Evolutional process of erosional tiankengs
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摘要:
中国天坑研究学者通过系统调查，确立“tiankeng”作为标准地貌术语，并规范其形态特征，提出塌陷型天坑和侵蚀型天坑两种成因类型。文章以重庆武隆箐口天坑、陕西汉中伯牛天坑、马达加斯加安卡拉那高原的曼格里（Mangily）天坑、巴布亚新几内亚穆勒高原的阿底（Atea）天坑为研究对象，通过对比分析4个天坑（群）发育的地层结构、地貌演化和水文地质特征等，论述侵蚀型天坑系统演化的共性特征，即三元或二元地层结构、深厚包气带和巨大地势差异、覆盖型岩溶分布、覆盖层对雨水的汇聚或夹层对地下水的汇聚等。基于侵蚀型天坑的成因条件，认为其发育阶段可分为：落水洞-竖井（地下河）阶段、侵蚀-竖井状大厅阶段、崩塌-天坑形成阶段和天坑退化阶段，并对侵蚀型天坑演化机理提出新的认识。 Abstract:In this paper， the common features of the erosional tiankeng are discussed by comparing the stratigraphic structure， geomorphic evolution and hydrogeological characteristics of four tiankengs in the world， i.e.， Qingkou Tiankeng in Wulong karst of Chongqing and Boniu Tiankeng in Xiaonanhai Plateau of Hanzhong， China， Mangily Tiankeng in Ankarana Plateau， Madagascar， and Atea Tiankeng in Muller Plateau， Papua New Guinea. The current study indicates that the erosional tiankeng is commonly characterized by ternary （sandwich） or binary stratigraphic structure， covered-karst distribution， deep vadose zone and great topographic differences， as well as catchment of rainwater by the overlying layer. Based on these genesis conditions， when the surface water converges and flows into the soluble rock aquifer to form underground karst cave， its evolutionary stages can be divided into （1） sinkhole-shaft （underground river） stage， （2） erosion-shaft-chamber stage， （3） collapse-forming tiankeng stage， and（4）tiankeng degradation stage. The genesis analysis of erosional tiankeng provides a new insight into its evolutionary mechanism. -
Key words:
- erosional tiankeng /
- tiankeng genesis /
- evolutionary stages /
- collapse /
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图 2 箐口天坑区域地貌简图（据陈伟海2004改绘）
Figure 2. Surface features of the Qingkou tiankeng area (adapted from Chen., 2004)
图 3 箐口天坑和地下河地质剖面图（据陈伟海2004改绘）
Figure 3. Geological section of Qingkou tiankeng and its underground river (adapted from Chen., 2004)
图 4 伯牛天坑区域地貌特征及与洞穴的关系
Figure 4. Surface features of the Boniu tiankeng area and the relationship with cave passages
图 6 曼格里（Mangily）天坑区域地貌简图（根据Gilli E, 2014改绘）
Figure 6. Surface features of the Mangily tiankeng area (adapted from from Gilli E,2014)
图 7 曼格里（Mangily）天坑地质剖面图（根据Gilli E, 2014改绘）
Figure 7. Geological section of Mangily tiankeng (adapted from Gilli E,2014)
图 8 安卡拉那高原的曼格里（Mangily）天坑（素描：隋佳轩）
Figure 8. Mangily tiankeng in the Ankarana Plateau (sketched by Sui Jiaxuan)
图 9 阿底天坑群位置与地貌简图（据James,2005改绘）
Figure 9. Locations of Atea tiankengs and surface features of the Atea tiankeng area and their relationship with cave passages (adapted from James,2005)
图 10 阿底天坑和地下河地质剖面图（据James,2005改绘）
Figure 10. Geological section of Atea tiankeng and the underground river (adapted from James,2005)
图 12 伯牛天坑区域岩溶台原（龙头山）
Figure 12. The Longtoushan karst plateau around the Boniu tiankeng area
图 13 侵蚀型天坑演化模式（素描：隋佳轩）
Figure 13. Evolutional model of erosional tiankengs (sketched by Sui Jiaxuan)
图 14 洞坝竖井剖面图（引自Lynch, 2004）
Figure 14. Section map of Dongbo doline (adapted from Lynch, 2004)
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