浙西北建德市溶洞资源价值评价
潘少军, 张建芳*, 陈小友
浙江省地质院,浙江 杭州 311200
通信作者简介: 张建芳(1985—),男,高级工程师,主要从事区域矿产地质调查研究工作。Email: zhjianfang@126.com

第一作者简介: 潘少军(1986—),男,工程师,主要从事区域地质调查研究工作。Email: 751151749@qq.com

摘要

溶洞作为一种地质遗迹资源,对其开展定量评价可以更好地实施保护和利用。在对建德市溶洞资源开展调查研究的基础上,分析建德市溶洞形成的地质背景,对区域内溶洞特征进行分类统计,运用层次分析法构建符合当地溶洞特征的价值评价体系。通过结合定量分析与溶洞旅游的实际情况,对建德市溶洞开展了全面评价,根据评价指标要素对每个溶洞进行分值量化。以浙江省已开发溶洞为背景,对溶洞的开发价值进行了简要分析,推荐黑洞作为优先开发备选点,神仙洞、金洲仙姑洞、九仙洞、马头山洞、前山洞、戴家仙姑洞等作为次级开发备选点,并选取黑洞作为典型溶洞,从形态、岩溶景观等方面对其进行了深入介绍。评价分析结果可为溶洞的规划与开发利用提供基础资料,为建德市的旅游业发展提供新的备选地。根据溶洞资源特征及评价结果,将溶洞划分了不同的保护级别,可为当地开展溶洞分类保护工作起到支撑作用。

关键词: 溶洞; 地质特征; 开发价值; 价值评价; 分级保护; 建德市
中图分类号:P968 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2024)02-0072-09
Value evaluation of karst cave resources in Jiande City of the northwestern Zhejiang Province
PAN Shaojun, ZHANG Jianfang, CHEN Xiaoyou
Zhejiang Institute of Geosciences, Zhejiang Hangzhou 311200, China
Abstract

Quantitative evaluation of karst caves, as a geological relic resource, is helpful to its protection and utilization. Based on the investigation and research of karst cave resources in Jiande City, the authors in this paper analyzed the geological background of karst cave, and statistically classified the characteristics of karst caves in this area. The value evaluation system was constructed by Analytic Hierarchy Process. A comprehensive evaluation of karst caves in Jiande City was conducted through quantitative analysis of the actual situation of karst tourism, and each karst cave was quantified based on the evaluation index elements. The development value of karst caves was briefly analyzed based on developed karst caves in Zhejiang Province. Hei Cave was recommended as a priority development alternative, and Shenxian Cave, Jinzhou Xiangu Cave, Jiuxian Cave, Matou Mountain Cave, Qianshan Cave, Daijia Xiangu Cave and so on, were selected as the secondary development alternatives. Besides, Hei Cave was selected as the typical karst cave for in-depth introduction from the aspects of morphology, karst landscape, and others. The evaluation and analysis results could provide some basic data for the planning, development and utilization of karst caves, and provide some new alternative sites for the economic development of the tourism industry in Jiande City. Different protection levels of karst caves were divided based on the characteristics and evaluation results of karst cave resources, which could provide some support for local classification and protection of karst caves.

Keyword: karst caves; geologic characteristics; development value; value evaluation; graded protection; Jiande City
0 引言

地质遗迹是地球在内外力综合作用下演化形成的一些具有观赏价值和科研价值的地质现象[1, 2], 溶洞作为地质遗迹家族中的重要一员, 是喀斯特地貌的一种表现形式, 洞内形成的各种岩溶景观具有很高的观赏性和科研价值, 是大自然馈赠给人类的最具魅力的自然资源之一[3, 4]。随着国内外旅游业发展方向的多元化, 以及人们对新生事物探索热情的增长, 溶洞旅游受到越来越多游客的青睐, 溶洞日益成为一种重要的地质遗迹旅游资源[5, 6, 7, 8, 9, 10], 并得到了广泛的开发利用, 已成为生态文明、乡村振兴以及地质文化村建设中一支独特的力量[11, 12, 13, 14, 15]

溶洞作为一种历经千百万年形成的重要旅游资源[16, 17], 其开发具有较强的专业性, 开发得当可获得较好的经济效益, 否则便会造成不可逆的资源破坏[18, 19, 20]。在对溶洞进行开发之前, 需要开展综合评价工作, 但目前溶洞资源开发的价值评价还没有统一的评价方法[21]。溶洞资源评价的常用方法有模糊综合评价法[22, 23]、层次分析法[24, 25]、专家征询法[26]、德尔菲法[24, 27]等, 综合来看层次分析法效果更好, 能将各种相关指标进行量化。本文依据层次分析法的原理, 构建建德市溶洞资源开发利用价值评价体系, 对建德市溶洞资源开展定量评价, 并分析研究溶洞资源的开发利用价值, 判别各个溶洞景观的价值, 为建德市溶洞旅游的可持续开发及保护提供理论上的依据。

1 研究区概况
1.1 地质背景

建德市地处浙江省杭州市西部, 钱塘江上游, 杭州— 黄山黄金旅游线中段, 总面积约2 321 km2。大地构造位置处于江山— 绍兴断裂带的北西侧, 区域性球川— 萧山深大断裂大致沿李家— 建德— 下涯— 乾潭一线呈NE向贯通区内。区内发育有石炭系黄龙组、石炭系— 二叠系船山组和二叠系栖霞组灰岩, 面积约75 km2, 在球川— 萧山深大断裂及其衍生的次级断裂影响下, 区域内的灰岩地区发育较多天然溶洞(图1)。

图1 建德市构造位置、灰岩地层及溶洞资源分布
1.黑洞; 2.竹鸡洞; 3.狮尾洞; 4.亮洞; 5.凉坑洞; 6.七源洞; 7.九龙洞; 8.狮象洞; 9.九仙洞; 10.金洲仙姑洞; 11.仙人洞; 12.鲤鱼洞; 13.戴家仙姑洞; 14.樟村洞; 15.吴家洞; 16.洪秋塘2号洞; 17.石岩洞; 18.洪秋塘1号洞; 19.木竹坞洞; 20.庵前洞; 21. 芳村洞; 22.岩溶洞; 23.芭蕉洞; 24.黄朝洞; 25.灵栖洞; 26.大冰洞; 27.长岗龙洞; 28.神仙洞; 29.大倒洞侧洞; 30.大倒洞; 31.乌龟洞; 32.前山洞; 33.马头山洞; 34.李家洞; 35.无底洞; 36.老虎洞; 37.前山蝙洞
Fig.1 Toctonic location, limestone strata and karst cave resource distribution in Jiande City

1.2 溶洞基本概况

建德市可能发育有溶洞的地层主要为黄龙组、船山组和栖霞组, 针对这些区域采用十字路线穿越法、无人机飞越法、高密度电法勘探[28]等手段, 对建德市开展溶洞资源调查, 共发现37处天然溶洞(群)(图1)。

区域内溶洞资源较为发育, 且形态丰富、类型多样, 厅堂式、峡谷式、竖井式及长廊式等各类溶洞均有分布。聚集有不同特征、成因的溶洞内部形态, 包括滴水、流水沉积形成的石笋、钟乳石、石柱、石瀑、边石坝等洞内景观, 差异溶蚀原岩形成的贝窝、天锅等, 以及洞中断裂、重力崩塌形成的巨石、线状岩溶景观等。

1.3 溶洞基本特征

本文对37处天然溶洞(群)进一步开展了内部人工测量、高密度电法勘探、三维立体扫描等工作, 并分别记录各个洞穴的洞口高程、形态、延伸长度、面积、发育地层层位、钙华发育情况等特征, 然后对重要特征属性进行统计分析(表1)。通过特征分析发现: 溶洞所处高程以200 m以上为主; 长度大于100 m的占比较低; 可见面积一般小于1 000 m2; 主要发育地层为黄龙组; 溶洞多沿裂隙方向分布; 溶洞洞口多为不规则形, 小部分呈圆形; 内部大多发育有钟乳石、石笋等钙华景观; 洞内有水体的较少, 一般规模较大的洞穴才有水体, 规模小的洞内仅有少量滴水或洞内干燥。

表1 建德市溶洞基本特征分布 Tab.1 Basic characteristics distribution of karst caves in Jiande City
2 溶洞资源价值评价
2.1 评价要素及权重

本文在实地调查的同时, 记录了各溶洞的地下河、钟乳石、石锅等科学及美学现象资料, 并客观、真实、准确地评述溶洞的科学与美学内涵, 获取了溶洞资源评价的第一手资料。在查阅相关资料[29, 30, 31, 32]的基础上, 本文采用层次分析法构建评价体系, 具体流程为: 首先确定景观质量评价中的各个指标, 其次确定每个指标的权重和各指标的评分标准, 再计算各个溶洞的得分, 通过得分判别溶洞的可利用价值。

针对参与本次评价的溶洞, 实地调查评估显示其不存在直接的安全隐患, 而由于间接或隐藏的安全隐患具有不可预测性, 故本次评价不将安全性作为评价要素。在充分考虑自然景观的观赏价值的前提下, 结合建德市溶洞数量多、规模大小不一、内部岩溶景观多样性强等特点, 参考《GB/T 18972— 2017旅游资源分类、调查与评价》[33]中的旅游资源评价因子, 总结前人关于溶洞旅游资源开发评价中的影响因素、影响因子、各要素赋分比值等研究成果[25, 34, 35, 36], 从众多的溶洞资源评价因素中筛选出溶洞规模、溶洞形态、溶洞沉积物、水文景观、区位、文化景观等6个主要评价要素, 同时构建了9个次级要素和24个三级要素, 经讨论筛选, 得出各评价要素的权重值(表2)。

表2 溶洞价值评价要素及权重 Tab.2 Factors and weights of karst cave value evaluation
2.2 评分标准与评价结果

本文根据浙西北建德市溶洞的发育规模、溶洞形态、洞内岩溶景观、水文、区位等特征, 综合考虑前人关于溶洞景观和旅游价值评价要素的评分准则, 对24个三级要素分别按照4类进行划分, 并分别赋4、6、8、10四级分值, 最高值为10分, 具体要素评分标准见表3

表3 溶洞价值要素评分标准 Tab.3 Evaluation criteria for karst cave value elements

根据评价指标和评分标准, 采用加权求和法对区域内37处溶洞开展量化评分, 评价结果见图2, 其中最高分为灵栖洞群(9.3分), 次高分为黑洞(8.4分)。实地调查情况显示灵栖洞(群)已处于开发状态, 游客数量较多, 其规模、内部景观、水文条件、交通条件等方面在区内均为最佳, 而由于黑洞暂未开发, 其水体景观、化学沉积物造型略差, 说明此评价标准较为可靠, 可以将溶洞资源的价值以量化分数的形式表达出来。

图2 建德市溶洞价值评价结果Fig.2 Value evaluation results of karst caves in Jiande City

通过量化评价结果可知, 处于第一档8.0分以上的溶洞有3处, 其中灵栖洞(群)和大冰洞已被开发, 黑洞是唯一评分较高且未被开发的溶洞, 在自然景观与人文景观方面, 黑洞与浙江省内其他已开发的溶洞相比具有一定的自身特点, 故该洞穴的开发利用潜力最高, 可作为优先开发利用备选点。评分大于7.0分的神仙洞、金洲仙姑洞、九仙洞、马头山洞、前山洞、戴家仙姑洞等, 可作为次级开发备选点, 配合当地开展乡村旅游工作。其他洞穴由于景观价值较差等原因, 不具有深入开发价值, 可作为当地居民纳凉点、酒窖储备点等用途。

3 保护建议

建德市溶洞内部形态各异的化学沉积物具有较高的观赏性和科研价值, 且它们的形成都是经历了数百万年甚至数千万年的时间, 是大自然赋予人类的宝贵财富, 但除了已被开发或保护的灵栖景区(灵泉洞、清风洞、霭云洞)、江南大冰洞、乌龟洞、芭蕉洞外, 其它溶洞基本处于无人管理的状态, 为了使资源得到更好的保护, 建议对建德市溶洞资源进行分级保护。

通过综合评价建德市的溶洞资源, 筛选出主要保护对象, 按照溶洞的科研价值、美学观赏价值、人文历史价值等划分保护等级[20, 33, 37](表4)。保护等级的划分兼顾了溶洞分布范围的完整性、当地经济建设及群众的生产、生活需要, 将建德市溶洞资源保护等级分为3级, 保护范围以单个溶洞范围为基准, 适当外扩一定的距离, 控制工程建设、开采矿石等可能对溶洞资源造成破坏的人类活动[38, 39]

表4 建德市溶洞分级保护建议 Tab.4 Graded protection suggestions for karst caves in Jiande City
4 黑洞形态及典型岩溶景观

通过对建德市溶洞资源开展全方位的综合评价, 选择黑洞作为第一开发利用备选溶洞, 从形态和岩溶景观特征方面介绍黑洞。

黑洞又称金栗洞, 位于杭州市建德市乾潭镇(图1), 其周边还有狮尾洞、竹鸡洞和亮洞, 黑洞发育地层为船山组和栖霞组, 岩性为灰岩, 在栖霞组灰岩中夹有燧石结核团块或燧石条带。洞穴面积约2 500 m2, 形态迂回曲折, 内部岩溶景观较好。黑洞的平面展布及BB'横切面见图3。

图3 黑洞平面展布及BB'横切面示意图Fig.3 Planar layout and BB' cross section diagram of Hei Cave

黑洞的洞口呈方形(图4(a)), 海拔378 m, 洞口走向40° , 内部有1个主通道、2个岔洞和1个竖洞, 主洞穴长约300 m, 宽度5~20 m, 高度一般约3 m, 最高处可达约10 m。洞穴形态呈地下水廊道, 洞厅底部起伏不定, 可见较多崩塌堆积, 距洞口约10 m有一处大型崩塌岩块, 在上部形成了一处天窗。洞壁有明显的冲刷痕迹(贝窝、边槽等), 洞内有地下河道(图4(b)), 水量较大, 常年不息, 进入洞内部约220 m有一处较大洞厅, 大厅东南侧堆积了厚度达2 m以上的砂砾石。

图4 黑洞外部与内部岩溶景观Fig.4 Interior and outer landscape of Hei Cave

洞内岩溶景观发育主要有石钟乳(图4(c))、石笋(图4(d))、悬吊岩(图4(e))、波痕(图4(f))、燧石条带(图4(g))、鹅管(图4(h))、石幔、边石坝、砂砾石堆积等。前段以石钟乳、石瀑、边石坝、盖板等为主, 且大部分仍在生长, 尤以小型边石坝最为发育, 规模较大, 景色别致; 中段发育大量短小的鹅管, 长度1~3 cm, 直径3~8 mm, 呈乳白色, 尖部均有滴水, 顶部还可见垂乳状溶蚀牙以及密集的黑色硅质团块和燧石团块(条带), 其中冲刷溶蚀形成的悬吊岩发育, 通道中间有一大型石钟乳, 宽约3 m, 高约3.5 m, 呈钟状倒挂; 末段有1处大厅, 底部较多砂砾石堆积; 尾部为1处厅室, 发育大型石幔、石瀑等。

溶洞通道两侧有较厚砂砾石堆积物, 厚度可达1~2 m, 部分沉积物顶部发育一层钙华盖板, 厚度5~15 cm不等, 钙华胶结砾石景象独特。河道底部也有较多砂砾石, 砾石岩性多为火山岩, 推测来源于洞穴北侧的黄尖组火山岩, 故由此推测溶洞尾部或可继续延伸更远。

通过对黑洞形态和岩溶景观特征的综合分析, 可以看出黑洞的形态特征和岩溶景观特征均具有独特之处, 可作为后续开发备选溶洞, 也进一步验证了本文对建德市溶洞资源量化评价的可靠性。

5 结论

(1)本文从溶洞旅游开发及保护角度出发, 通过运用层次分析法, 对浙西北建德市溶洞资源的价值评价因素进行分类总结, 共选出6个主要评价要素, 同时构建了9个次级要素和24个三级要素, 系统构建了建德市溶洞资源价值评价体系, 并对三级要素分别进行赋分, 从而筛选出高价值的建德市溶洞。

(2)对建德市溶洞开发利用价值进行了定量分析, 为溶洞资源合理有序利用提供了科学依据。推荐优先将黑洞作为溶洞旅游开发备选点, 可与当地乡村文化结合, 以溶洞为基点建设地质文化村等使相关产业融合发展, 为共同富裕示范区建设贡献地质力量。神仙洞、马头山洞、金洲仙姑洞、九仙洞、前山洞、戴家仙姑洞可开发为乡村溶洞公园, 作为周边居民休闲娱乐场所, 服务于生态文明和美丽乡村建设。

(3)结合建德市溶洞现状和溶洞价值评分, 按照不同的划分原则, 把区域内的溶洞资源划分为3个保护等级。

(4)根据优选出的高分可开发利用溶洞, 本文以黑洞为例, 从洞穴形态、典型岩溶景观等方面入手论述溶洞特征, 对洞穴进行了全面剖析。

(责任编辑: 魏昊明)

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