禪家?guī)r地洞河天坑位于陜西漢中的寧強縣，天坑最大口徑518 米，坑深 340 米，峽谷 幽深，植被茂密，坑內(nèi)有幾股瀑布，落差最大可達(dá)200多米。不少國內(nèi)外探險家稱其為“世 界最 美天坑 ”。 攝影 / 向航

發(fā)現(xiàn)中國海拔最高天坑

“陜西有喀斯特天坑！而且還有可能是天坑群！”

2016年3月，陜西省地質(zhì)調(diào)查院地質(zhì)遺跡調(diào)查小分隊，正在鎮(zhèn)安縣西口-山陽縣楊地一帶野外作業(yè)。這一天，國內(nèi)同行向小分隊發(fā)來一張照片，說陜南有疑似天坑，隊員們聽后都半信半疑。如此高緯度地區(qū)，遠(yuǎn)不及南方的氣候條件，能有天坑？這是新奇事物??！我們當(dāng)即決定，星馳返回西安，連夜召集多位專業(yè)人員，利用衛(wèi)星圖像進(jìn)行分析，初步判斷出10多個疑似天坑，圈定具體位置和大小。

消息傳到陜西省地質(zhì)調(diào)查院，院黨委迅速成立漢中天坑探險先遣隊開赴野外進(jìn)行實地驗證。巴山腹地人跡罕至、枝繁葉茂、遍布荊棘，我們邊行邊用刀砍，才劈出了一條小路。爬過道道山梁，隱隱約約看到遠(yuǎn)處山梁上有個“大坑”，大家頓時高興得手舞足蹈。“沒錯，就是天坑，就是天坑！”目及之處，四周峭壁環(huán)繞猶如“巨桶”，坑口直徑約有四五百米，坑下樹木蔥郁，美不勝收。地質(zhì)調(diào)查是科學(xué)的工作，要求確保各項數(shù)據(jù)真實有效，我們迅速拿出測量儀器對天坑的地理位置、規(guī)模大小，進(jìn)行初步測量記錄?！翱涌?20×310米，最大坑深380米”，一個個真實鮮活的數(shù)據(jù)，令人格外欣喜。

這是專家組首次從科學(xué)角度認(rèn)定的第一個陜西天坑，后來被確認(rèn)為是中國海拔最高的天坑—圈子崖天坑，漢中天坑群的發(fā)現(xiàn)邁出可喜的一步。

分布于陜西鎮(zhèn)巴三元鎮(zhèn)的圈子崖天坑是迄今為止全球海拔最高的超級天坑，規(guī)模居全球第五。漢中天坑群全部被茂盛的原始森林所覆蓋。供圖/陜西省地質(zhì)調(diào)查院

漢中天坑群，處于我國濕潤熱帶-亞熱帶巖溶地貌區(qū)最北界

2016—2017年，陜西省地質(zhì)調(diào)查院聯(lián)合中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所、中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院、亞洲洞穴聯(lián)盟等國內(nèi)外多所科研機構(gòu)開展大量科考工作，在漢中南部5019平方千米的巖溶區(qū)，喚醒了沉睡數(shù)十萬年的天坑，并將其命名為“漢中天坑群”。

“發(fā)現(xiàn)天坑54處，其中超級天坑2處、大型天坑7處、常規(guī)天坑45處”，當(dāng)陜西省自然資源廳對外公布調(diào)查成果時，引起學(xué)術(shù)界的一片驚嘆。2016年，中國科學(xué)院院士、國內(nèi)巖溶地質(zhì)研究專家袁道先到漢中考察時講道：“漢中天坑群處于我國目前發(fā)現(xiàn)的巖溶天坑地貌的最北界，這一點意義重大?！敝袊刭|(zhì)調(diào)查局認(rèn)為：漢中天坑群是近10年來（2008年-2018年）全國地質(zhì)遺跡調(diào)查工作最重要發(fā)現(xiàn)，也是陜西地質(zhì)遺跡資源的重大突破。

漢中天坑群發(fā)育在我國北緯32°—33°濕潤熱帶-亞熱帶最北界，屬于我國濕潤熱帶-亞熱帶喀斯特、濕潤半濕潤亞熱帶-溫帶喀斯特、干旱半干旱溫帶喀斯特和高原-高山喀斯特地貌區(qū)的交會部位，是全球發(fā)育在巖溶臺原上的最大天坑群，也是北亞熱帶最大的天坑群。它的發(fā)現(xiàn)，使全球已發(fā)現(xiàn)天坑數(shù)從117處增加到171處（2018年數(shù)據(jù)），填補了同緯度世界天坑研究空白，也改變了我國天坑分布于北緯31°以南的固有分布格局的認(rèn)識。

除發(fā)現(xiàn)認(rèn)定的54處天坑之外，還發(fā)現(xiàn)有豎井、漏斗、溶洞、石林、峰叢、洼地、巖溶湖、峽谷等400余處巖溶地貌，自西向東分布在漢中市寧強禪家?guī)r、南鄭小南海、西鄉(xiāng)駱家壩、鎮(zhèn)巴三元鎮(zhèn)4個地區(qū)，形成了4個相對獨立的天坑群，并組成東西約200千米、南北110千米的巖溶地貌景觀帶。

地洞河：國際洞穴探險家眼中的最美天坑

地洞河天坑位于陜西省寧強縣禪家?guī)r鎮(zhèn)地洞河村。天坑中洞穴石筍的測年結(jié)果表明，這里的天坑非常年輕甚至還在發(fā)育中。攝影／趙揭宇

在啟動漢中天坑群調(diào)查之前，漢中市寧強縣相關(guān)部門組成旅游考察組，于2016年6月初步發(fā)現(xiàn)禪家?guī)r巨型地洞河“漩坑”底部有長約4.8千米的地下河、各類溶洞48個，我們聯(lián)合中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所邀請國際著名洞穴探險家讓·波塔西共同進(jìn)行了實地考察測量。

穿棋盤關(guān)，過黃壩驛，我們一行10余人，沿著陜川邊界的蜿蜒山路，向神秘的“漩坑”進(jìn)發(fā)。山路兩側(cè)峭壁聳立的巖溶峽谷、舒緩起伏的巖溶臺原，顯示出這里巖溶發(fā)育程度很高，我們認(rèn)為大規(guī)模天坑存在的可能性很大。即將到達(dá)目的地那段路程，更加確認(rèn)了我們的想法。西流河峽谷兩側(cè)谷壁石灰?guī)r層平緩，石灰?guī)r厚度超過300米，層狀分布的洞穴顯示出地殼運動的間歇性抬升，斷裂、大型節(jié)理比比皆是，種種跡象表明此處是天坑發(fā)育的絕佳部位，此次調(diào)查將會有重大收獲。

走下車的一瞬間，所有人都不由得驚呼起來，“哇！這天坑太美了！”“這里還有瀑布！”甚至連參與發(fā)現(xiàn)圈子崖超級天坑的我們，都為之震撼！至少第一眼，就確認(rèn)這是一個天坑，而且是一個體量不亞于圈子崖的天坑，很有可能是漢中的第二個超級天坑，這無疑是最令我們激動的場景。

在調(diào)查過程中，每次進(jìn)入天坑洞穴內(nèi)部都有令人欣喜的收獲。但科學(xué)探索的路上處處充滿了艱辛，在秋雨紛紛的季節(jié)里，長2千米的下坑小路十分陡峭，又格外濕滑泥濘，其中百十余米的小路，開鑿在直立的懸崖上。坑外如此艱險，洞內(nèi)考察同樣困難重重。洞內(nèi)流水冰冷刺骨，時而需要蹚水過河，打濕的衣服快速帶走熱量，令人瑟瑟發(fā)抖，個別洞道狹窄處，還需要匍匐通過。

然而，對科學(xué)探索的渴望和追求始終鼓舞著我們。在讓·波塔西的協(xié)助下，我們順利地完成調(diào)查工作，確定天坑坑口518×442米，最大深度340米，探測洞穴總長度9.1千米（截至2021年底，探明長度已達(dá)12.06千米），發(fā)現(xiàn)了4層洞穴系統(tǒng)、1處世界級洞穴大廳……調(diào)查成果令人無比興奮，而這個當(dāng)?shù)厝丝谥邢鄠鞯摹颁隹印?，也有了新的身份—地洞河天坑?/p>

地洞河天坑坑壁瀑布傾瀉而下，落差最大達(dá)200多米，形成了幽谷深潭。攝影/向航

在地洞河天坑，千姿百態(tài)的石筍、晶瑩圓潤的穴珠、小巧精致的石花、層層疊疊的石梯田、規(guī)模巨大的洞廳、目不及頂?shù)奶炀?，那些深藏于地下的稀世美景，令所有人流連忘返、拍案叫絕。讓·波塔西由衷地感嘆道：“這雖然不是我見過的最大的天坑，但卻是最美的天坑！”

喀斯特地區(qū)特殊的“生物基因庫”

距今2.7億年，厚度約300—700米的二疊紀(jì)碳酸鹽巖沉積地層，是漢中天坑群形成的物質(zhì)條件基礎(chǔ)。碳酸鹽巖地層保存完整，產(chǎn)狀平緩，非可溶性巖夾層構(gòu)成隔水層，阻緩水流大面積下滲，為局部匯水提供了條件，加速了碳酸鹽巖溶蝕，促成了天坑洞穴的多樣性特征。

漢中天坑群所處構(gòu)造位置特殊，揚子陸塊、龍門山活動構(gòu)造帶和秦嶺-大別造山帶等主要構(gòu)造帶（塊）交匯于此，多期構(gòu)造變形疊加作用下，形成了復(fù)雜而獨特的構(gòu)造格局。天坑群主要分布在近北東向的構(gòu)造帶上，斷裂、褶皺、裂隙和節(jié)理等與巖溶地貌發(fā)育密切相關(guān)，控制著地表水下滲、地下水侵蝕、徑流導(dǎo)向。這些不同類型、不同方向的構(gòu)造是天坑群形成發(fā)育的先決條件。

漢中地處暖溫帶和亞熱帶氣候的過渡帶，具有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候特點，年均降水量大于1000毫米。擁有19處天坑的鎮(zhèn)巴縣是陜西暴雨中心，多年降水量超過1400毫米，而2021年這個特殊年份竟然達(dá)到1812毫米。溫暖濕潤的氣候，充足豐沛的降雨，覆蓋度超過70%的茂盛植被，是巖溶動力系統(tǒng)發(fā)育提供了根本保障，為天坑群形成提供了良好的外部條件，是漢中能坐擁如此大規(guī)模天坑的天然優(yōu)勢。

漢中天坑群與“中國南方喀斯特”相比，二者均保存了全球同緯度地帶上類型最為獨特、覆蓋面積最大、連續(xù)分布最為典型的喀斯特原始森林，其生態(tài)過程演化的獨特性和代表性，具有突出價值。圈閉化的生態(tài)系統(tǒng)為特有和珍稀物種提供了棲息地，據(jù)不完全統(tǒng)計，漢中天坑群區(qū)域內(nèi)分布有國家一級、二級重點保護野生植物30種，國家一級、二級重點保護動物57種，先后發(fā)現(xiàn)陜西新記錄物種57種，使之成為喀斯特地區(qū)特殊的“生物基因庫”。

漢中天懸天坑。攝影/向航

世界天坑研究的“天然實驗室”

學(xué)術(shù)界以水動力條件和氣候條件將天坑劃分為塌陷型天坑和侵蝕型天坑兩種類型。隨著對漢中天坑群調(diào)查研究的深入，種種現(xiàn)象表明地殼運動形成的地質(zhì)構(gòu)造是漢中天坑群形成的主控因素，其發(fā)育演化過程有別于其他經(jīng)典地區(qū)。漢中天坑群不僅發(fā)育有南方典型的塌陷型天坑，也發(fā)育有侵蝕型天坑及復(fù)合型天坑。復(fù)合型天坑的確立豐富了天坑類型體系，也使?jié)h中天坑群成為世界天坑研究的“天然實驗室”。

漢中天坑處于秦嶺造山帶與揚子穩(wěn)定地塊接合部，地質(zhì)構(gòu)造位置特殊，構(gòu)造發(fā)育集中，受多旋回、多期次、多樣式的構(gòu)造條件控制，疊加適宜天坑發(fā)育的物質(zhì)、氣候、水文地質(zhì)條件，形成了與穩(wěn)定地臺巖溶區(qū)截然不同的天坑發(fā)育演化特征。此外，漢中天坑群沒有像南方省份那樣與峰叢緊密相連，而且石灰?guī)r厚度與降水量都不及南方，但卻發(fā)育了眾多天坑。部分巖溶學(xué)家形象地說，漢中的巖溶臺原就像一個“夾心餅干”：上層是不連續(xù)的可溶性差的碎屑巖，中間是沉積的石灰?guī)r（可溶性巖石），下層又是相對隔水的碎屑巖層。不足800米厚的石灰?guī)r層，幾乎全部用來發(fā)育洞穴和天坑，我們?yōu)槠涿麨椤皟?nèi)源水窗式”天坑巖溶演化模式。

漢中天坑群呈現(xiàn)的是“三明治”式的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，上下都是非碳酸鹽巖，中間部分是碳酸鹽巖，而這種“三明治”能夠為天坑的形成提供“骨架”。供圖／陜西省地質(zhì)調(diào)查院

2018年，在漢中舉辦的第二屆國際天坑學(xué)術(shù)研討會上，國內(nèi)外巖溶專家根據(jù)對漢中天坑群的考察成果將“天坑”定義進(jìn)行了修訂，將那些符合天坑特征但深度或口徑不足100米的巖溶負(fù)地形包括在天坑定義范圍之內(nèi)，進(jìn)一步完善了天坑理論體系。修訂后的天坑定義被收錄于2019年出版的《洞穴百科全書（第三版）》中。以往研究將天坑分為未成熟期、成熟期和退化期3個期次，通過研究漢中天坑群的演化形成機制，我們進(jìn)一步將其厘定為孕育期、發(fā)育期、成熟期、衰退期、消亡期5個期次。并利用多種同位素測年結(jié)果，推斷出漢中天坑群形成于18.9萬-12.6萬年前，是在天坑形成演化和成因年代學(xué)研究方面有效的探索。

2016年至今，陜西省地質(zhì)調(diào)查院與漢中市人民政府聯(lián)合國內(nèi)外科研院所，組織舉辦了國際性學(xué)術(shù)會議、國內(nèi)外聯(lián)合科考和陜西地學(xué)夏令營，推動了漢中天坑群探測研究和科學(xué)普及。如何讓漢中天坑群不只是專家學(xué)者的研究對象，如何能讓漢中天坑群與當(dāng)?shù)鼐用竦纳钕嗳谂c共，是我們一直思考的問題。

2022年，漢中天坑群省級地質(zhì)公園總體規(guī)劃將完善修訂，鎮(zhèn)巴縣啟動了天坑群景區(qū)規(guī)劃設(shè)計，這些無疑都是積極的信號。

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