夏天到了，期盼点丝丝凉意，一些冰洞奇观被曝出来了，这也是好事，也可能是这些景点的商业炒作，这不是重点。在百度能搜到：

    中国山西突然发掘—神秘山洞！里面景象让世界轰动！

    万年冰世界，大自然鬼斧神工

    这事儿不大，却引起了地质学与地理学的讨论，各种说法都有，什么地温负异常、断层挤压、火山活动、制冷机等，但真实原因是什么？

    其实照我说啊，原因很简单，就是自然原因。原因不会来自地球内部，因为大陆地区大地热流平均为63-68mw/m2，而太阳辐射1368w/m2，二者相差2万倍，地表恒温带之下的温度，绝对受控于太阳辐射。形成冰洞的条件是：

    1）海拔较高或年均气温很低。我国南方所有冰洞均在1500米以上（如图1），说明温度与海拔具有很强的关系，海拔越高，气温越低，如下表所示，为不同海拔高度时的年均气温。以1500米的海拔为例，平均气温约4.6度，山西宁武冰洞，该洞海拔大于2300米，按表中趋势推断，年平均气温会低至0度左右，在一年中冷多热少。长时间处于较冷的气候下，若有较厚的砂层或含水层，这些厚层在长时间温度0下后，几乎成永冻层。短暂的夏天到来，表面融化了些，但地下深部几米至几十米的冰还没融化，又进入另一个冬天了。

表1 年平均气温和海拔的关系表

图1 我国冰洞所处位置及海拔

2）有储层：如疏松的砂岩层或石灰岩地层。我国冰洞多数为石灰岩地层，里面含水量丰富，在海拔低或南方地区，就形成卡斯特溶洞，在海拔高或北方地区，就形成冰洞。林州冰冰背之下有一个300-400米宽的断裂破碎带，含大量水；五大连池为火山溶洞型，海拔不高，但 年均气温也低，洞内有较厚第四系堆积，也具有含水层。

两个极端例子：

1）青海永冻层在海拔4000米左右，夏天地表几米以内化了（这叫 活 动层），再深点 儿几乎全部被冻住（叫永冻层）。永冻层分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结冰，称活动层；下层常年处在冻结状态，称永冻层。冻土层的厚度从高纬到低纬逐渐减薄，以至完全消失。

2）北极的多年冻土厚达千米以上，几乎不化，年平均低温为-15。

另外从表2，表3看出，地下恒温带深度在10-40米之间，与地表岩性有关，而恒温带的温度与年平均气温有很大关系。北方越冷，则恒温带温度越低。如大庆市，年平均气温3.7度，则恒温带仅2.2度，即使是大夏天气温35度时，从恒带流出的水为2.2度也不稀罕。同理，在2000-4000米海拔，其年均气温可能低于3.7度，0-100米深度内，只要有较好的储层或含水层，则恒温层温度都会低于2.2度。

表2 不同纬度地区恒温带温度和深度（中科院地热组1976）

表3 年均气温和恒温层温度的关系（刘晓燕，2007）

 Mao Xiaoping 中国地质大学（北京）

2018/07/11