作者簡介

翟秀敏，博士，副研究員，地質出版社科普教育分社副主任，中國地質學會洞穴專業(yè)委員會常務副秘書長。長期從事喀斯特地質遺跡調查與評價、喀斯特地貌形成與演化的研究，成功申報喀斯特類世界自然遺產3項、世界地質公園4項，發(fā)表科普專著4部，論文10余篇。

“仁者樂山，智者樂水”，山勾勒了自然的輪廓，水雕刻了山石的俊美。

400多年前，明代地理學家徐霞客來到貴州省西南地區(qū)，氣勢磅礴的錐狀喀斯特景觀令其贊嘆不已。這絕美的喀斯特地貌，正是水在時間和空間維度的雕琢，繪出了神奇的景觀。

興義世界地質公園的水是一位技藝高超的“雕刻師”，它流動于地表、地下空間，在地球歷史演化的長河中，用它的侵蝕力、溶蝕力、搬運力，在地表、地下等所及之處，落筆雕琢。

回望遙遠的三疊紀時期，水已經開始勾勒興義如今的這些奇景。那時候興義的淺海區(qū)不僅作為貴州龍動物群的棲息家園，還沉積了厚厚的碳酸鹽巖地層，為后期形成氣勢磅礴的萬峰林提供了物質基礎。深海地區(qū)則沉積形成了砂巖和頁巖，構成了萬峰林與南盤江地區(qū)在地貌上的分界線，如今看上去就如低矮的壟狀土山。萬峰湖岸邊那犬牙交錯的地貌，告訴了我們過去海水深淺的歷史界線。當你站在玉皇頂，欣賞云卷云舒，你恰站在了大海深水與淺水區(qū)域分界線的邊緣。玉皇頂上的日出日落，是地球自轉的時間線條；玉皇頂前的“石山”與“土山”，則是海水漲落的時間印記。

隨著地殼的構造抬升，地層巖石接受了剝蝕，逐漸地出露地表，開始了千姿百態(tài)的造景過程。其中最大的貢獻者就是水?？梢哉f，水是喀斯特地貌的塑造動力，有了水才有了一切喀斯特地貌的開始。

世界上的碳酸鹽巖分布面積超過了2000萬平方公里，中國的碳酸鹽巖分布面積有344萬平方公里。但是最美、最壯觀、最具有特色的喀斯特地貌都在中國的西南地區(qū)。巖石雖然是喀斯特地貌發(fā)育的物質基礎，但是脫離了水的雕刻，那么地貌就顯得遜色多了，就如中國北方的喀斯特地貌，沒有南方峰叢、峰林、石林地貌的優(yōu)美與多樣。徐霞客用“磅礴數(shù)千里，為西南形勝”，贊美了西南絕美的喀斯特地貌，也從另一角度稱贊了水的神奇之處。

興義的水，有著地表水的洶涌澎湃，勢不可擋。馬嶺河、南盤江及黃泥河從北側、南側、西側對興義地區(qū)進行強烈切割，為萬峰林、奇香園峰林、馬嶺河峽谷的形成提供了動力條件。發(fā)源于烏蒙山區(qū)域的馬嶺河和周邊的地表支流，憑著排泄至南盤江區(qū)域的強大地勢落差，以強大的侵蝕力，雕刻出了那道地球上最美的印記。馬嶺河兩岸眾多的地表支流、巖溶泉水墜入深切的主谷，形成千姿百態(tài)的瀑布群，豐水期有大小瀑布100余條，長年性瀑布56條，瀑高50～200m不等，大者“疑是銀河落九天”，小者紛紛揚揚似水簾，塑造出幽谷群瀑爭奇斗艷的絕妙景色。

那么，馬嶺河峽谷兩岸為何會形成壯觀的瀑布群景觀，兩岸的水為什么沒有在漏水的喀斯特地貌區(qū)域潛入地下呢？這得益于區(qū)域上三疊系白云巖地層中的泥質弱透水層，它阻擋了水的下滲，為瀑布的形成提供了水源條件。向斜匯水的盆狀構造，從兩側匯集了地表水和地下水流，遇到深切的峽谷就形成了萬馬奔騰的瀑布景觀。

如果說瀑布增添了馬嶺河峽谷的壯麗，那么納灰河的水則賦予了萬峰林的柔美。納灰河如一條藍綠色的“絲帶”點綴在萬峰林的谷地之中，恰如萬峰林的“母親河”，為萬峰林區(qū)域帶來了肥沃的土壤，讓布依族群眾在這里有了富足的生活。從插秧到收獲，田野從綠色到金黃，風吹稻花香，看稻浪如水上波紋散開，看天邊云卷云舒，在萬峰林中感受慢生活的安逸。

納灰河的水成就了萬峰林的美景，是雨水和河流共同作用的結果。雨水沿著裂隙滲入地下，混合著大氣中、土壤中、巖石中的二氧化碳氣體，形成酸性溶液逐步溶解巖石，讓巖石高低錯落，凸凹不平。來自上游的地表河是從非喀斯特地貌區(qū)流進了喀斯特區(qū)域，它的水并不飽和，多股水流的匯集讓納灰河上游區(qū)域的山峰更加離立，奇香園區(qū)域的峰林就比萬峰林離散得多，這是上游侵蝕性水的杰作。西側的地下河支流，從多個方向分割著山峰，讓巖石間的裂隙加寬，到最后的分離。散落在萬峰林谷地的孤峰，正是水鍥而不舍離立石峰的結果。

在納灰河谷地的盡頭，納灰河從地表經落水洞潛入了地下，又在下游海子村流出，繼而又進入地下，從萬峰湖吉隆堡碼頭排到萬峰湖。地表水與地下水明暗交錯，為納灰河地區(qū)的水力發(fā)電提供了動力。

從北到南的河流，沿著地勢的高低延展的方向，或以馬嶺河為初級裂點，或以萬峰湖為排泄基準面，讓水流從北到南借著地勢落差之力，結合水的溶蝕、侵蝕、搬運之力，將地表萬千峰叢的組成物質，一點一點搬運帶走，久而久之，在高低錯落中勾勒了大自然的美麗畫卷。

水如刻刀，在空間的維度上有著不同的力道，讓山峰遠看高低各不同；在時間維度上有著作用力的主次區(qū)域，讓山峰的分離各不相同。水這位喀斯特地貌的雕刻師，在過去刻出了綿延千里的數(shù)萬峰叢，在未來也會繼續(xù)改造地表與地下的形態(tài)。在將來的某一天，新的峰叢與峰林、峽谷與瀑布、湖泊與濕地會成為新的喀斯特美景，為后續(xù)一代又一代提供一覽自然奇觀的可能。（責任編輯/謝予謙）

地質科普

1.碳酸鹽巖是怎么形成的？

碳酸鹽巖是自然界中重碳酸鈣溶液發(fā)生過飽和，從水體中沉淀形成的。碳酸鹽巖的礦物成分是方解石、白云石，其主要化學成分是碳酸鈣（CaCO3）或碳酸鈣鎂（MaCa（CO3）2）。以方解石為主的沉積巖稱為石灰?guī)r，以白云石為主的沉積巖稱為白云巖。

（1） 形成環(huán)境

碳酸鹽沉積主要形成于低緯度帶、無河流注入的清澈而溫暖的淺海及濱岸地區(qū)。

海水清澈不混濁，有利于生物生存繁殖；無陸源物質注入也無淡水注入，保證海水水體易飽和及過飽和，形成碳酸鹽沉淀。否則幾乎無碳酸鹽巖沉積。

透光的淺水，陽光和氧氣充足，有利于生物生存繁殖；淺水溫度較高而壓力較小，碳酸鹽因溶解度降低而過飽和，有利于碳酸鹽的沉積。

溫暖淺海最有利于多種碳酸鹽的沉積，因為現(xiàn)代海洋碳酸鹽沉積主要集中分布在南北緯 30°之間。

深水區(qū)溫度較低、壓力大，碳酸鹽不飽和；而且深水區(qū)生物難以生存繁殖，也不利于碳酸鹽巖的形成。

（2） 形成過程

淺海環(huán)境中，介殼生物（鈣質骨骼生物）繁盛，如腕足類、腹足類、斧足類、珊瑚、頭足類、海百合、海綿、層孔蟲等，以其堅硬的鈣質骨骼形成骨骼格架；其次，一些藻類，如藍藻和紅藻，其粘液可以粘結其它碳酸鹽組分，如灰泥、顆粒、生物碎屑等，從而形成粘結格架。二者為碳酸鹽巖的形成提供了主要的物質來源。隨后，經過溶解作用、沉淀作用，礦物的轉化作用和重結晶作用、膠結作用、交代作用、壓實作用以及壓溶作用等，形成碳酸鹽巖。

2.什么是喀斯特？

喀斯特，是由地名“喀爾斯”（kras）演化而來。喀爾斯位于地中海的海岸地區(qū)，是一處海拔 150～450 米，面積約 550 平方公里的石灰?guī)r高地，屬于斯洛文尼亞和意大利。意大利人稱之為“carso”，而德國人稱之為“karst”?！発ras”是石頭的意思，喀爾斯高地發(fā)育各種典型巖溶地貌形態(tài)，如洼地、坡立谷、漏斗、溶溝、石牙、溶洞、豎井等。因早期研究這種石灰?guī)r地形的文章多用德文，后來即傳開以喀斯特（“karst”）來命名這類地貌現(xiàn)象。

喀斯特的同義詞，叫巖溶。1966 年，在廣西南寧召開的“中國地質學會第一次喀斯特學術會議”上，有代表建議，“喀斯特”是個洋名，不易為大多數(shù)人所理解，改為“巖溶”。 “巖溶”，顧名思議就是水對碳酸鹽巖的溶蝕，并水的機械侵蝕作用、沉積作用、以及崩塌作用所形成的景觀。

與其它地貌不同，喀斯特地貌分為地表和地下兩個部分。地表正地形景觀有峰叢、峰林、叢丘、殘丘和石牙，地表負地形景觀有天坑、漏斗、落水洞、豎井、盲谷、干谷、洼地、坡立谷、峽谷、溶溝、平原等。根據(jù)巖性的不同，將喀斯特景觀分為全巖溶、半巖溶和非巖溶。全巖溶景觀是在質純的碳酸鹽巖地區(qū)，主要由水的溶蝕作用形成的地貌，正負地形明顯，地表缺乏線狀水流，洞穴數(shù)量眾多；半巖溶景觀是在不純碳酸鹽巖區(qū)，如碳酸鹽巖與碎屑巖互層、泥質灰?guī)r等地區(qū)形成的地貌，正地形不是拔地而起的石峰，而多為渾圓的穹丘，負地形多為鍋狀洼地和略有起伏的平原；非巖溶地貌是在碎屑巖地區(qū)，由侵蝕作用形成的地貌，山體完整，分水嶺脊線連續(xù)，山坡溝谷密集，線狀水流侵蝕強烈，地表水系沿地形傾斜方向連續(xù)分布。

喀斯特洞穴是喀斯特的地下世界。溶洞可以是短小、單一的地下空間，也可以是大到容得下飛機、復雜的延伸數(shù)百公里的地下通道網。它們是地球上最奇特，且充滿神秘感的地方。

喀斯特洞穴的成因：地殼運動的時候，在碳酸鹽巖地層中形成斷層和節(jié)理等裂隙，裂隙成為水流穿越的路徑。碳酸鹽巖遇到自然界弱酸性的水，其中的碳酸鈣就會被溶解，隨著地下水流流進江河，回到大海；久而久之，形成人可進入的天然地下空間。相反，當裂隙水流進入洞穴空間，由于溫度和壓力變化，溶解于水中的碳酸鈣會沉積，形成鐘乳石。

溶洞是一個環(huán)境相對穩(wěn)定、相對獨立的、恒溫、潮濕、黑暗、安靜的地下世界，沒有太陽直接輻射和天空散射的變化，調節(jié)其氣候變化主要是通過洞內空氣和水流運動來實現(xiàn)。一般說來，洞口一帶的氣溫受外部環(huán)境影響大，其日變化與年變化與當?shù)氐乇須鉁叵嘟辉酵磧?，氣溫波動越小直至不受外界影響，基本穩(wěn)定在當?shù)囟嗄昶骄鶜鉁刈笥?。洞穴溫度還因洞穴形態(tài)和洞口數(shù)目而異：由洞口向下傾斜的單洞口洞穴，冬季時冷空氣下沉洞底，夏季洞外熱而輕的暖空氣難以進入洞內，故這種洞穴的溫度要比周圍低，稱為冷洞，在高海拔地區(qū)，洞內的年平均溫度低于 0℃，在冷風循環(huán)機制條件下會形成冰洞；由洞口向上傾斜的單洞口洞穴，暖空氣保留在洞穴的上部，難以流動，溫度比周圍要高些，稱為暖洞。

大部分洞穴都能覺察到空氣的流動，有的在夏季從洞內吹涼風，有的在冬季向洞外噴熱氣，有的洞內空氣周期性的吸進和吹出，形成呼吸洞。洞口越多，與外界空氣交換越頻繁，則其氣候波動幅度越大。如果洞穴所在地年溫差和日溫差大，就會因洞內外溫差較大而產生空氣流動。如夏季或午間空氣多往洞外流動；冬季或夜間空氣則多往洞內流動。在洞內因通道橫斷面突然變小所產生的空氣密度差也能導致速度較大的空氣流動。

3.中國南方喀斯特

在中國南方，以貴州為中心，包括云南、廣西、四川、重慶、湖南等地，連續(xù)分布的喀斯特面積約 55 萬平方公里，是全球兩個最大的喀斯特區(qū)域之一（另一個是歐洲的迪納里克喀斯特區(qū)域），稱為中國南方喀斯特。

中國南方喀斯特區(qū)域的碳酸鹽巖地層厚度巨大，地質年代跨度長（寒武紀－三疊紀）。由于有利的地質、水文和氣候條件，形成了極為多樣的喀斯特地貌。

中國南方喀斯特系列遺產包含從高原到低地平原最具代表性喀斯特的地貌如塔狀喀斯特（峰林）、劍狀喀斯特（石林）、錐狀喀斯特（峰叢）地貌，反映了一個熱帶亞熱帶地區(qū)完整的喀斯特演化過程，同時也展示了一些世界上最壯觀、最多樣的喀斯特景觀，聯(lián)合描繪了從二疊紀到現(xiàn)在間隔為兩億年的喀斯特景觀演化史和地質演化史，具有重要的科學和美學價值。