桂林山水甲天下，到底“甲”在哪里？

中秋小長(zhǎng)假即將來(lái)臨，旅游成為很多朋友的佳選。一提到祖國(guó)的山水，相信不少人腦海中馬上會(huì)“閃現(xiàn)”一句話：桂林山水甲天下。

2024年9月，在韓國(guó)釜山召開的第37屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上，廣西桂林喀斯特憑借獨(dú)特的地質(zhì)景觀和科學(xué)研究?jī)r(jià)值，與內(nèi)蒙古植物龐貝城——烏達(dá)二疊紀(jì)植被化石產(chǎn)地、四川自貢大山鋪恐龍化石群遺址，一起成功入選第二批100個(gè)世界地質(zhì)遺產(chǎn)地名錄。這是繼2014年6月桂林喀斯特入選世界遺產(chǎn)名錄之后，再次獲得的一張世界級(jí)名片。桂林，這片以“山水甲天下”著稱的土地，到底“甲”在哪里？其喀斯特地貌究竟隱藏著哪些奧秘等待著我們?nèi)ヌ剿髂兀?/p>

廣西陽(yáng)朔縣興坪鎮(zhèn)拍攝的漓江風(fēng)光（圖片來(lái)源：新華社）

01 喀斯特的前世今生

說(shuō)起桂林，大家首先會(huì)想到美麗的漓江，因其流經(jīng)之地山青、水秀、洞奇、石美而被譽(yù)為“百里畫廊”；也有人會(huì)想到大名鼎鼎的象鼻山，因其形似一頭正在江邊飲水的大象而得名，堪稱桂林的標(biāo)志性景觀；還有人會(huì)想到陽(yáng)朔縣月亮山（山頂有一個(gè)天然形成的大洞酷似圓月）、伏波山試劍石（相傳是東漢伏波將軍馬援試劍時(shí)留下的痕跡）等，諸多罕見的自然奇觀吸引著各地的游客，向世界展示了這片土地的神奇與魅力。

桂林象鼻山（攝影：馬志飛）

其實(shí)，上述景觀都與喀斯特地貌密切相關(guān)。

喀斯特地貌又稱巖溶地貌，是一種特殊的地質(zhì)現(xiàn)象，主要發(fā)生在可溶性巖石（如石灰?guī)r、白云巖等）分布的地區(qū)。1893年，塞爾維亞學(xué)者茨維伊奇（ Jovan Cvijic，1865-1927）在研究前南斯拉夫伊斯特拉半島的喀斯特高原地貌時(shí)，首次提出了“karst”這一術(shù)語(yǔ)，音譯即為“喀斯特”，后來(lái)逐漸被地質(zhì)學(xué)界廣泛接受和應(yīng)用，指的是水對(duì)石灰?guī)r等可溶性巖石進(jìn)行以化學(xué)溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等作用為輔的地質(zhì)作用，以及由這些作用所產(chǎn)生的現(xiàn)象的總稱。

喀斯特高原是由大量厚層石灰?guī)r組成，雖然石灰?guī)r幾乎不溶于純水，但很容易被含有少量碳酸的水溶解。當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣魇窍募狙谉岣稍?，冬季溫暖多雨，雨水中溶解了少量空氣中和植物腐爛產(chǎn)生的二氧化碳，呈弱酸性，它們沿著巖石中的節(jié)理、裂隙與石灰?guī)r接觸并與巖石中的方解石發(fā)生反應(yīng)，溶解為鈣離子和碳酸氫根離子并被帶走，從而在地表形成漏斗、溶溝、石芽等，而在地下則形成暗河及溶洞。

后來(lái)，隨著地質(zhì)學(xué)家的研究不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)喀斯特地貌分布十分廣泛，從熱帶到溫帶，從山區(qū)到平原，幾乎遍布全球。桂林喀斯特就是其中的典型代表。

02 桂林喀斯特的特點(diǎn)

桂林喀斯特的形成可以追溯到3億多年前（泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)）的地質(zhì)歷史時(shí)期。當(dāng)時(shí)，桂林所在之地還是一片汪洋大海，隨著多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，海水逐漸退去，留下了產(chǎn)狀平緩、巖層巨厚而純凈、厚度達(dá)3000米的石灰?guī)r沉積層。正是這些古老的巖石造就了喀斯特地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

氣候條件也是喀斯特地貌形成的重要因素。桂林地處低緯度地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，境內(nèi)氣候濕熱，雨量充沛，巖溶作用非常強(qiáng)烈，發(fā)展速度也快，在石灰?guī)r層厚度大、斷層多、裂隙發(fā)育的地區(qū)，更有利于巖溶作用的進(jìn)行。地質(zhì)學(xué)家稱這種出現(xiàn)在華南地區(qū)的巖溶現(xiàn)象為熱帶季風(fēng)型巖溶，它的特點(diǎn)是，發(fā)育大量錐狀、筒狀峰林以及成層溶洞。

相比之下，溫帶季風(fēng)型巖溶因所處地區(qū)氣候較干燥，僅夏季多雨，巖溶地貌的發(fā)育受到一定限制。它的主要特點(diǎn)是，在產(chǎn)狀平緩、厚層石灰?guī)r發(fā)育區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)巨大峽谷和成層溶洞，而在山區(qū)會(huì)出現(xiàn)小片寶塔狀峰林和錐狀峰林，以華北地區(qū)的太行山(狼牙山) 、北京西山(上方山云水洞和齋堂的東、西龍門澗)以及燕山一帶較為典型。

簡(jiǎn)而言之，在漫長(zhǎng)的歲月中，石灰?guī)r經(jīng)受了地表水和地下水的不斷侵蝕和溶蝕，逐漸形成了今天我們所看到的獨(dú)特地貌，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）峰林挺拔：桂林地區(qū)的山峰雖然高度不高，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的溶蝕作用形成了陡峭的山體和尖銳的山頂，形態(tài)各異，挺拔秀麗，既有挺拔孤立的峰林，也有連綿起伏的峰叢。

俯瞰桂林的山峰（來(lái)源：新華社）

（2）洞穴幽深：桂林喀斯特地區(qū)擁有豐富的溶洞資源，這些溶洞內(nèi)部空間廣闊，石筍、石幔、石花等鐘乳石景觀琳瑯滿目。洞穴內(nèi)部溫度恒定、濕度適宜，為許多生物提供了獨(dú)特的生存環(huán)境。

地下溶洞（來(lái)源：新華社）

（3）地下河壯觀：桂林地區(qū)的地下河系統(tǒng)發(fā)達(dá)，地下暗流涌動(dòng)，形成了許多壯觀的地下瀑布和暗河景觀。這些地下河不僅是地下水循環(huán)的重要組成部分，也是巖溶作用的重要驅(qū)動(dòng)力。

03 巖溶演化末期的地貌展現(xiàn)

對(duì)于桂林喀斯特地貌，地質(zhì)學(xué)家稱其為“是華南地區(qū)巖溶演化末期的地貌展現(xiàn)”這該如何理解呢？

關(guān)于巖溶地貌的發(fā)育階段，地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，巖溶地貌由上升的巖溶高地開始發(fā)育，經(jīng)幼年期、壯年期、壯年后期（盲谷期）和老年期（準(zhǔn)平原期）四個(gè)階段，完成一個(gè)發(fā)展序列。說(shuō)桂林喀斯特是華南地區(qū)巖溶演化末期的地貌展現(xiàn)，并不意味著它已經(jīng)進(jìn)入了老年期或不再發(fā)育。這里的“末期”更多地是指在這一地區(qū)巖溶地貌發(fā)育的歷程中，桂林喀斯特已經(jīng)達(dá)到了相對(duì)成熟和穩(wěn)定的階段，其地貌特征、巖溶作用過(guò)程等都具有一定的代表性和典型性。

實(shí)際上，桂林喀斯特地貌以其挺拔孤立的峰林、幽深的溶洞和蜿蜒的地下河而著稱，這些特征正是壯年期巖溶地貌的典型表現(xiàn)。在這一發(fā)展階段，地面落水洞、漏斗和溶蝕洼地廣泛分布，地下洞穴系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，相互連通，地表水系如漓江在流經(jīng)喀斯特地區(qū)時(shí)，部分河段轉(zhuǎn)入地下形成暗河，這些特點(diǎn)與壯年期階段的描述相符。

也有學(xué)者按照時(shí)間的先后順序?qū)r溶地貌發(fā)展分為早期沉積階段、溶蝕開始階段、強(qiáng)烈溶蝕階段、地貌穩(wěn)定階段及后期改造階段等步驟。桂林喀斯特地區(qū)的巖溶地貌發(fā)育過(guò)程充分展示了上述階段的特點(diǎn)，尤其是強(qiáng)烈溶蝕階段和地貌穩(wěn)定階段的地貌特征最為顯著,這些地貌特征不僅具有極高的觀賞價(jià)值，也是全球巖溶研究的重要參考。

04 峰林和峰叢奇觀

峰林和峰叢是桂林喀斯特地貌的兩大主要類型，有學(xué)者稱贊它是“大陸型塔狀巖溶的典型代表，展現(xiàn)了峰林和峰叢巖溶形態(tài)的共存和相互作用的桂林模式”。

所謂峰林，也被稱為圓錐狀巖溶或塔狀巖溶，指的是高聳林立的石灰?guī)r山峰，因溶蝕作用導(dǎo)致地表巖石逐漸失去支撐而崩塌脫落形成孤立的山峰，分散或成群出現(xiàn)在平地上，遠(yuǎn)望如林，故而得名。峰體相對(duì)高差100～200米，坡度很陡，一般均在45°以上，形態(tài)各異，有的陡峭挺拔如劍指蒼穹，有的圓潤(rùn)秀美宛如翠屏。

所謂峰叢，則指的連座的峰林，由密集的山峰相連且相互依存，相對(duì)高度一般為 200～300米。峰與峰之間形成“U”形的馬鞍形地，而且峰叢之間常有巖溶洼地、漏斗、落水洞等，從而形成峰叢洼地或峰叢漏斗的組合形態(tài)。

廣西桂林市陽(yáng)朔縣的峰林（來(lái)源：新華社）

峰林（圖片引自《地球科學(xué)大辭典》）

廣西桂林市陽(yáng)朔縣漓江兩岸的峰叢（來(lái)源：新華社）

峰叢（圖片引自《地球科學(xué)大辭典》）

巖溶峰叢洼地（來(lái)源：新華社）

相比之下，峰林中的山峰相對(duì)獨(dú)立，形態(tài)各異，景觀更加開闊壯觀，例如陽(yáng)朔的十里畫廊就是峰林景觀的典型代表，這里山峰林立，各具特色，宛如一幅流動(dòng)的山水畫卷；而峰叢中的山峰則緊密相連，形態(tài)較為統(tǒng)一，顯得更加緊湊密集，例如漓江兩岸的連綿山峰則是峰叢景觀的典范之作，它們緊密相連形成了一道道壯麗的天然屏障，為漓江增添了無(wú)限的風(fēng)光。

更令人感到驚奇的是，在這些峰林的腳下，隱藏著錯(cuò)綜復(fù)雜的洞穴及地下河，它們共同“蛀蝕”山體，有時(shí)會(huì)使石峰破壞得僅剩一幅空架子。最著名的當(dāng)屬桂林市西北郊光明山的蘆笛巖，這座洞穴長(zhǎng)約240米，寬約50-90米，洞高10-18米，在幽深而神秘的洞穴里，石筍林立、鐘乳石懸垂，千姿百態(tài)，琳瑯滿目，猶如富麗堂皇的“神仙洞府”。從洞壁上發(fā)現(xiàn)的歷代墨跡壁書中發(fā)現(xiàn)，至少在公元5世紀(jì)時(shí)就已經(jīng)有人入洞游覽了。

鐘乳石的發(fā)育過(guò)程（圖片引自《旅游地學(xué)大辭典》）

桂林喀斯特地貌不僅是自然造化的杰作，更是地球億萬(wàn)年地質(zhì)變遷的見證。隨著它的國(guó)際知名度和影響力逐漸提升，這里獨(dú)特的科學(xué)研究?jī)r(jià)值、生態(tài)旅游價(jià)值、教育科普價(jià)值以及潛在的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值也將得到更深入的挖掘，為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、提升國(guó)際文化交流與合作提供強(qiáng)大動(dòng)力。

作者：馬志飛，科普作家，北京科普作協(xié)會(huì)員，著有《石頭記》《玻璃地球》等科普?qǐng)D書10余部，曾榮獲自然資源部?jī)?yōu)秀科普?qǐng)D書獎(jiǎng)、吳大猷科學(xué)普及著作獎(jiǎng)佳作獎(jiǎng)、中國(guó)自然資源作家協(xié)會(huì)“中華寶石文學(xué)獎(jiǎng)”科普作品獎(jiǎng)等。

審核：李忠東 四川省地球物理調(diào)查研究所副所長(zhǎng)、自然資源部首席科學(xué)傳播專家

出品：科普中國(guó)

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