为福建泰宁世界地质公园中的盐风化穴正名
2024年11月29日，我请求在福建工作的老同学朱耀明先生陪同，自驾考察了福建泰宁世界地质公园寨下大峡谷景区，在地质公园管委钱婴老师的安排下，我们重点观察了丹霞地貌崖壁上的盐风化穴。鉴于公园的解说牌还将该类洞穴解释成降水冲刷侵蚀的结果，特撰写本博文予以纠正。
福建泰宁世界地质公园位于福建省三明市泰宁县，总面积 492.5 平方公里，其中丹霞地貌面积 252.7 平方公里，由石网、大金湖、八仙崖、金铙山四个园区及泰宁古城游览区组成。2005年被联合国教科文组织列为世界地质公园，同时是国家重点风景名胜区、国家 5A 级旅游景区、国家地质公园、国家森林公园和全国重点文物保护单位。
该公园以青年期丹霞地貌为主体，宏观上以断裂构造地貌为特征，拥有 220 余条深切峡谷、130 余条巷谷，伴随有洞穴为主的微观地貌 400 多处；园区南部金溪水系发育，形成典型深切曲流地貌景观。森林覆盖率达 78.4%， 分布水杉、红豆杉等珍稀树种。
白垩纪以来，包括本公园区域在内的福建中西部地区及江西大部、湖南大部和粤北地区一起，同属于一个宽广的中生代陆相盆地群，沉积了以砂砾岩为主的红层。晚白垩世后地壳全面抬升，在本区密集的断裂切割红层，为流水侵蚀提供了优选场所，致使本区沟壑纵横、山峦凸起，赤壁丹崖特征明显，造就了典型的丹霞地貌。
寨下大峡谷景区是泰宁世界地质公园大金湖园区的主要代表，位于杉城镇与大田乡交界处的际溪村，距县城16公里，景区面积约 2 平方千米，因形似一条巨龙盘卧而得名：金龙谷。区内巷谷、线谷、赤壁、孤峰、石柱、崩塌堆积、堰塞湖、穿洞，盐风化穴等景观非常丰富。主要景点有问天岩、三仙岩、祈天峡、倚天剑、佛足岩、金龟爬壁、天穹岩、翠竹湖、云崖岭、金龙线谷群、金龟寺叠瀑、线瀑、华夏第一藤、千年柳杉王、千藤壁等。
（据百度百科：https://baike.baidu.com/item/福建泰宁世界地质公园/9748082 简化修订，增加了“盐风化穴” ）
看看地质公园的位置在哪里：
寨下大峡谷区基岩完全裸露于地表，显示出被断裂切割成大小不等的地块。事实上，地球的表面到处都被断裂切割成不同的块体，只是平原和海洋及湖泊被沉积物覆盖了不显示断裂构造而已。用裂纹釉来类比大地的断裂格局也许比较贴切：
裂纹釉：瓷器釉面的装饰艺术（据百度百科简化修订）
裂纹釉是瓷器表面呈现龟裂、蟹爪或冰裂纹路的装饰工艺，其釉面裂纹由坯体与釉层膨胀系数差异形成。瓷器釉面布满许多小裂纹，有疏有密，有粗有细，有长有短，有曲有直，呈现出独特的美感。裂纹釉本是制瓷工艺中的一种缺陷，逐渐被利用来装饰瓷器。裂纹釉分为填充型与覆盖型，纹样包括冰裂纹、百圾碎、金丝铁线等类型。宋代汝窑、官窑及哥窑通过控制釉料成分和烧制工艺，使瓷器在冷却时因应力释放形成开片效果。其中哥窑采用二次骤冷和染色工艺，创造出铁线裹金丝的独特纹饰。该工艺在宋代被系统掌握并发展，汝窑和官窑青瓷以釉色莹润配合开片装饰著称。现代工艺调整釉料配比（如钠长石70-78%）及温控等（1290℃保温30分钟），完善了釉面裂纹的控制技术。
裂纹釉产生原因，在于釉的膨胀系数大于坯的膨胀系数，在冷却过程中，釉面产生较大的张应力，使釉面形成许多裂纹。一般分为填充型与覆盖型两大类型。前者是在已烧成的釉的裂纹中填充煤烟、墨汁等物质，使纹路呈现棕、褐、黑等色调。后者是先将制品施上底色釉，烧成后再在上面覆盖颜色釉，经煅烧，覆盖色釉呈现裂纹，露出底釉的颜色。
早期烧制瓷器多以失败告终，即使工艺改进也难免出现各种瑕疵。然而，陶瓷工艺师们在实践中充分发挥自己的聪明才智，从失败的例子中发现了残破之美，并顺其自然地在残缺的现实中完善工艺，进而开发出裂纹釉这种新的瓷器品种。
没有完全理想的地质景观，带着缺陷才是真正的自然之美！看图：
提起“逢沟必断”这个在地质界中传播了几十年的经验总结，顺便在此稍作解释：地表的断裂带是岩石破碎的线状区域，为水流的侵蚀提供了优选位置，时间久了断裂带就逐渐被侵蚀成沟谷。有时软岩层碰巧也被侵蚀成谷地，但分布局限。因此，在绝大多数情况下发现沿着某个方向延伸的沟谷，判断其下为断裂带是可信的。
下面展示景区里丹霞峡谷崖壁上的盐风化穴：
寨下大峡谷位于福建省泰宁县寨下村，发现于2004年6月，是中国5A级旅游景区，获联合国教科文组织专家称为“世界地质公园的样板景区”，是泰宁修建的首条地质科考路线。全程由三条首尾相连的峡谷组成环状三角形路线，形似金色苍龙蜷卧，故又名金龙谷，形成于流水侵蚀、重力崩塌和风化脱落等多种地质作用。景区岩石由晚白垩世早期的崇安组砂砾岩红层组成，主要呈现峡谷丹霞地貌特征，包含赤壁、洞穴、巷谷等地貌类型。核心景点包括展示岩层断裂的“山崩地裂”、一线天、布满蜂窝状洞穴的“天穹岩”，以及丹崖环绕的雁栖湖等。
天穹岩：在一处倒悬着的红色谷壁上部直径大约20米的内凹陡崖内，鬼斧神工般雕凿出数百个大小不一、形态各异的盐风化穴，汇聚成一个大的洞穴家族。从谷底向上看宛若一座神圣殿堂的穹庐，庄严而气派。又好似满天星斗，让无数游客感叹大自然的杰作。
（吕洪波据百度百科简化改写，增加了盐风化成因解释）
特为天穹岩作小诗一首（2025.10.14，吕洪波）
寨下藏深谷，丹崖秀真容；（寨下大峡谷是以峡谷为主的丹霞地貌）
屈身过幽境，仰首见天穹；（在狭窄的峡谷深处，抬头可见天穹岩）
游客曾无解，拍照问仙宗；（游人不清楚其成因，就询问地质学家）
壁悬万年洞，白霜在其中。（答案：盐风化作用，洞穴已然上万年）
根据我的观察，砂岩盐风化速率最高可达1mm/y（每年1毫米），一般都远小于这个速率。据此判断，寨下大峡谷中的盐风化穴最大的应该上万年了。
为何盐风化穴仅发育在砂岩、含砾砂岩或细砾岩中？因为这些岩石孔隙度和渗透率都较好，容易让含盐溶液渗入渗出并在表面蒸发过饱和而结晶出盐晶，撑掉表面碎屑颗粒而形成盐风化穴。下面的砾岩因杂基含量高，孔隙度和渗透率都很低，含盐溶液无法进去也无法出来，故基本上不受盐风化作用影响。
下面的解说牌提供了一种错误的解释，而我作为盐风化作用的研究者，有义务进行科普更正。为了便于理解，这里借用流水冲刷说代表性论文中的插图进行深入讨论，指出其错误。错误的认识也是前人探索的结果，感谢解说牌撰写者和论文作者的努力尝试。
上图确实展示了某些砾岩突出而砂岩凹进的现象，但并非作者解释的流水冲刷，而是盐风化作用：砂岩孔隙度和渗透性好而容易形成盐风化穴，而砾岩孔隙度和渗透率都不好而不受盐风化作用影响。
为何说流水冲刷说是错的？用下面照片所展示的事实说话：模型与事实相悖！流水过处并没有凹进，反而相对突出！只有盐风化穴位置凹进了，看我在照片中的标注：
对丹霞地貌崖壁上的洞穴成因，请参阅相关文献：
吕洪波，苏德辰，章雨旭，冯雪东，李春旺. 2017. 中国不同气候带盐风化作用的地貌特征。地质论评，63（4）：911—926.（如果认真阅读，就明白盐风化作用的详细机理）
苏德辰. 2024. 探寻地球的瑰宝—泰宁世界地质公园漫游记。知识就是力量（特别策划），18—21.（综合介绍了泰宁世界地质公园红层的形成和丹霞地貌的流水侵蚀成因。虽然没有详细讨论崖壁洞穴的形成机理，但强调洞穴用盐风化作用解释更为合理）
陈留勤，李馨敏，郭福生，李鹏程，李余亮，刘鑫. 2018. 丹霞山世界地质公园蜂窝状洞穴特征 及成因分析。地质论评，64（4）：895—904. （认可盐风化作用为主要成因）
史月欣，陈留勤，杜丁丁，柴乐，王子涵. 2023. 丹霞山陡坡上风化洞穴的基本特征及成因探讨。热带地理，43（1）：103—114.（盐风化作用为主，但还包含其他风化形式）
郭福生，陈留勤，严兆彬，刘富军，潘志新，张炜强，胡海平. 2020. 丹霞地貌定义、分类及丹霞作用研究。地质学报，94（2）:361—374.（强调雨水垂直冲刷造成差异侵蚀，没有讨论盐风化作用）
梁诗经，文斐成，陈润生. 2012. 泰宁寨下大峡谷地学旅游资源及科学价值。福建地质，31（1）：50—59.（主张多成因说，强调崖壁遭受降水的垂直水流呈扇形流淌、浸润、冲蚀导致砂岩、含砾砂岩等软岩层湿胀干缩而片状风化脱落….，最接近解说牌说法）
下面我再重申一下盐风化作用的定义和基本特征：
用我自己爬山出汗后衬衣背部盐类结晶的实例帮助大家理解盐风化作用。看下面照片：
盐风化作用要点（吕洪波总结）
第一、盐风化----盐类----岩石孔隙或裂隙----结晶；à岩石表面破碎脱落的物理风化，形成盐风化穴（tafoni）、蜂窝石构造（honeycomb structure）！
第二、受影响的岩性：砂（砾）岩类、花岗岩类（含片麻岩、混合岩），偶见于其他岩性。
第三、差异风化的重要表现形式之一。
第四、盐类破坏力：硫酸钠 ＞ 氯化钠、碳酸钠、硫酸镁等，而硫酸钙（石膏）破坏力很小。最常见的盐类：氯化钠。
第五、盐分来源：外来：盐类被风或雾从海水、盐湖甚或含盐表土中带到空气中最后降落在岩石表面，被雨露等溶解带进岩石孔隙或微裂隙中，最终在蒸发强烈的岩石表面附近因过饱和而结晶，晶体生长撑破孔隙周围的表面颗粒而形成形态各异的风化穴。
第六、盐风化作用的气候条件：周期性干湿交替。一直潮湿或一直干旱的地方影响就小。
第七、盐风化现象普遍存在：不仅可以存在于海岸带和干旱的内陆区，也可以发生在相对潮湿的亚热带和干冷的两极或高山区，只是表现形式和强度有别。
第八、水的作用：水à盐风化的重要介质。海水（海浪）、降水和雾气à盐分，水分à孔隙或裂隙à蒸发à盐类结晶à盐风化作用；过量水分流动带走盐分à减缓盐风化。水à不均一流动à盐风化（差异风化），但风化穴绝非水流侵蚀所致！
第九、风的作用：风除了携带盐类粉尘外，更主要的作用是加速了岩石表面水分蒸发，促进盐类结晶。虽然局部也可以吹走盐风化脱落的粉末，但盐风化穴的形成却与风蚀作用没有任何关系。
第十、日照à蒸发的驱动力！（并非一定需要直接照射，阴坡有时也发育盐风化穴，只是比阳坡弱一些）。
再次感谢地质公园管委钱婴老师提供的帮助！感兴趣的朋友们到泰宁世界地质公园现场观察核实吧！还有很多自然之美需要自己去感悟！
（转载请标注出处和网址链接）
吕洪波
2025.10.15
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自吕洪波科学网博客。
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