人民日?qǐng)?bào)海外版日前整版轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)摘《森林與人類》雜志2022年第6期中國(guó)天坑專題的部分內(nèi)容，其中摘發(fā)了《中國(guó)天坑： 喀斯特“青春之歌”》一文 。 這篇由引領(lǐng)我國(guó)天坑調(diào)查、現(xiàn)為亞洲洞穴聯(lián)盟主席的張遠(yuǎn)海教授撰寫(xiě)的主打文章，全文到底長(zhǎng)啥樣？

落溪天坑：世界已知最年輕的天坑

2010年1月17日午夜，湖北省利川市文斗鄉(xiāng)高峰村的村民聽(tīng)到一陣“轟隆隆”的巨響，似火車駛過(guò)擊打地面，兩里外的房屋都有震感。次日早起一看，村莊東南面的落溪洞發(fā)生了崩塌，半個(gè)山埡連同大樹(shù)掉入數(shù)百米深的洞中，巨大的坑口顯露無(wú)遺，一個(gè)新的天坑—落溪天坑就此誕生。

2012年7月31日，利川市黑洞戶外探險(xiǎn)俱樂(lè)部隊(duì)長(zhǎng)何端傭赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了初步測(cè)量，實(shí)測(cè)坑口海拔1163米，坑口直徑東西向長(zhǎng)129米、南北向?qū)捈s80米。同年10月，中國(guó)-波蘭聯(lián)合洞穴探險(xiǎn)隊(duì)對(duì)落溪天坑進(jìn)行了系統(tǒng)探測(cè)，實(shí)測(cè)深度349米。由此說(shuō)來(lái)，落溪天坑該是世界上已知最年輕的天坑。

2018年8月25日，我受稅曉潔的邀請(qǐng)，在何端傭的引導(dǎo)下，來(lái)到落溪天坑邊，得窺這個(gè)世界上最年輕天坑的真容。落溪天坑位于谷地末端，三角形的坑口，東高西低，南北相差無(wú)幾，坑口東側(cè)仍存有大面積的巖屋狀負(fù)角度洞頂，崩塌露出的巖層斷面還清晰可見(jiàn)，薄層和中等厚度的石灰?guī)r相間，巖層和緩并稍向東傾。巖屋延伸入內(nèi)數(shù)十米，兩側(cè)挑梁所剩無(wú)幾，其上方恰是山間埡口，樹(shù)木蔥蘢，地表匯集的雨水，不時(shí)通過(guò)巖層間裂隙滲入巖體中，洞壁滲流痕跡歷歷在目，潛在的崩塌不可避免。

天坑的西側(cè)是溪流入口處，上部呈“V”形谷，下部是地縫，地縫寬七八米，深七八十米。南北兩側(cè)是與旱地相連的灌叢，無(wú)防護(hù)設(shè)施，無(wú)法靠近觀察。據(jù)中國(guó)-波蘭聯(lián)合洞穴探險(xiǎn)隊(duì)員描述，他們是以天坑?xùn)|側(cè)的大樹(shù)作為安全樁，安裝單繩裝備，穿越谷地邊灌叢，下到地縫底部，然后橫移至天坑崖壁邊，再通過(guò)單繩和一個(gè)個(gè)錨點(diǎn)，依次下降到坑底。坑底直徑南北向長(zhǎng)約150米、東西向?qū)捈s120米，東側(cè)是70米高的塊石堆積體。與天坑底部相連的是60米高的大型廊道，包括兩個(gè)兩萬(wàn)平方米的大廳，廊道頂部天井呈串珠狀分布，而洞底起伏不大，但塊石、卵石和黏土堆積遍布其間，有崩塌成因，但也少不了雨季洪水的功勞。末端是潛水水塘，高程759米。

沿著天坑?xùn)|面谷地邊的小路，向西北上行，發(fā)現(xiàn)上游谷底竟然有落水洞，難怪剛才在天坑邊沒(méi)有聽(tīng)見(jiàn)水流聲，原來(lái)是從谷底漏掉了，也許河水排向天坑地下河的下游，所以這一段谷地，當(dāng)?shù)乩习傩辗Q之為“干溝”。但洪水季節(jié)，滲漏不完的滾滾洪水，還是要奔流到天坑邊，跌入坑底，不斷動(dòng)搖天坑的穩(wěn)定性。越往上游，巖層越是陡傾，看來(lái)是地殼在這里褶皺了。石灰?guī)r變成了泥灰?guī)r或砂巖，干溝變成了水溝，地縫變成了寬谷，錐狀峰叢地貌也漸漸變成了千溝萬(wàn)壑的土山地貌。土山是隔水的，它能匯集雨水，為下游石灰?guī)r的改造提供溶蝕動(dòng)力。

用地球衛(wèi)星影像找天坑

暴雨中，探險(xiǎn)隊(duì)員正在利用繩降技術(shù)下降到廣西龍舌洞天坑底部。龍舌洞天坑位于廣西河池市鳳山縣，坑底分布著茂密的地下原始植被。攝影/向航

來(lái)利川考察天坑之前，廣西探洞愛(ài)好者伍紅鷹利用地球衛(wèi)星圖，在落溪天坑周圍找到了大大小小共19個(gè)塌坑反饋給稅曉潔，這也是稅曉潔邀請(qǐng)我一起來(lái)此地的緣故。伍紅鷹尋找天坑的技術(shù)在業(yè)界認(rèn)可度很高。我們一行離開(kāi)高峰村，驅(qū)車北上，來(lái)到黃桶巖天坑附近，驗(yàn)證一下伍紅鷹找天坑的能力。

稅曉潔遙控著無(wú)人機(jī)起飛，漸漸升高的無(wú)人機(jī)將黃桶巖天坑盡收眼底。正如其名，黃桶巖天坑從空中看起來(lái)像個(gè)圓桶，似乎塌陷切割了3/4個(gè)山頭，西南高，東北低，坑口直徑近300米，坑內(nèi)渾圓，周壁陡峭，深度百米以上。在公路的另一側(cè)，即黃桶巖北側(cè)約1000米，是一個(gè)復(fù)合型雙天坑，姑且稱之為小黃桶巖雙天坑，兩者之間僅一墻之隔，且墻體也退化嚴(yán)重。從沿途出現(xiàn)的落水洞分布情況來(lái)看，這兩處天坑與落溪天坑不同，應(yīng)是在另一條地下河的軌跡之上。

為了追尋落溪天坑的地下河流域范圍，稅曉潔在黃桶巖周邊探尋，我和何端傭則驅(qū)車南下，過(guò)忠路鎮(zhèn)，下文斗鄉(xiāng)，在喀斯特峰叢地貌和中低山谷地地貌之間輾轉(zhuǎn)騰挪。

從320米深處的落溪天坑底部眺望坑口，探洞者正在利用繩降技術(shù)，下降到落溪天坑底部。攝影/Michal Ciszewski

落溪天坑周邊呈現(xiàn)喀斯特峰叢谷地和峰叢洼地地貌，雖地勢(shì)較平，但溶蝕切割強(qiáng)烈，低洼處，時(shí)有積水，落水洞遍布，塌陷頻繁，暗河溶洞發(fā)育。落溪天坑西部，呈東北走向的齊岳山是中山，海拔1800米以上，落溪天坑?xùn)|部是低山，海拔大多千米以下，谷地深處，是地下河的出口，洞腦殼。這些中低山砂巖地貌，高差大，切割深，溪流發(fā)育，均排向郁江。兩種地貌均透出青春期地貌的活力。

下行的公路左右轉(zhuǎn)折，人在車中兩邊搖擺。我們順道考察落溪天坑南面的小落溪洞穴，板橋村邊的迷水洞、馬堡村的落水孔，均是小股溪流匯入，形成落水洞，成因與落溪天坑相同，但規(guī)模卻遠(yuǎn)不如落溪天坑。有趣的是，落水孔邊的石灰?guī)r甚是陡峭，近乎直立，應(yīng)是深受西面齊岳山地殼抬升影響的結(jié)果。從文斗下郁江，駛過(guò)“環(huán)斷山”和“鋸子巖”，在2000米內(nèi)公路直下500多米，郁江峽谷像用鋸子鋸出來(lái)的一樣，讓人深刻體會(huì)到谷深坡陡、地形險(xiǎn)惡的內(nèi)涵。究竟是誰(shuí)拿出來(lái)的鋸子切割的地貌，形成了峽谷？

在廣西樂(lè)業(yè)大石圍天坑底部的洞穴，探險(xiǎn)隊(duì)員泅渡地下河。攝影/向航

從落水洞到天坑

車過(guò)郁江峽谷，往沙溪鄉(xiāng)路上，回首向西眺望齊岳山，看重巒疊嶂，橫亙南北。這是中國(guó)乃至世界最典型的褶皺山地，背斜成山，向斜成谷，山谷相間，彼此平行；背斜隆起部分，受擠壓破碎強(qiáng)烈，巖體完整性差，巖層傾角陡，節(jié)理、斷層較多；向斜凹陷部分，受擠壓相對(duì)較弱，巖體相對(duì)完整，巖層傾角緩，節(jié)理、斷層較少；背斜部分率先遭受強(qiáng)烈剝蝕，有石灰?guī)r的地方，逐漸顯山露水，開(kāi)始了巖溶發(fā)育，大多為垂向溶蝕。向斜部分剝蝕相對(duì)緩和，石灰?guī)r“猶抱琵琶半遮面”，處于覆蓋或半覆蓋的狀態(tài)，僅地勢(shì)低處的谷地露出石灰?guī)r，接受溪流和雨水的洗禮溶蝕，形成落水洞甚至天坑，如迷洞、落水孔、落溪天坑等。

接近午夜，我們回到利川，翻開(kāi)地圖，落溪天坑群的故事背景更加一目了然。

落溪天坑群位于郁江、清江分水嶺地帶，郁江-清江連線與長(zhǎng)江平行展布。如果川江和峽江不是那么快搶占先機(jī)，連通形成三峽，也許該是郁江和清江成為東西水系貫通的橋梁。

大約百萬(wàn)年前，長(zhǎng)江三峽貫通，使出通天“大鋸子”，長(zhǎng)江及其支流迅速下切，包括清江、郁江等各支流水系溯源延伸，切割形成眾多峽谷和地縫，古老的夷平面（山平面）被分割得支離破碎，而遠(yuǎn)離河谷的分水嶺地帶，水力梯度較小，排泄分散，各級(jí)夷平面保存為殘留臺(tái)原；那些喀斯特臺(tái)原成為溶洞、天坑形成并得以保存的骨架。河谷的快速下切，也導(dǎo)致了地勢(shì)的巨大差異，為喀斯特地貌的發(fā)育提供了強(qiáng)大的水動(dòng)力勢(shì)能。

當(dāng)西部齊岳山匯聚的雨水，以溪流匯入東部出露石灰?guī)r的溝谷中，通過(guò)地下斷層、裂隙溶蝕形成大大小小的支流，然后流往低處，尋找出水邊界，在峽谷邊緣的洞腦殼貫通形成地下河系統(tǒng)，從而有了溶蝕搬運(yùn)的通道；入滲的地下水流不斷溶蝕、侵蝕，地下河管道擴(kuò)大，伴隨崩塌作用，洞口逐漸形成豎井，洞內(nèi)形成大廳；由于落溪洞地下河入口和洞腦殼出口之間有523米的巨大落差，巨大的水力梯度激化了地下河的侵蝕、溶蝕能力，其地下管道擴(kuò)展的速率很快；即使在冰期，只要地下有水，它也沒(méi)有停止溶蝕的步伐。隨著落水洞持續(xù)發(fā)展擴(kuò)大，并且上游裂點(diǎn)也漸漸后退，從而在下游上方，形成巖屋狀的洞頂，當(dāng)巖層挑梁強(qiáng)度不足以支撐洞穴頂板時(shí)，發(fā)生坍塌，崩塌的物質(zhì)也被高能的流水溶蝕、搬運(yùn)，最終形成落溪天坑。而迷洞、落水孔和小落溪，由于地表匯水流量有限，還處于天坑襁褓階段。黃桶巖天坑是另一條地下河支流的杰作，其上游落水洞沒(méi)有發(fā)育成天坑，但地下河卻貢獻(xiàn)了巨大的溶洞大廳，在地下河強(qiáng)烈的溶蝕、搬運(yùn)作用下，有時(shí)洪水水位上升，導(dǎo)致地下河水體頂托大廳內(nèi)的空氣，形成強(qiáng)大的氣體壓力，而對(duì)洞頂巖體的穩(wěn)定性造成沖擊，導(dǎo)致更大范圍的崩塌，最終使大廳的腔洞露出地表，形成懸崖峭壁的黃桶巖天坑。

在郁江-清江一線與長(zhǎng)江之間分水嶺區(qū)域，喀斯特臺(tái)原分布廣泛，如落溪天坑這樣的天坑應(yīng)不在少數(shù)。根據(jù)稅曉潔行走鄂西調(diào)查的天坑資料，已發(fā)現(xiàn)60多個(gè)天坑，大多集中在喀斯特臺(tái)原區(qū)域。而在長(zhǎng)江與烏江的分水嶺地帶，從云南鎮(zhèn)雄到四川興文、重慶武隆，也發(fā)育有天坑群，如云南鎮(zhèn)雄大鍋圈天坑群、興文小巖灣天坑群、重慶武隆天生三橋天坑群等，無(wú)論是落水洞形成的侵蝕型天坑，如武隆箐口天坑，還是溶洞大廳崩塌形成的塌陷型天坑，如云南鎮(zhèn)雄大鍋圈天坑群，均有異曲同工之妙。這些喀斯特臺(tái)原上，不同時(shí)期巖溶過(guò)程疊加，古老夷平面與年輕的天坑群交織在一起，使得區(qū)域喀斯特景觀變得更加豐富多彩。

中國(guó)，天坑大國(guó)

“天坑”概念源于30年前我國(guó)著名巖溶地質(zhì)學(xué)家朱學(xué)穩(wěn)教授與英國(guó)學(xué)者托尼·奧爾什母（Tony Waltham）合作對(duì)四川興文的“大巖灣、小巖灣”進(jìn)行的地質(zhì)考察。而天坑理論體系的建立距今不過(guò)20多年?！疤炜印保╰iankeng）作為喀斯特地區(qū)最奇特的負(fù)地形地貌，成為繼“峰林”（fenglin）、“峰叢”（fengcong）之后的又一個(gè)來(lái)自中國(guó)的喀斯特專業(yè)術(shù)語(yǔ)。

2001年10月，朱學(xué)穩(wěn)教授在《科技導(dǎo)報(bào)》首次提出了“天坑”的定義，天坑作為一種特殊的地貌景觀便廣為流傳，但卻沒(méi)有被學(xué)術(shù)界廣泛接受。其緣故是彼時(shí)有記載的天坑數(shù)量太少，而且集中在我國(guó)西南。很多學(xué)者堅(jiān)持認(rèn)為，天坑只不過(guò)是喀斯特漏斗的一個(gè)特例。2012年，天坑作為科學(xué)術(shù)語(yǔ)正式被收錄于《洞穴百科全書(shū)（第二版）》（Encyclopediaof Caves）中。至此，“天坑”術(shù)語(yǔ)才逐漸被學(xué)術(shù)界接受。但已知天坑的數(shù)量一直停留在百來(lái)個(gè)左右，難免落入“塌陷漏斗特例”的說(shuō)辭。2016年，陜西漢中發(fā)現(xiàn)天坑群，將全球天坑數(shù)量由117個(gè)增加至171個(gè)。全球天坑家族壯大，更重要的是天坑定義也由此得到了修訂?！疤炜印币辉~由中文“天坑”音譯而來(lái)，大致相當(dāng)于英文的“sky hole”，或“heaven pit”，或這兩個(gè)詞的一些相似意義的詞。“天坑是碳酸鹽巖地區(qū)由溶洞大廳形成的，口徑和深度不小于百米，和（或）容積大于百萬(wàn)立方米，四周或大部分周壁陡崖環(huán)繞，且與或曾與地下河溶洞相通的特大型漏斗”。

迄今，全球天坑的數(shù)量超過(guò)300個(gè)，數(shù)量超過(guò)3個(gè)的天坑群數(shù)量有31處。這些已發(fā)現(xiàn)的天坑群中，以廣西大石圍天坑群最大，它由29個(gè)天坑組成，分布于廣西四大地下河之一的百朗地下河中游，最大者大石圍天坑，天坑?xùn)|西長(zhǎng)600米，南北寬420米，天坑最大深度613米，最小深度378米，天坑容積7450萬(wàn)立方米。

所有這些天坑中，大部分屬于退化天坑，即四周陡壁，或高度矮化，或部分退化為斜坡，尤其大型天坑（容積大于1000萬(wàn)立方米）、特大型天坑（容積大于5000萬(wàn)立方米），更是如此。全球容積大于1000萬(wàn)立方米的天坑有28個(gè)，但標(biāo)準(zhǔn)大型天坑僅有10個(gè)。這些大型標(biāo)準(zhǔn)天坑中，以小寨天坑最大，天坑四周均為高峻的幾近直立的石灰?guī)r陡壁所圈閉，最大和最小深度為662米和511米。天坑在垂向上為雙層嵌套結(jié)構(gòu)，上部坑口形狀為橢圓形，下部坑口略呈矩形。天坑容積為11940萬(wàn)立方米。

中國(guó)天坑的“青春之歌”

天坑的形成，雖然起始于雨水和巖石裂縫第一次親密接觸，但那并不意味著天坑的誕生。即使后來(lái)其演化經(jīng)歷了地下河階段、溶洞大廳階段，但也并不意味天坑的形成，就如受精卵不是人的誕生一樣。天坑的誕生，始于其定義，即露出地表的那一刻。其生命演化歷經(jīng)不成熟天坑、成熟天坑到退化天坑階段。

那么，這些天坑群或者標(biāo)準(zhǔn)天坑，究竟有多大年紀(jì)？它們?cè)诘厍蛏洗嬖诹硕嗑媚兀?/p>

我國(guó)所有發(fā)現(xiàn)的塌陷型天坑無(wú)論其新老，都毫無(wú)例外地切割并破壞了所在地的各類地表巖溶形態(tài)，非常任性，如峰叢、洼地、谷地和丘陵地形；而那些侵蝕型天坑，大多正在強(qiáng)烈發(fā)育之中，十分年輕。從這一點(diǎn)來(lái)看，我國(guó)大部分天坑均為相對(duì)較年輕的地貌。

2007年，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所黃保健教授通過(guò)大石圍天坑周壁灰?guī)r的原地宇生核素36Cl來(lái)測(cè)定天坑暴露年齡，結(jié)果表明大石圍天坑形成年代在2萬(wàn)—3萬(wàn)年之間。2017年，陜西省地質(zhì)調(diào)查院任娟剛等根據(jù)漢中天坑群區(qū)域構(gòu)造演化特征，利用磷灰石、鋯石裂變徑跡、溶蝕速率數(shù)據(jù)，洞內(nèi)獲得的石英宇生核素26Al/10Be埋藏年齡數(shù)據(jù)等分析，漢中天坑群的形成年代在18.9萬(wàn)—12.6萬(wàn)年間。這些結(jié)果同時(shí)利用地貌推斷法、地下河溶蝕速率計(jì)算法進(jìn)行了分析，均在結(jié)果范圍內(nèi)，應(yīng)該比較可靠。

鄂西天坑群大多位于長(zhǎng)江南岸支流分水嶺地帶。長(zhǎng)江南岸支流有個(gè)顯著特點(diǎn)，支流短，坡降大，此類河流，據(jù)相關(guān)研究資料，不過(guò)50萬(wàn)—60萬(wàn)年的年紀(jì)。大約10萬(wàn)年前，全球氣候轉(zhuǎn)暖，季風(fēng)增強(qiáng)降雨增加，河流快速下切，溯源侵蝕加劇。臺(tái)原面上的石灰?guī)r在地表雨水和地下水同時(shí)發(fā)生溶蝕作用下，或落水洞擴(kuò)大形成天坑，或地下溶洞大廳崩塌露出地表形成天坑，這些天坑的年齡基本不超過(guò)10萬(wàn)年。

那之前有沒(méi)有天坑呢？有。

天坑形成之后，其崖壁形態(tài)是最不穩(wěn)定的邊坡，不僅有雨水的侵蝕，裂隙入滲的地下水的溶蝕，還有上部巖體荷重產(chǎn)生的壓力不斷朝向臨空面釋放，很容易導(dǎo)致應(yīng)力失衡，進(jìn)一步崩塌，如此反復(fù)。只有荷重不斷減少，才趨于穩(wěn)定。而隨著荷重減少，崖壁不斷矮化，崩塌塊石堆積在坑底，漸漸增高，形成斜坡，崖壁退化殘留形成天生橋、漏斗、洼地，或有一段地表河流的坡立谷，或無(wú)河流的干谷。

天坑，見(jiàn)證了喀斯特地貌演化的奇跡，卻也經(jīng)受不住歲月的考驗(yàn)，正如青春一樣，轉(zhuǎn)瞬即逝。那些更久遠(yuǎn)的地質(zhì)歷史中，并非沒(méi)有天坑，只是人們無(wú)緣看見(jiàn)，它們?nèi)垦蜎](méi)在地球歷次演化的滾滾煙塵之中。

更多詳情請(qǐng)關(guān)注本系列其他文章和《森林與人類》雜志2022年第6期。購(gòu)買雜志請(qǐng)點(diǎn)擊閱讀原文至雜志微店。