天坑探奇19-5：天坑、漏斗與豎井
@真實探索稅曉潔 江北
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湖北大甕天坑裡的植物@真實探索稅曉潔 攝影
湖北大甕天坑裡的植物@真實探索稅曉潔 攝影
湖北一處疑似天坑底部@真實探索稅曉潔 攝影
湖北神農架的岩溶漏斗湖北大甕天坑裡的植物@真實探索稅曉潔 攝影
廣西鳳山縣的一處天坑@真實探索稅曉潔 攝影
（全文約9萬字，前文鏈接）：
四川蘆山縣的一處大漏斗底部的文物@真實探索稅曉潔 攝影
湖北大甕天坑裡的植物@真實探索稅曉潔 攝影
來貴州前，我剛剛在四川雅安蘆山縣採訪了一個山峰環抱的圍塔村，那裡號稱世界第一地質大漏斗。再之前，我在湖北神農架找老虎，也看到了很多落水洞和草地上的小漏斗，我問朱學穩先生，怎麼識別這些？怎麼區分天坑、漏斗與豎井？
朱先生學穩說：“天坑，是可充分顯示其名稱特色的一種喀斯特景觀。其含義是寬度和深度不小於100米的塌陷漏斗，並由大型洞穴崩塌而成。”
“天坑需要適當的解釋和充分的描述，其定義又必須是地貌學的。所以應該在景觀地貌學和形態測量以及其成因與發育，也就是在地貌學和水文地質學背景中，從這兩方面加以考慮。”
要朱先生在短時間內很通俗地說清楚這些問題，實在不是一件容易的事情。朱先生問我，你知不知道包氣帶？明不明白外源水？
我還尚未從神農架的密林中回過神來，採訪功課做得實在不足，只好報了一摞書先去惡補。
斯洛文尼亞學者KRANJC Andrej在其論文《從“漏斗”到“天坑”看岩溶學術語的演變》中說：岩溶學是一門發展變化的科學，岩溶學術語也與時俱進。
以術語“漏斗（doline）”為例，它來源於斯洛文尼亞喀斯特地區的方言，意思是谷地。19世紀上半葉隨著岩溶學的發展，喀斯特高原的漏斗狀地形逐漸引起研究者們的注意，德語系的奧地利地質學家們將這種地形定義為“漏斗（dolines，複數）”，相當於德語的Trichter（漏斗）。因此，在19世紀下半葉奧地利地質學家的出版物中，普遍使用這一概念。在塞爾維亞語中，doline一般也是指谷地。因此，Cviji?在塞爾維亞語文獻中不再使用dolina表示漏斗狀地形，而是用vrta?a。vrta?a和我們今天使用的doline的內涵非常相近，而且在法語、德語、意大利語、英語、克羅地亞語均有相似的詞彙。在20世紀中期以前，斯洛文尼亞的地理學家們為了避免使用dolina引起歧義，對於漏斗狀的地形也均用vrta?a表達。根據漏斗的形態，Cviji?將其分為三種，即碗狀漏斗、漏斗狀漏斗和井狀漏斗。隨著對漏斗狀地形的深入研究，V. Pano?’s根據漏斗的不同發育階段、漏斗的成因、漏斗的形態及覆蓋類型等，又將漏斗分為30種。
根據最新的岩溶百科全書，按照英語的命名原則，漏斗（dolines/sinkholes）共有沖積漏斗、埋藏漏斗、塌陷漏斗、溶蝕漏斗、潛蝕漏斗等15種。值得一提的是，隨著中國岩溶研究的深入及中西方岩溶交流的加強，在表述中國岩溶地貌以及更大範圍熱帶和亞熱帶岩溶地貌時，漢語詞彙如石林、峰叢和峰林也被引入到岩溶學術語中；而且隨著中國岩溶地區可進入性的增強，新的岩溶地貌也隨之被發現，如上個世紀末，在中國南方發現了許多大型的塌陷漏斗，有的直徑和深度均超過500m，朱學穩依據這些漏斗的形態、成因和演化過程，將它們命名為天坑。未來，我們也許還會找出其它詞彙用來形容塌陷漏斗或者用某個新詞來形容極其特殊的塌陷漏斗。
天坑就像一個初生的嬰兒，其概念、定義、分類、成因等等，尚在不斷研究、探討、完善中。
陝西漢中寧強縣地洞河天坑@真實探索稅曉潔 攝影
湖北神農架大九湖的落水孔，為漢江支流堵河源頭之一@真實探索稅曉潔 攝影
廣西鳳山的一處天坑@真實探索稅曉潔 攝影
朱學穩先生認為：形成於碳酸鹽巖中的喀斯特天坑，可分兩種基本類型，即塌陷天坑和侵蝕天坑。塌陷型天坑，係指可溶性岩層中被溶蝕、侵蝕集中發生在某一地下深處，大量物質為強大的地下水動力系統(主要是地下河)所輸出。在特定的地質與水文地質條件下，地下突發式或漸進式的崩塌及崩塌物被溶蝕、輸出，作用持續不止，直至整個地下崩塌空間露出地表而形成；侵蝕性或沖蝕天坑，是地面的外源水在可溶性岩層的包氣帶中，從地表集中垂向沖蝕(侵蝕)與溶蝕形成的。其形成條件具特定性和特殊性，故其分佈甚是稀少。
英國赫德菲爾德大學石灰岩研究組首席科學家John GUNN教授認為：天坑是塌陷漏斗類型中非常極端的一員，並且其關鍵問題在於是否存在與眾不同的“天坑作用”，即是否存在純粹的形態上的差別。在漏斗類型對應的另一端，愛爾蘭的特澇群是指那些寬闊的封閉窪地，這些窪地為季節性湖泊。天坑和特澇與波立谷的區別在於天坑和特澇具有較小的體量，而波立谷具有更為平緩的周壁邊坡，再者它們的形成過程也有差異。特別是，特澇僅發現於冰川沉積的區域且至少部分是冰川喀斯特形態，而波立谷出現在許多氣候帶並且位置通常被證明受地質結構的影響。特澇已被歐盟認可為具有特色植物組合的一種特殊的喀斯特形態，雖然除愛爾蘭外，這個術語沒有被廣泛使用。很明顯，天坑也存在同樣的問題，即大多數天坑分佈於中國，以其巨大的體量和特殊的形成過程與塌陷漏斗區別開來。是否將“特澇”和“天坑”列入喀斯特地貌學詞彙之列仍存在爭論。
美國紐約州立大學地球科學系Arthur N. PALMER教授認為：大部分情況下，天坑都是現代暗河通道洞頂塌陷而成。塌陷的擴大造成暗河通道的阻塞和改道，使得水力梯度變陡，溶蝕和侵蝕增強。可以說，天坑大部分空間體積的形成都是地下河大規模搬運崩塌堆積物的結果。強烈變化的大流量是搬運崩塌堆積的最佳條件，而暗河通道的改道和擴大又進一步加強了塌陷作用。與區域裂隙模式不同，新的裂隙隨著崩塌周圍應力釋放而擴張。與原始洞穴通道形成相比，大規模天坑的形成都是源於這些作用。
概括而言，一般漏斗的形成條件相對地非常普遍化，在溼潤岩溶區，漏斗的分佈極為普遍，我國南方俄許多岩溶區更是“星羅棋佈”。而天坑的形成則必須具備特殊的地質—地貌—水文地質為一體的系統條件。故在全球岩溶區域中，普通漏斗（含一般的塌陷漏斗）的分佈非常廣泛，而天坑則十分罕見。
尤為重要的是，形成漏斗與天坑的岩溶作用方式與形成方式與形成過程存在很大差別。代表性的岩溶漏斗是由地表水通過落水洞的地下滲入和流入過程中，在垂向和測向上不斷溶蝕擴大加深形成。而天坑則與地下水文網——地下河系統的強烈發育密切的聯繫在一起。絕大多數為塌陷成因，特殊條件下由地面落水洞發展形成。
在形態方面，天坑以規模巨大、形態特色突出而區別於一般的漏斗。漏斗的形態，顧名思義主要為漏斗形，口大底小，一般不具備陡峭的巖壁，其深度多在幾米至幾十米，深度超過100m，便是罕見的大型漏斗了。而大型天坑的規模則無與倫比，四壁岩石峭立，深度百米至數百米以上。
天坑與漏斗之間既有量的差異，便存在質的差別。初步的研究表明，在天坑形成與地下河之間的關係，天坑在水文地質流域內的分佈規律，天坑與含水層性質及其演化之間的關係以及天坑與岩溶發育年代和發育速度等一系列岩溶科學問題方面的重大意義與地位，都是一般的岩溶漏斗所不可代替、不可比擬的。
天坑也應該在科學涵義上與豎井區別開來。豎井是一種地面的垂向井狀通道，一般直徑是幾米至一、二十米。深幾米至幾十米。深度超百米，直徑超50m的豎井便是十分罕見的特大規模了。豎井多由落水洞縱深發育而成，四周垂直，在底部逐漸消失於含水層中，另一種相似與相關的岩溶形態是“地下河天窗”。天窗應與地下河（或是早期的遺棄的）直接相通，大多數由地下河頂板局部塌陷並通達地表而成，口徑多在幾米至數十米之內。在洞內外氣溫與氣壓差異條件下，常出現呼吸氣現象，被稱作“冒煙洞”，“吸氣洞”，它可看成天坑發育的某個階段形態。
自然界中諸多事物的生成與發展多有相互間的聯繫，漏斗與豎井雖然可能與天坑有成因或發育階段上的耦合關係，但不是所有的或相當一部分的漏斗或豎井都會發展成為天坑。
初看，天坑似乎像另一種喀斯特景觀——漏斗,人們有時也將其稱為大型漏斗或大型塌陷漏斗，然而，天坑與一般漏斗卻存在本質上的區別。
在喀斯特景觀中，漏斗是一種十分普遍的地表喀斯特形態。其主要特徵，是呈從上部向底部逐漸收縮的漏斗狀或碟狀。喀斯特漏斗主要發育於可溶性的碳酸鹽巖和蒸發巖中。根據漏斗形成條件和形成過程的差異，漏斗被分為溶蝕漏斗，塌陷漏斗，埋藏漏斗等6種類型。
天坑與漏斗在形態上的最主要差別，是天坑具有很大的尺寸(寬度與深度均大於l00米)，同時具有周邊封閉且峭立的陡壁，而大多數的基岩漏斗多為碟狀、淺盆狀。寬度通常大於其深度，規模也較天坑為小。
天坑陡立的周壁與坑底間的地形分界為突變關係，而漏斗則是漸變的。塌陷天坑內有大量碎屑堆積，並有裸露或覆蓋的(或已遷移)的地下水道存在，而一般的基岩漏斗只有薄的土層堆積，與作用能量有限的滲水裂隙或落水洞存在。
喀斯特漏斗與地表喀斯特地形的關係不可分割，兩者的發育是相輔相成而且是“同時態”的。塌陷天坑的形成、出現，與地表喀斯特形態幾乎無任何相關聯繫。塌陷天坑可出露於地表的任何地形部位，並直接破壞地表的及其上層空間的任何喀斯特形態。
絕大多數的基岩漏斗，均是由地表降水的淋濾，形成於喀斯特含水層的表層帶或包氣帶的最上部，與含水層的基本性質及地下河的發育無關，而天坑的發育與形成，則是含水層中的管道水流(地下河)或地表集中的注入式水流直接活動的結果。天坑通常貫通含水層包氣帶的全部厚度。
還有一點是十分重要的，即漏斗的形態規模與天坑難以比較，但其形成的時間與過程卻是漫長併為漸進式的，而天坑的形成多具突發性和遠為快速(與漏斗比較)的進程。這是由兩類喀斯特形成作用中水動力性質及活動能量的巨大差異決定的。
在中國南方喀斯特的具體條件下，天坑一般都是當地喀斯特地貌中最年輕的成員。
我國究竟有多少天坑？這在當時和現在都還是個謎。
2011年，經朱學穩先生確認的天坑，分佈在重慶、四川、廣西、貴州境內。雲南曾有報道說發現天坑，後來經他們實地鑑定，結果不是。湖南曾據說也有發現，後來大致是因為太小，可能是豎井，當時也未確認。
按照朱學穩先生現在的劃分，天坑分為特大型（直徑和深度大於500米）、大型（300-500米）和一般形（100-300米）。這和他2001年最初定義的50米，有一定出入。
我問：究竟按那個算好？
朱學穩先生說：還是按100米吧。不過，超過50米的，也可以叫小型天坑。
在《天坑釋義》一文中，對此，朱學穩和Tony Waltham先生有過詳細描述：
“雖然沒有必要限定天坑的最小尺寸，以作為天坑的鑑別特徵，但最小尺寸並非嚴格限定在100m。對天坑的定義應該慎重理解，尤其那些非常明顯的塌陷漏斗，不能因為僅一維尺寸欠長而排斥在天坑之外。對邊緣退化和圓化的天坑可取近似度測量其直徑或長度或寬度，少數非常新鮮地形除外。天坑深度本來是很容易測量的，然而在中國卻偏向於從天坑邊緣最高點取值。天坑邊緣切割峰丘的地方與天坑的最小深度，即一般西方人偏向於從天坑邊緣最低點的取值相差甚大。一般來說，最小尺寸100m的限定也適用於天坑的最大深度，但值得注意的是這個數值應把任何特殊地貌地形特點真正反映出來。塌陷形成的較小窪地最好視為大型塌陷漏斗。正是這種巨型形態將天坑與特殊形成條件聯繫起來，與其他類型塌陷漏斗區分開來。天坑的最小容積可能是依據形態量計定義天坑的較好的一個辦法。可是，天坑體積數據只是一個近似值，因為漏斗和天坑的巖壁剖面一般難以進行非常詳細的測量。”
拗口的專業術語很容易讓人看得頭昏腦漲。那麼，除了專業科研人員，民間人士有無可能“發現”天坑？
當然可以。
中國地質科學院岩溶研究所張遠海副研究員告訴我說，他剛剛就在前不久，確認了湖北利川一位探險愛好者發現的天坑。
四川蘆山縣的一處溶洞@真實探索稅曉潔 攝影
湖北利川大甕天坑底部的溶洞@真實探索稅曉潔 攝影
廣西鳳山縣的一處天坑@真實探索稅曉潔 攝影
陝西漢中市寧強縣地洞河天坑@真實探索稅曉潔 攝影
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四川蘆山縣的一處大漏斗底部的文物@真實探索稅曉潔 攝影
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（待續）：
4、天坑、漏斗與豎井
5、航拍湖北長陽“天坑”
6、萬人坑與第一坑
7、一位民間探險者的天坑新發現
8、陝西漢中天坑群橫空出世：絲綢之路開闢者張騫故里竟有21世紀地理大發現
9、外國專家和中國愛好者在衛星圖上發現“陝西天坑”
10、石筍記錄了3.4萬年前的瞬間，發育動力還在作用
11、天坑是由溶洞大廳崩塌形成的、四周或大部分周壁陡崖環繞的大型漏斗
12、探索的腳步不會停止，鎮巴山脊上的天坑，像一個個巨大的問號
13、廣西左江巖畫背後石柱林中，掩藏中國最南的天坑
14、長壽之鄉巴馬的超級大天坑
15、巴馬三聯坑與鳳山三門海大腳印天坑
16、樂業：大石圍西北兩三公里處新發現大天坑
17桂林七星巖就有天坑，天坑的由來與生命
18、還有多少天坑，等待發現？
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