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你不知道的巖溶秘密

編著:自然資源部中國地質調查局中國地質科學院巖溶地質研究所 蔣忠誠 白冰    

桂林山水、云南石林、神秘的洞穴……,這些為人熟知的風景名勝,就是巖溶(又稱“喀斯特”)現象在我國的典型體現。


桂林山水 


 云南石林    


   貴州織金洞 


“巖溶”顧名思義講述的是有關巖石溶解的故事,“巖溶”的英文為“喀斯特”(karst), “karst” 一詞來源于斯洛文尼亞和克羅地亞境內的伊斯特拉半島上石灰巖高原呈現出來的巖溶現象,喀斯特在斯拉夫語里的意思是:“巖石裸露的地方”。大自然中可以溶解的巖石分為三類:巖鹽、石膏和石灰巖,他們在流水的作用下發生的溶解現象就是巖溶


根據巖溶發育現象的特征、程度和規模,大自然中形成了不同的巖溶地貌景觀,包括:溶洞、奇山、怪石和其他巖溶現象。

洞穴在世界各地均有發現,我國比較著名的旅游洞穴有貴州織金洞、廣西蘆笛巖、湖北騰龍洞、北京石花洞等。洞穴內存在著石筍、石鐘乳、石柱、鵝管、蓮花盆、月奶石等形態各異的洞穴沉積物,既美觀漂亮,又極具科學價值,指示著地球過去上百萬年甚至更為久遠的氣候環境變化。

洞穴的開發與保護得到了巖溶地質學家的大力指導,現在多以地質公園和自然遺產地的形式面向世人開放。而自然界中更多的洞穴是尚未開發的“野洞”,他們由于開發難度大,或景觀價值不足等原因保持著較為原始的狀態。目前,世界上已探明最長的洞穴是美國的猛犸洞(Mammoth cave),已探明長度超過了600公里,而我國現在的最長洞穴是貴州雙河洞,全部洞穴系統的探明長度達257公里。

溶洞是巖溶現象在地下的體現,而在地面以上則以石林、峰林、溶溝、漏斗、天坑、落水洞、溶蝕洼地、坡立谷等形態呈現。

巖溶地貌景觀的形成首先是碳酸鹽巖等可溶性巖層的沉積過程。在我國南方,碳酸鹽巖可分為深海和淺海沉積,二者的沉積厚度、巖石成分和結構存在較大差別;巖層形成以后,隨著地殼抬升等大地運動,逐漸暴露在地表,收到雨水、流水等物理化學作用,發生溶蝕、侵蝕,形成不同的巖溶現象。桂林山水由深海沉積的碳酸鹽巖所構成,云南石林由淺海沉積的碳酸鹽巖所形成。



 

深海沉積

 

峰林峰叢形成過程

(朱學穩.?喀斯特:最奇特的地形[J].?科學世界.?2008(07):?16-47)


桂林山水

 

巖溶帶給我們的并不僅僅是美麗的地質地貌景觀,與之伴隨的是同樣脆弱的巖溶生態環境,并由此引發了諸多地質環境問題。常見的是我國西南地區干旱缺水,降水沿著巖溶裂隙、管道快速流入地下河中,排泄到下游,導致了水資源利用難度較大,目前我國西南巖溶區還有缺水人口約1000多萬。隨著水快速滲流入地下,水流帶走了相當數量的土壤,這一水土漏失過程直接導致了巖溶區石漠化程度加重。缺水少土,不利于巖溶區居民的農業生產和生活。

 

巖溶地區干旱和石漠化

在淺土層覆蓋的區域,下伏洞穴長期受到潛蝕作用,逐漸擴大或洞中水量減少的情況下使上覆土層下陷成坑,導致了近年來城市地區常見的地面塌陷問題,對居民人身和財產安全構成了極大威脅。除此之外,巖溶景觀被破壞、地下水污染等問題也是巖溶區美麗風景背后的隱憂。


為了解決這些環境問題,巖溶地質學家發揮專業所長,開展了大量的工作:探洞、找水、治理石漠化、開發生態產業和旅游產業,申報世界地質公園和自然遺產地,有效地解決了巖溶環境問題,科學地開發和保護巖溶區豐富的資源。



 

探洞


 

找水與蓄水工程

 

石漠化綜合治理修復前后對比

 

織金洞世界地質公園  


 黃龍世界自然遺產地 

中國地質科學院巖溶地質研究所是我國巖溶地質研究的最權威機構之一,坐落于廣西桂林。2008年聯合國教科文組織在廣西桂林成立了聯合國教科文組織國際巖溶研究中心;2018年國際標準化組織(ISO)在廣西桂林設立了ISO/TC319巖溶專業技術委員會。廣泛的國際合作,使得我國巖溶研究水平國際領先取得了豐富的成果,加強了巖溶信息交流,更有國際合作伙伴以其對中國巖溶地質的突出貢獻,受到了黨和國家領導人的接見。

 

中國地質科學院巖溶地質研究所


 

聯合國教科文組織國際巖溶研究中心成立


通過這些“你不知道的巖溶秘密”,未來需要對祖國奇特秀麗的巖溶景觀、資源、環境投入更多的熱愛和保護,深入學習巖溶知識和科學技術,助力解決巖溶區的復雜的資源和生態環境問題,建設美麗中國,努力實現中華民族偉大復興。


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