兴文石海:喀斯特地质奇观

兴文石海世界地质公园位于四川省宜宾市兴文县境内,处于四川盆地南缘向云贵高原过渡的丘陵—山区地带,在地质构造上位于川南著名的珙县——兴文大背斜(岩层因褶皱上拱形成的穹窿状构造)的东部。因为这个背斜构造的隆起,原来埋藏于四川盆地中生代红层之下的古生代石灰岩地层得以暴露,并形成多姿多彩的喀斯特地貌。

独树一帜的“三绝共生”

早在2002年,兴文石海景区就被批准为国家级风景名胜区,并于2003年11月被批准建立国家地质公园。2005年,它又被联合国教科文组织接纳为世界地质公园的成员,成为四川第一个被批准的世界地质公园。

兴文石海地质公园是以喀斯特景观为特色的地质公园。虽然中国乃至全球有众多的喀斯特景观地,但兴文却以中亚热带喀斯特“三绝共生”的特点而独树一帜。

兴文石海地质公园地质奇观的“三绝共生”有三个层次。

第一个层次:公园的小岩湾由二叠系含燧石灰岩构成,太安石林由奥陶系龟裂纹灰岩构成,僰王山和凌霄山由志留系薄层泥灰岩构成。这四个园区将三个不同时代的地层以及三种不同岩石类型的多样化喀斯特景观集于一个公园内。

第二个层次:公园的主园区——小岩湾,在仅数平方千米的范围内,由气势恢宏的天坑、溶洞和起伏嵯峨的峰丛石林构成三位一体的立体喀斯特景观。

第三个层次:小岩湾天坑是中国最早发现的天坑。是中国地下洞穴系统被研究得最详细的天坑,也是中国目前被认为形成时代最早的上层塌陷天坑。这三个“最”足以让兴文石海与众不同。

位于公園入口处的兴文石海世界地质公园主碑(范晓摄)。兴文石海世界地质公园的主体地质景观——小岩湾天坑,是世界级的大天坑。小岩湾天坑剖面图(据Tony Waltham)。

小岩湾天坑,是中国最早被发现和研究的天坑,因此被喀斯特学者称为“中国天坑的故乡”。小岩湾天坑峭壁环绕,深藏巨壑,形似碗状,长径625米,短径475米,最大深度248米,口部面积20万平方米,总容积为4000万立方米。以总容积来看,在世界天坑中排名第五,而其他各项数据也在世界上名列前茅,因此小岩湾天坑堪称世界级的大天坑。这里原来被称为“大漏斗”,但中国地质学家通过研究发现,它是不同于漏斗的另一类喀斯特地貌,并将其命名为“天坑”。

1992年,以朱学稳、安迪·伊维斯为首的中英联合洞穴探险队对这里进行了详细的探查。之后,中国地质学者展开了持续的探索、研究。终于查明,小岩湾天坑由天泉洞和硝水洞之间原来相连的洞穴段经溶蚀塌陷而形成。在小岩湾天坑坑壁上,可以见到天泉洞洞口和硝水洞洞口遥遥相对,洞口被崩塌堆积物半掩。天坑周缘的崖壁之下,也是由崩塌物堆积成的斜坡。

小岩湾天坑由地下溶洞不断扩展导致顶板崩塌而形成,而天泉洞的天窗也是在洞顶外形成溶蚀洼地和漏斗、洞顶内岩层坍塌所致。天窗进一步发展,将在那里形成新的天坑。

中国溶洞之最——天泉洞

天泉洞,因有飞泉从天窗泻下而得名。天泉洞是整个小岩湾喀斯特系统中最著名的一个溶洞,长10.5千米。天泉洞可分为四层,其中最上面两层为主要洞穴,长度达到8100米。其中,被命名为“泻玉流光”的洞厅的面积达18000平方米,被命名为“穹庐广厦”的洞厅的面积为11000平方米,分别相当于2.5个和1.5个标准足球场的面积,洞顶高度一般为30~40米。

由地表看天泉洞的天窗(范晓摄)。从天窗往下看深不可测的天泉洞(范晓摄)。

天泉洞最下一层是具有暗河的溶洞,是在地下水的溶蚀和冲蚀作用下正在发育的洞穴。该层溶洞之上的溶洞,是因地壳抬升脱离地下潜水面而被重力崩塌和钙华沉积改造的洞穴,也被称为“化石洞穴”。

天泉洞的长度和空间规模堪称中国溶洞之最。而且,可以通过洞内天窗以及天窗下的崩塌堆积,看到天坑形成发展的过程。

天泉洞的天窗之上的地表,是峰丛之间溶蚀洼地中的一个漏斗。从地表的天窗口往下看,天泉洞深不可测。这是因为:一方面,天窗由地表的喀斯特漏斗、竖井逐渐扩展而成;另一方面,天窗也由地下溶洞不断扩展、洞穴顶板不断坍塌所形成。

在天泉洞的天窗下,有如同小山般的崩塌岩块堆积,而且在崩塌岩块堆积体上已经生长了数米高的巨大钙华石笋。这表明,崩塌是阶段性的突发事件,石笋的缓慢生长则是一个长期稳定的过程。根据石笋的一般沉积速率,在上一次大规模崩塌之后的间歇期,崩塌体上的石笋至少已生长了上万年,尚不知下一次大规模崩塌将于何时到来。

天泉洞最下一层是具有暗洞的溶洞(据中英联合洞穴探险队。1992)。

在天泉洞的一些支洞内,还可看到洞顶悬挂的石钟乳的横截断面,多个呈同心圆结构的石钟乳聚集在一起,显示出一个个石钟乳由内向外逐渐生长与合并的过程。

1992年,中英联合洞穴探险队考察还发现,小岩湾天坑和天泉洞仅仅是兴文二叠系石灰岩地层中庞大的喀斯特系统的一小部分。这个系统主要发育在永宁河上游的洞河流域,珙县一兴文背斜东端向东南方向倾斜的单斜(也就是向一个方向倾斜)构造中。它在地下还包括下洞、山羊洞、猪槽井、硝水洞、和平洞和洞河洞等诸多溶洞。除了天泉洞,其他溶洞目前尚未开放旅游。在地表,还有诸多的漏斗、溶蚀洼地、峰丛和石林等,小岩湾旁边还有未开发旅游的大岩湾天坑。在猪槽井溶洞里,还有罕见的由丝状、长条状石膏晶体构成的晶花。

天泉洞历史上曾经被某袁姓大户用作避乱躲灾的居家之地,因此又名袁家洞。抗战时期,洞厅宽阔、地形隐蔽的天泉洞曾作为当时国内最大的轻武器兵工厂——第21兵工厂的基地之一,以躲避日军的轰炸。1938年至1940年,兴文、古宋两县出动民工50多万人次,修通了江门至袁家洞52千米长的支线公路,以方便运送修建兵工厂的物资,由此留下一段特别的历史记忆。

天泉洞内的钙华沉积天泉洞内石钟乳的横截断面,其同心圆的结构表明一个个石钟乳由内向外逐渐生长与合并的过程(范晓摄)。

形态多样的“兴文石海’

在天泉洞之上、小岩湾旁的地表,发育了以峰丛、石柱、石林和石芽为特征的大面积喀斯特景观。其地貌组合类型之丰富,形态之独特,景观之奇异,<cite 均为中国喀斯特景观地所少有,被誉为“兴文石海”。这里峰丛起伏,如凝固的波涛,雕塑的大海;石柱突立,构成斜塔、夫妻峰、擎天一柱、天涯望归等绝妙形象;石林嵯峨,演绎出七女聚会、龟熊相戏等诸多故事;石芽蜿蜒,似群羊下山、白云漫涌……

与云南路南石林等喀斯特景区比较,兴文石海最大的特点是集不同尺度的地表喀斯特地貌景观于一体,以大寓小,小中见大。石柱、石林、石芽等中观、微观地貌体(注:石芽的起伏或相对高度在2米以上者,一般称为石林),附生在峰丛坡地、溶原台地、溶原丘陵、溶蚀洼地、溶蚀槽谷等宏观地貌体中,形成高低错落、远近呼应、层次分明的地表喀斯特景观。

兴文石海几乎包括目前已被研究的所有喀斯特石柱、石林、石芽的形态类型,而且受岩性和构造的控制,还表现出以方柱状的峰丛、石柱和石林以及羊背状石芽为主的特点,其中浑圆的羊背状石芽是土壤下的溶蚀作用的典型结果。与以尖峰状、剑状和刃脊状为主的云南石林相比,兴文石海给人别有一番意境的美学感受。

小岩湾园区的喀斯特石林地貌(七女峰)。小岩湾园区的喀斯特石林地貌。

绿荫的太安石林

除了兴文地质公园小岩湾园区的喀斯特大观以外,在小岩湾以西十余千米的太安村,更有一片令人称奇叫绝的太安石林,其分布面积达到8平方千米左右。

太安石林发育在奥陶系的龟裂纹灰岩中,灰岩夹有不规则的泥质条带和层纹,它们在岩层的水平层面以及垂直断面上都可呈现龟裂纹状,或称豹皮状、马蹄状等。

太安石林龟裂纹灰岩的构造特征及其所形成的石芽(范晓摄)。掩映于茫茫竹海之中的太安石林(范曉 摄)。

这种特殊的沉积构造为奥陶系的石灰岩所独有,在中国各地有广泛分布,在许多地质公园内都有发现,在重庆万盛、湖南古丈、陕西黎平等地,还成为地质公园的主体景观。不过,兴文地质公园的太安石林以被掩映于茫茫竹海中为其特色,而且因其岩性特点,太安石林的形态恰似在竹林中无数挺立的玉笋,圆润柔美、细腻纤巧、千曲百转,极尽自然之精妙,被誉为“绿色石林”。此外,兴文太安石林还与同类型的长宁梅硐石林连成一片,未来有将梅硐石林扩展人世界地质公园的可能。

对于形成太安石林的这种奇特的龟裂纹灰岩,其成因众说纷纭:水上暴露干裂充填;水下胶体凝缩开裂充填;成岩过程中压裂充填;生物活动遗迹……不一而足。因此,形成这种龟裂纹灰岩的神奇奥妙,仍然需要进一步去探索揭秘。

太安石林的龟裂纹灰岩属于4亿多年前的奥陶系地层,因此有人说这是年代最古老的石林。但这是犯了望文生义的错误,因為构成地貌的岩石或地层的年龄并不等于地貌的年龄,这是两个不同的概念。现在我们看到的喀斯特等诸多地貌,主要由晚新生代以来的地质作用所形成,其年龄主要在几百万年以内;而组成现代地貌的岩石,如石灰岩、花岗岩、砂岩和火山岩等等,其岩石形成年龄为数十亿年至几十万年不等。对此,地质学家朱学稳有一个形象的比喻:我今年70多岁,蚊子在我身上叮了一个包,你不能说这个包的年龄有70多岁吧?

竹林丛中,太安石林如玉笋挺立,各种姿态婉转奇巧(范晓摄)。

清幽秀丽的僰王山和凌霄山

僰王山和凌霄山位于太安石林西北方向仅数千米。这两座山的主体均由志留系的薄层泥灰岩构成,层层叠叠,犹如放置的书卷,故得名“千层岩”和“书箱岩”。又因岩层层理近于水平状,所以易于形成平顶的桌状山,四周多峭壁,山中多深邃的峡谷和奇幻的溶洞,处处瀑布飞泉,加上修竹茂密,绿荫遮天,景色极为清幽秀丽。在僰王山的飞雾洞(由峡谷溪流跌入落水洞)处形成瀑布,然后穿过下方的洞穴伏流段,经过另一个落水洞洞底,进入下一段溶洞成为暗河。飞雾洞曲径通幽,飞瀑天降,水雾弥漫,是僰王山的一大胜景。

凌霄山是兴文地质公园凌霄山园区的主体景观,是由志留系薄层泥灰岩构成的桌状方山,山顶平台面积约4万平方米,最高海拔1497.9米,三面皆为悬崖峭壁,仅西面隔深沟有吊桥与五斗坝相通,地势险要,堪称天然城堡。南宋时期,在忽必烈率军迂回川西、攻取云南后,为防备蒙军由滇入川,宋军于1257年(宝祐五年)在凌霄山构筑要塞,屯兵积粮,出攻入守,始为凌霄城,并作为当时南宋在川南的军政机构之一——长宁军的战时治所。南宋军队在凌霄城坚守至1278年才被蒙军攻破,据守长达21年,凌霄城是南宋最后陷落的城堡之一。

上:在僰王山飞雾洞下落水洞坑底及坑口,看洞中的光影(范晓 摄) 下:犹如放置的书卷——千层(范晓 摄)。

喀斯特地貌研究的经典地区

由于兴文喀斯特地貌及其洞穴系统具有的系统性和完整性,根据对天泉洞、猪槽井、洞河洞等为代表的洞穴做出的系统而又深入的研究,中国的喀斯特洞穴专家首次完整地提出了“洞穴发育的含水层控制系统演化模式”。也就是说,一个完整的喀斯特洞穴系统包括流入型洞穴、含水层洞穴、流出型洞穴三个部分。在同一演化时间内,由于物质与能量的输入输出在空间上分布不均匀,在同一流域的不同部位,地下的喀斯特地貌发育在形态和程度上会表现出不同阶段的特征。这一研究成果也使兴文成为喀斯特研究的一个经典地区和重要的天然实验室。

20世纪80年代,在兴文考察二叠系地层剖面的外国地质学者(据吴熙纯)。

中外学者在历年来对兴文喀斯特地貌的考察与研究中,完成洞穴制图的地段已超过35千米,并进行了水化学测量、古地磁取样与测试、地表和洞穴大气测量、地质剖面测量等许多工作,使兴文成为科学研究程度很高的喀斯特地区之一。

兴文小岩湾一带不仅喀斯特地貌精彩多样,而且二叠系地层发育完整,岩石中各种沉积构造和古生物化石十分丰富,常见有珊瑚、纺锤虫、海百合茎、腕足类动物和腹足类动物等化石,在中国乃至世界的二叠系地层中都具有典型意义。已有德国、美国等国的地质学家多次前来考察研究。德国著名的地质学家施奈德教授曾赞叹说:“兴文的二叠系剖面是世界上最好的二叠系剖面。”

兴文小岩湾二叠系石灰岩中的腹足类化石(范晓摄)。小岩湾二叠系石灰岩中的群体珊瑚化石,由许多单个珊瑚群聚而成(范晓摄)。兴文小岩湾二叠系石灰岩中的风暴岩(范晓摄)。

兴文小岩湾二叠系石灰岩中常常夹有灰黑色燧石结核,其主要成分为硅质二氧化硅,学术界对其成因有不同解释:一是和海底火山活动有关的硅质热液沉积;二是來源于硅质生物的沉积,例如在燧石中发现了硅质海绵化石,火山热液带来的硅质也通过海洋生物的吸收、沉淀成为燧石结核。这种燧石究竟是如何形成的,颇值得进一步探索。

此外,这里还是中国最早进行风暴岩研究的地点。刘宝珺院士等专家1985年在兴文大坝乡四龙对二叠系石灰岩中风暴岩的研究,开了中国风暴岩研究之先河。所谓风暴岩,是指在浅海大陆架因风暴而形成风暴浪和风暴流,其影响深度超过正常的海浪,从而扰动了洋底尚未固结的沉积物,在岩层中留下了特殊的构造。兴文二叠系的风暴岩剖面结构完整,风暴浪沉积作用的标志明显,具有多种不同类型的风暴岩典型结构。研究表明,兴文一带两亿多年前的扬子古海洋,曾经是一个风暴活动中心。

兴文世界地质公园整合了兴文境内的自然与文化遗产和景观资源,以其特有的禀赋,已成为中国西部以及川滇黔旅游圈中一颗耀眼的明珠。

历史悠久的僰文化

兴文地质公园不仅地质景观丰富多彩,而且历史悠久的僰文化、苗族文化构成了极具特色的人文景观。

僰人历史悠久,先秦时期已有“僰”之称呼,当时在川南、滇东北和黔北一带曾有僰侯国。秦代在今宜宾一带设有僰道县,说明川南很早就是僰人聚居地。僰人尚武好勇,以击打铜鼓为乐,丧葬盛行悬棺葬,世人称为“僰人悬棺”,而且僰人喜好在悬棺旁的崖壁绘制岩画。据专家考证,现存悬棺主要是元代至明代的遗存。兴文县的僰人悬棺主要集中在九丝城镇西边的玉秀河两岸,放置悬棺的岩穴开凿于侏罗系红色砂岩中。从悬棺中出土的物品,可以一窥僰人的传统服装:衣料为有白色暗花的绸布,在衣领、袖口、前襟、裤管等处用黄、蓝、红等色的绸料或色线装饰成花边。

九丝山是由侏罗系沙溪庙组红色砂岩构成的桌状方山,四周悬崖环绕,史称“悬岩天堑,雄盘险峨”“壁立万仞,周围三十余里,上有九岗四水极广,可以播种,仅通一径鸟道”。僰人曾在此筑成要塞,即为九丝城。

在明军的毁灭性屠戮之下,僰人族群灭亡。之后,又有来自黔滇的苗族迁入兴文山区,使兴文成为目前四川苗族的主要聚居地。浓郁的苗族民族风情和文化氛围构成兴文地质公园的重要人文景观。

兴文县的苗族歌舞。兴文县九丝城镇境内的僰人悬棺。兴文县的僰人悬棺遗址。主要集中于九丝城镇西边的玉秀河两岸,放置悬棺的岩穴开凿于侏罗系红色砂岩中。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午8:52。
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