拉萨北部夺底沟东嘎山周边第三纪古喀斯特地貌特征及其地质意义

土登次仁 叶 进 白玛康珠 扎 拉 次仁罗布

（西藏大学理学院 西藏拉萨 850000）

拉萨北部夺底沟东嘎山周边第三纪古喀斯特地貌特征及其地质意义

土登次仁 叶 进 白玛康珠 扎 拉 次仁罗布

（西藏大学理学院 西藏拉萨 850000）

青藏高原地区的喀斯特现象一直是国内外研究的热点问题。文章在拉萨市北部的夺底沟东嘎山及周边地区发现了石灰岩峰丛和溶沟，并且在东嘎山内部发现了复杂的溶洞地貌和流水沉积物。文章认为，这些典型的古喀斯特地貌——古溶洞群、古峰丛和古溶沟应是在晚第三纪发育，并在地球演化过程中由丰富的活动性流水塑造的；发育在此地区的古喀斯特地貌又是拉萨河谷气候在第三纪晚期发生巨变的有力证据。

拉萨；夺底沟；第三纪；古喀斯特地貌

对于青藏高原存在古喀斯特地貌的观点，国内外相关学者存在不同的认识。有学者认为西藏发育的所谓古喀斯特地貌，洞内缺乏溶蚀形态，洞壁呈风化剥蚀的机械破坏状态，将西藏古喀斯特地貌定性为第四纪冰缘气候的寒冻风化作用产物，并非是喀斯特作用下形成的地貌[1]。本文结合前人对青藏高原古喀斯特地貌的研究成果，在野外考察的基础上，从石灰岩峰丛、溶沟以及东嘎山的溶洞和洞内流水沉积物等方面，对拉萨北部夺底沟内的古喀斯特地貌特征进行了研究，分析了其形成时代，探讨了青藏高原古喀斯特地貌的发育形成过程和其地质意义。

1 区域地质构造背景

东嘎山位于拉萨市夺底乡夺底沟深处（见图1）。本区域位于冈底斯—念青唐古拉板片，冈底斯陆缘火山—岩浆弧的中东段。地层归属冈底斯—念青唐古拉区的拉萨—波密分区，南侧紧邻雅鲁藏布构造缝合带。大地构造位于雅鲁藏布NWW向构造带上[2]。拉萨河谷地区的基岩以中生代的变质砂板岩、灰岩和喜马拉雅期的花岗岩为主[3]。

图1 研究区域位置及周边地形

图2 研究区域全景图

从夺底乡政府往北至底囊村附近，岩性以花岗岩、火山喷出岩、碎屑岩和石灰岩为主。东嘎山及其附近石灰岩有大面积裸露，裸露位置海拔4100m左右，石灰岩层厚约400m，产状：8°∠47°。整套石灰岩的下层为花岗岩，上层为粉砂岩和细砂岩。在东嘎山的石灰岩体下部穿插了一条厚约7m的花岗岩岩脉（见图2），产状与石灰岩产状一致，以此花岗岩岩脉为界，下层石灰岩较上层石灰岩发育破碎，并且下层石灰岩体沿产状发育有数条节理，节理裂隙被灰白色方解石晶体填充。花岗岩岩脉与下伏和上覆石灰岩的接触带均比较破碎，并伴有轻微变质现象，在接触带下层发育有一条厚5cm的灰白、灰绿色大理岩，上层发育有厚0.8m的片麻岩。石灰岩体破碎带较少，纯度更好，东嘎山的溶洞群以及峰丛、溶沟则主要发育在石灰岩体中。

2 地貌特征

2.1 溶洞

东嘎山高百余米，三侧峭壁（见图3）。山体岩性均为灰白色、灰黑色石灰岩，质较纯。岩石表面有黄褐色风化壳，峰体表面节理比较发育，内部节理较少。东嘎山山体上有十余个大小溶洞，洞口多呈圆形或近似圆形，整体可划分为上中下三层。最上层以小的溶洞为主，直径30cm左右，中、下层主要是大的溶洞，直径可达3m左右。大的溶洞由东南向西北方向延伸60余米贯穿整座山体，并且大小溶洞在山体内相互连通，组成复杂的立体溶洞网络。

图3 东嘎山外观图

图4 溶洞内壁溶蚀状态图

在溶洞内，洞顶平整光滑，洞体整体圆润，节理不发育，洞壁未发现人工凿挖痕迹。两侧洞壁及洞壁上的次生洞穴口粘附有大量白色钙华堆积物（见图4），钙华厚2～10cm，部分钙华表面有明显的波痕层面构造。除此之外，有层理清晰的泥沙、鹅卵石等沉积物粘附于洞壁上（见图5），结构疏松，用手即可掰下。

图6 石钟乳（左）和石柱（右）

图5 层理结构明显的已固结的流水沉积物

图7 钙华表面黑色风化壳

溶洞部分地段底部，有崩塌的砾石堆积。洞内次生溶洞发育良好，溶洞内有更小的次生溶洞，如溶孔等，这些小的溶洞与峰体内其它大的溶洞相互连通，共同构成了复杂的立体溶洞网络。在溶洞内，发现有较小规模的石钟乳和石柱群（见图6），高度均不超过30cm，宽度不超过1m。溶洞时宽时窄，但是溶洞底部却异常平整，甚至还有较为完整的台阶，说明此溶洞内受过后期人类较大程度的改造，并且大的石钟乳、石柱等也已经被破坏掉，仅残存小规模石钟乳和石柱。

东嘎山西北侧发现有直径约4m、深约6m的天生桥，桥洞顶部及两侧洞壁同样有钙华。钙华风化严重，表面覆盖一层坚硬的黑色风化壳（图7）。流水作用产生的沉积物（泥沙、钙华等）粘附在洞壁上，通过对溶洞内两侧洞壁上沉积物高度的对比，发现南侧洞壁沉积物普遍较北侧高出20cm左右。在此山体附近进行详细构造分析发现，东嘎山与西南侧大的山体相连部位发育有一条断层（见图3）。东嘎山处于下盘，后面巨大的山体处于上盘，通过岩层两盘位移及擦痕特征判断是正断层。两侧洞壁上沉积物的高差，形成原因应是在喀斯特地貌停止发育，溶洞内活动性水流已干涸，沉积物已发生脱水固结后，东嘎山和西南侧相连的大的石灰岩山体发育了正断层，东嘎山所在的下盘上升，导致了其峰体整体向东北侧倾斜，而已经固结在了洞壁两侧的原本高度一致的流水沉积物也随峰体发生倾斜，导致南侧比北侧普遍高。

2.2 峰丛、溶沟

在距离东嘎山西南侧100～200m的石灰岩山体顶部，还发现有十几座小型山峰和石柱（见图8和图9），其基座到峰顶高差10～20m不等，峰体节理较发育，基座相连，单个山峰较为陡峻，遭受物理风化作用严重，岩体破碎，节理发育。在山峰之间，可清楚看到有两条宽约5m、长30～40m左右、深约10～15m的U形沟槽（见图9），沟底坡度约50°，沟底岩石表面较为平整，应为流水冲蚀作用下形成。槽壁槽底为整块石灰岩，沟体横切面呈U形，槽壁槽底有风化严重的灰色和黑色钙华残余。

据此认为，沟槽是持续而大量的流水沿着岩体节理缝隙形成的交错水网，经过漫长的地质年代，水网将整块石灰岩山体逐渐冲蚀成众多小型孤立的山峰。同时，由于地层短时间内急剧抬升，流水下切作用增强，水更易在坡度大的水槽汇流，形成的U形沟槽更加陡峭，规模也就越大，相对应的沟槽与沟槽之间相夹的山峰也就更显突兀。这些小型山峰和沟槽的地貌特点及形成过程符合岩溶地貌的基本特征，因此属于喀斯特地貌中的峰丛和溶沟，走向沿山坡倾向展布的山峰属于喀斯特地貌中的石墙。青藏高原地区由于地势抬升严重，气候发生了巨大改变，导致塑造地形的水流基本消失，岩溶作用早已停止。但残留下的峰丛和溶沟则是此地区曾经拥有丰富水量来塑造喀斯特地貌的有力证据。

图8 峰丛内单个峰体

图9 溶沟

3 地质意义

在距今约250万年的晚第三纪，青藏高原整体是海拔较低的低纬度地区。拉萨地区以南，还普遍是滨浅海环境，是温暖湿润的热带、亚热带气候，地表流水丰富[4]。拉萨北部夺底沟地区的晚侏罗世的巨厚灰岩地层在此时期遭受岩溶作用，发育了上述较大规模的溶洞群、溶沟以及峰丛等典型的喀斯特地貌。在上新世末期，随着喜马拉雅运动青藏高原迅速抬升，气候迅速由冷变干[5]。拉萨地区地表流水减少，以活动性流水为主导因素的岩溶作用减弱，直至消失，此地区的喀斯特地貌便停止了发育。因此，本区古喀斯特地貌，尤其是复杂的溶洞群地貌应是在第三纪晚期的温暖湿润气候条件下形成的，这与云贵高原喀斯特地貌在成因上是一致的[6]。

本区峰丛、溶沟发育在山体顶部，遭受较强烈的物理风化作用，体态变得低矮残留在山顶。溶洞群多位于沟底，位置较低，遭受的风化剥蚀作用相对较弱，因此溶洞内的流水沉积物等在漫长的地质年代中得以保留。由于青藏高原抬升具有整体性，使得拉萨北部的石灰岩层在整体抬升过程中，未受到较大的构造变形，在晚第三纪时期形成的古喀斯特地貌保存较完整。

关于东嘎山溶洞两侧洞壁上已经固结的沉积物，其南侧普遍高于北侧，可能是东嘎山与其西南侧山体发育有正断层，说明研究区域地壳抬升比较强烈。

4 结论

4.1 拉萨夺底沟地区在晚第三纪发育了较为典型的古喀斯特地貌。如：古溶洞、古峰丛和古溶沟地貌。

4.2 在地球演化过程中，丰富的活动性流水塑造了夺底沟大规模的古溶洞群、古峰丛和古溶沟，是温暖湿润气候下的产物，并非第四纪冰缘气候下的产物。

4.3 拉萨河谷气候在第三纪晚期发生巨变，气候由热带、亚热带温暖湿润气候转变为现在的高寒半干旱气候，发育在此地区的古喀斯特地貌便是有力证据。

4.4 溶洞内的残余沉积物的“南高北低”分布，可能是外部山体间断层发育的结果，反映出研究区域地壳抬升比较剧烈。

[1]朱学稳.西藏高原喀斯特的性质及“残余峰林”质疑[J].中国岩溶,1994(13)：220-227.

[2][3]西藏自治区地质矿产局.1：20万曲水幅区域地质调查报告——地质部分[R].1993：1-215.

[4][5]西藏自治区地质矿产局.西藏自治区区域地质志[M].北京：地质出版社,1993：171-249.

[6]左俊辉.中国地貌三大阶梯对喀斯特发育的若干影响——以中国西南岩溶区为例[J].科技信息,2012(18)：210-212.

[][]

Featureof Tertiary paleokarst landform and itsgeologicalsignificance ofDongahilland surroundings in DuodiValley,Northern Lhasa

Thubtan Tserin Ye Jin Baima Kangzhu Zhala Tsering Luobu

（SchoolofScience,TibetUniversity,Lhasa 850000,Tibet）

The karst phenomenon in the Qinghai-Tibet Plateau has been a hot researchissue in theworld.The Donga hill and its surroundings at DuodiValley in Northern Lhasa as the study site,the limestone peak cluster, karstditch and the complex karst cave landscape and flowing sedimentwere found during the investigation.We considered that the typical ancient karst geomorphology had to be developed in the Late Tertiary and had been shapedby the rich activitive flowingwaterin the processofearth evolution.

Lhasa;Duod Valley;Tertiary;ancientkarst landform

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2016.02.003

P931

A

1005-5738（2016）02-018-005

[责任编辑：张建伟]

2016-09-16

2015年度西藏自治区大学生创新性实验训练计划项目“拉萨市周边古喀斯特地貌成因及其地质意义”阶段性成果，项目号：2015QCX009

土登次仁，男，藏族，西藏山南人，西藏大学理学院副教授，主要研究方向为区域地质。