禪家?guī)r地洞河天坑位于陜西漢中的寧強(qiáng)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?lài)?guó)內(nèi)外探險(xiǎn)家稱(chēng)其為“世 界最 美天坑 ”。 攝影 / 向航

發(fā)現(xiàn)中國(guó)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(duì)，正在鎮(zhèn)安縣西口-山陽(yáng)縣楊地一帶野外作業(yè)。這一天，國(guó)內(nèi)同行向小分隊(duì)發(fā)來(lái)一張照片，說(shuō)陜南有疑似天坑，隊(duì)員們聽(tīng)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?。∥覀儺?dāng)即決定，星馳返回西安，連夜召集多位專(zhuān)業(yè)人員，利用衛(wèi)星圖像進(jìn)行分析，初步判斷出10多個(gè)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(xiǎn)先遣隊(duì)開(kāi)赴野外進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)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(guò)道道山梁，隱隱約約看到遠(yuǎn)處山梁上有個(gè)“大坑”，大家頓時(shí)高興得手舞足蹈?！皼](méi)錯(cuò)，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(shù)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(xiàng)數(shù)據(jù)真實(shí)有效，我們迅速拿出測(cè)量?jī)x器對(duì)天坑的地理位置、規(guī)模大小，進(jìn)行初步測(cè)量記錄?！翱涌?20×310米，最大坑深380米”，一個(gè)個(gè)真實(shí)鮮活的數(shù)據(jù)，令人格外欣喜。

這是專(zhuān)家組首次從科學(xué)角度認(rèn)定的第一個(gè)陜西天坑，后來(lái)被確認(rèn)為是中國(guó)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(jí)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(guó)濕潤(rùn)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(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所、中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院、亞洲洞穴聯(lián)盟等國(guó)內(nèi)外多所科研機(jī)構(gòu)開(kāi)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(wàn)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(jí)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(duì)外公布調(diào)查成果時(shí)，引起學(xué)術(shù)界的一片驚嘆。2016年，中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)內(nèi)巖溶地質(zhì)研究專(zhuān)家袁道先到漢中考察時(shí)講道：“漢中天坑群處于我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的巖溶天坑地貌的最北界，這一點(diǎn)意義重大?！敝袊?guó)地質(zhì)調(diào)查局認(rèn)為：漢中天坑群是近10年來(lái)（2008年-2018年）全國(guó)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(guó)北緯32°—33°濕潤(rùn)熱帶-亞熱帶最北界，屬于我國(guó)濕潤(rùn)熱帶-亞熱帶喀斯特、濕潤(rùn)半濕潤(rùn)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(huì)部位，是全球發(fā)育在巖溶臺(tái)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(bǔ)了同緯度世界天坑研究空白，也改變了我國(guó)天坑分布于北緯31°以南的固有分布格局的認(rèn)識(shí)。

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(qiáng)禪家?guī)r、南鄭小南海、西鄉(xiāng)駱家壩、鎮(zhèn)巴三元鎮(zhèn)4個(gè)地區(qū)，形成了4個(gè)相對(duì)獨(dú)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(guó)際洞穴探險(xiǎn)家眼中的最美天坑

地洞河天坑位于陜西省寧強(qiáng)縣禪家?guī)r鎮(zhèn)地洞河村。天坑中洞穴石筍的測(cè)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(dòng)漢中天坑群調(diào)查之前，漢中市寧強(qiáng)縣相關(guān)部門(mén)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(zhǎng)約4.8千米的地下河、各類(lèi)溶洞48個(gè)，我們聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所邀請(qǐng)國(guó)際著名洞穴探險(xiǎn)家讓·波塔西共同進(jìn)行了實(shí)地考察測(cè)量。

穿棋盤(pán)關(guān)，過(guò)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(tái)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(guò)300米，層狀分布的洞穴顯示出地殼運(yùn)動(dòng)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(huì)有重大收獲。

走下車(chē)的一瞬間，所有人都不由得驚呼起來(lái)，“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(jí)天坑的我們，都為之震撼！至少第一眼，就確認(rèn)這是一個(gè)天坑，而且是一個(gè)體量不亞于圈子崖的天坑，很有可能是漢中的第二個(gè)超級(jí)天坑，這無(wú)疑是最令我們激動(dòng)的場(chǎng)景。

在調(diào)查過(guò)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(zhǎng)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(kāi)鑿在直立的懸崖上。坑外如此艱險(xiǎn)，洞內(nèi)考察同樣困難重重。洞內(nèi)流水冰冷刺骨，時(shí)而需要蹚水過(guò)河，打濕的衣服快速帶走熱量，令人瑟瑟發(fā)抖，個(gè)別洞道狹窄處，還需要匍匐通過(guò)。

然而，對(duì)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(cè)洞穴總長(zhǎng)度9.1千米（截至2021年底，探明長(zhǎng)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(jí)洞穴大廳……調(diào)查成果令人無(wú)比興奮，而這個(gè)當(dāng)?shù)厝丝谥邢鄠鞯摹颁隹印保灿辛诵碌纳矸荨囟春犹炜印?/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(rùn)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(jiàn)過(guò)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(kù)”

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(yáng)子陸塊、龍門(mén)山活動(dòng)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(dú)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(lèi)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(guò)渡帶，具有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候特點(diǎn)，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(guò)1400毫米，而2021年這個(gè)特殊年份竟然達(dá)到1812毫米。溫暖濕潤(rùn)的氣候，充足豐沛的降雨，覆蓋度超過(guò)70%的茂盛植被，是巖溶動(dòng)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(shì)。

漢中天坑群與“中國(guó)南方喀斯特”相比，二者均保存了全球同緯度地帶上類(lèi)型最為獨(dú)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(guò)程演化的獨(dú)特性和代表性，具有突出價(jià)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(jì)，漢中天坑群區(qū)域內(nèi)分布有國(guó)家一級(jí)、二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物30種，國(guó)家一級(jí)、二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)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(kù)”。

漢中天懸天坑。攝影/向航

世界天坑研究的“天然實(shí)驗(yàn)室”

學(xué)術(shù)界以水動(dòng)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(lèi)型。隨著對(duì)漢中天坑群調(diào)查研究的深入，種種現(xiàn)象表明地殼運(yùn)動(dòng)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(guò)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(lèi)型體系，也使?jié)h中天坑群成為世界天坑研究的“天然實(shí)驗(yàn)室”。

漢中天坑處于秦嶺造山帶與揚(yáng)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(tái)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(méi)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(shuō)，漢中的巖溶臺(tái)原就像一個(gè)“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(duì)隔水的碎屑巖層。不足800米厚的石灰?guī)r層，幾乎全部用來(lái)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?yàn)樘炜拥男纬商峁肮羌堋?。供圖／陜西省地質(zhì)調(diào)查院

2018年，在漢中舉辦的第二屆國(guó)際天坑學(xué)術(shù)研討會(huì)上，國(guó)內(nèi)外巖溶專(zhuān)家根據(jù)對(duì)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(shū)（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(gè)期次，通過(guò)研究漢中天坑群的演化形成機(jī)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(gè)期次。并利用多種同位素測(cè)年結(jié)果，推斷出漢中天坑群形成于18.9萬(wàn)-12.6萬(wàn)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(guó)內(nèi)外科研院所，組織舉辦了國(guó)際性學(xué)術(shù)會(huì)議、國(guó)內(nèi)外聯(lián)合科考和陜西地學(xué)夏令營(yíng)，推動(dòng)了漢中天坑群探測(cè)研究和科學(xué)普及。如何讓漢中天坑群不只是專(zhuān)家學(xué)者的研究對(duì)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(wèn)題。

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

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