個必不可少的條件,洞穴碳酸鈣沉積物的顏色、質感、光澤等,在很大程度上取決于洞穴水中所含的物質。當洞穴水較純凈時,其所產生的沉積物就是晶瑩透亮、色澤潔白如玉,當洞穴水中含有較多雜質或泥土時,沉積物也就暗淡,或者是大量的泥土附在其上。整個洞穴系統區域內,地表環境狀況會對洞穴碳酸鈣沉積物產生較大影響。在一些大型的石筍和鐘乳石發生斷裂倒塌的洞穴,除人為破壞原因外,一是溶洞地質產生變化,出現不均勻下沉,使區域性的大型石筍重心偏移產生傾斜、斷裂、倒塌,二是洞頂植被遭破壞,涵養水源滲漏水減少,鐘乳石與洞頂結合部產生枯水收縮,直至連接部不能承受鐘乳石重量而墜落。
2.2 洞穴內部影響因素研究
對次生碳酸鈣的形成過程有重要影響意義的洞穴環境因素主要有空氣二氧化碳，濃度、溫度、濕度以及風速等。有關研究認為,洞穴景觀的風化主要取決于洞穴空氣中的溫度和濕度的變化。當溫度升高時,洞穴中的濕度就會變小，當溫度降低時,洞穴空氣中的混度就增大,并可出現凝結水，特別是在洞口段,由于洞內氣流與洞外氣流相遇時的溫度差更會引起凝結水的產生。凝結水吸收洞穴空氣中高分壓的二氧化碳，從而破壞景觀的表層結構。洞穴環境溫度升高時，會因加速碳酸鈣景觀表層水分的蒸發,使景觀表面變干,甚至會產生干裂紋。試驗證明,管狀形纖細嬌弱的卷曲石、石枝、鵝管及石針等形態景觀,當它們所處部位的空氣濕度降低到60%以下,或在高能燈的照射下,容易造成脫水干裂剝落。
洞穴風是洞內、外及洞內各洞段(或支洞)存在溫差而形成的。過強的風速會吹散風道景觀上的水蒸氣膜(凝結水、算滴水等),導致景物脫水剝蝕。在洞穴弱光帶及照明燈照射到的地段,都有利于藻類,苔鮮類及蕨類植物生長,植物生長期間釋放的 二氧化碳，會增強洞穴“溫室效應”,因而使景觀風化溶蝕。二氧化碳是影響水化學平衡的重要因素,含有高分壓二氧化碳的裂隙水進人洞廳,在壓力的驅動下,水中的二氧化碳,釋放到空氣中,碳酸鈣:在洞壁或洞底上沉積下來,直到水一氣界面的二氧化碳，分壓達到一個新平衡為止。空氣中二氧化碳，含量增加，即空氣中二氧化碳:分壓升高,從而提高了水一氣平衡的二氧化碳，分壓。在西班牙 Neria cave的研究表明,采自開放洞穴的滴水,其二氧化碳,平衡濃度(0.1%~0.2%)要略高于那些未開放洞穴的滴水中的 二氧化碳:平衡濃度(0.05%~0.15%)。二氧化碳平衡濃度高,碳酸鈣的沉淀量將減少,影響沉積物景觀的生成。
2.3 鐘乳石沉積環境與形態研究
次生碳酸鈣形成的機理研究表明,影響洞穴景觀的環境因素不僅與洞穴環境密切相關,與地表環境也有著密切的聯系。大量的洞穴水來自于洞穴圍巖,而洞穴圍巖中的水又主要靠降雨補給。因此,洞穴景觀的沉積環境其實是一個由地表系統和地下空間組成的耦合體。如:洞穴水是形成洞穴碳酸鈣沉積物一個必不可少的條件,洞穴碳酸鈣沉積物的顏色、質感、光澤等,在很大程度上取決于洞穴水中所含的物質。當洞穴水較純凈時,其所產生的沉積物就是晶瑩透亮、色澤潔白如玉,當洞穴水中含有較多雜質或泥土時,沉積物也就暗淡,或者是大量的泥土附在其上。整個洞穴系統區域內,地表環境狀況會對洞穴碳酸鈣沉積物產生較大影響。在一些大型的石筍和鐘乳石發生斷裂倒塌的洞穴,除人為破壞原因外,一是溶洞地質產生變化,出現不均勻下沉,使區域性的大型石筍重心偏移產生傾斜、斷裂、倒塌,二是洞頂植被遭破壞,涵養水源滲漏水減少,鐘乳石與洞頂結合部產生枯水收縮,直至連接部不能承受鐘乳石重量而墜落。
2.2 洞穴內部影響因素研究
對次生碳酸鈣的形成過程有重要影響意義的洞穴環境因素主要有空氣二氧化碳，濃度、溫度、濕度以及風速等。有關研究認為,洞穴景觀的風化主要取決于洞穴空氣中的溫度和濕度的變化。當溫度升高時,洞穴中的濕度就會變小，當溫度降低時,洞穴空氣中的混度就增大,并可出現凝結水，特別是在洞口段,由于洞內氣流與洞外氣流相遇時的溫度差更會引起凝結水的產生。凝結水吸收洞穴空氣中高分壓的二氧化碳，從而破壞景觀的表層結構。洞穴環境溫度升高時，會因加速碳酸鈣景觀表層水分的蒸發,使景觀表面變干,甚至會產生干裂紋。試驗證明,管狀形纖細嬌弱的卷曲石、石枝、鵝管及石針等形態景觀,當它們所處部位的空氣濕度降低到60%以下,或在高能燈的照射下,容易造成脫水干裂剝落。
洞穴風是洞內、外及洞內各洞段(或支洞)存在溫差而形成的。過強的風速會吹散風道景觀上的水蒸氣膜(凝結水、算滴水等),導致景物脫水剝蝕。在洞穴弱光帶及照明燈照射到的地段,都有利于藻類,苔鮮類及蕨類植物生長,植物生長期間釋放的 二氧化碳，會增強洞穴“溫室效應”,因而使景觀風化溶蝕。二氧化碳是影響水化學平衡的重要因素,含有高分壓二氧化碳的裂隙水進人洞廳,在壓力的驅動下,水中的二氧化碳,釋放到空氣中,碳酸鈣:在洞壁或洞底上沉積下來,直到水一氣界面的二氧化碳，分壓達到一個新平衡為止。空氣中二氧化碳，含量增加，即空氣中二氧化碳:分壓升高,從而提高了水一氣平衡的二氧化碳，分壓。在西班牙 Neria cave的研究表明,采自開放洞穴的滴水,其二氧化碳,平衡濃度(0.1%~0.2%)要略高于那些未開放洞穴的滴水中的 二氧化碳:平衡濃度(0.05%~0.15%)。二氧化碳平衡濃度高,碳酸鈣的沉淀量將減少,影響沉積物景觀的生成。
2.3 鐘乳石沉積環境與形態研究
在鐘乳石形態的研究中，主要集中在對個別碳酸鈣景觀形態成因方面的分析。Dixon 和 Roqne指出，水滴懸掛的時間越長其中二氧化碳的損失越多，當懸掛1小時時,二氧化碳的壓差損失為 62%。Franke第一個在滴石形態的研究中引人物理化學計算,較好地研究了滴水高度與石筍的關系,得出石剖面與來水量、石筍高度與Ca+濃度的線性關系,他認為當滴落高度以毫米記時，可形成直徑為 1.5 cm 的“超最小型”石筍。研究人員通過試驗認為石。鐘乳發育而石等不發育的組合類型主要出現在洞穴高度不大、滴水 pH值較高(7.0~7.4)、滴率較慢(<10 滴/分)的洞穴中。石筍發育而石鐘乳不發育的組合類型主要出現在洞穴高度較大、滴水 pH 值較低(多小于 7.0)、滴率中速(15~60滴/分)的洞穴中,洞頂洞底沉積物均很發育的組合類型主要出現在洞穴高度不大但環境相對封閉、滴水pH 值較高(>7.0)、滴率較快(30~70滴/分)的洞穴中。
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