探尋神秘的地下河

丁麗雪 李 堃 盧友月

[內(nèi)容提要]地下河是一種特殊的地下巖溶地貌，享有“巖溶地貌天然博物館”“世界天窗之都”的美譽，是不容錯過的打卡勝地。為進(jìn)一步揭開地下河的神秘面紗，本文在簡要介紹地下河的基本特征、分布概況等基礎(chǔ)上，結(jié)合前人的研究，對地下河的成因進(jìn)行深入探討，認(rèn)為巖性、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及氣候等是形成地下河的主要控制因素。

引 言

河流，是孕育人類文明的搖籃，也是蔚藍(lán)色地球上一條最長的生命帶。歷史的年輪向世人揭示，人類的各大文明幾乎都起源于河流。古巴比倫起源于底格里斯河和幼發(fā)拉底河；古印度起源于印度河和橫河；古埃及起源于尼羅河；古中國起源于黃河。這些被世人敬仰和膜拜的古文明，甚至一度被稱為“大河文明”。然而，在變幻多姿的河流風(fēng)貌中，卻存在著這樣一種奇特的形態(tài)：有的有頭無尾，有的有尾無頭，它不同于晝夜奔涌的地表河流，常年蟄伏于黑暗的地下深處。這種隱伏在地下的河流，便是地下河。它是遠(yuǎn)離城市喧囂的世外桃源，是生態(tài)長壽休閑避暑的好去處，更是極具魅力的潛水者的天堂！被譽為我國地下河之首的都安地蘇地下河，神秘瑰麗，享有“巖溶地貌天然博物館”的美譽。素有“嶺南地下第一河”之稱的連州地下河，融“山林”“幽谷”“瀑布”“田園”于一體，美輪美奐，令人叫絕，被中國地質(zhì)協(xié)會譽為“中國洞河奇觀”。

一 什么是地下河

地下河又稱暗河或伏流。顧名思義就是地面以下的河流。它是地下巖溶地貌的一種。地質(zhì)學(xué)上將其定義為在巖溶發(fā)育地區(qū)沒入地表以下，并沿地下溶洞和裂隙流動的河流。

地下河的管道系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，這些地下管道的結(jié)構(gòu)特征對于地下河的規(guī)模、分布具有十分重要的作用。在形態(tài)上，地下河的管道復(fù)雜多樣，從簡單的單一管道、平行管道到復(fù)雜的葉脈狀管道、樹枝狀管道、網(wǎng)狀管道均有發(fā)育。其中，單管型地下河主要發(fā)育于河碳酸鹽巖帶狀分布區(qū)或河谷斜坡地帶，只有主流，沒有支流。樹枝形地下河主要分布于貴州、云南的東南部以及桂西地區(qū)，通常分枝較多，且流域面積較廣。

地下河的分布深度通常與當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面密切相關(guān)。在河流的兩岸地帶，地下河的水面與地面高差不大，水量豐富，規(guī)模較大；在相鄰溶蝕盆地間的山地地帶，地下河的水面通常與地表河等高，往往發(fā)育為穿山式地下河；當(dāng)?shù)貧ど仙却笥谌芪g深度或受到隔水層的阻擋時，地下河的水面就會高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，形成懸掛式地下河，一般規(guī)模較小。

二 我國地下河的分布特征

我國是世界上巖溶地下河較為發(fā)育的國家之一。據(jù)統(tǒng)計，僅廣西、貴州、云南、四川、重慶、湖南六省市，流量大于0.5m3/s的地下河就有三千多條。它們主要分布于秦嶺以南、云南紅河—廣西南寧—廣東韶關(guān)一線以北、四川攀枝花—雅安一線以東、廣東韶關(guān)—湖北宜昌等熱帶—亞熱帶巖溶地區(qū)，且尤以貴州、廣西、云南東部地區(qū)最為常見。目前我國已發(fā)現(xiàn)長度大于80公里的地下河共有10條，其中7條在廣西境內(nèi)。分布在我國西南地區(qū)的地下河通常分布于高山峽谷、高原斜坡、峰叢洼地、峰林平原等地貌之上，并具有流程長、匯水面積大等特點。此外，在我國的江西、福建、安徽、河北、山東、甘肅等省市也有地下河或巖溶管道零星分布。

我國著名的地下河有巴丹吉林沙漠暗河、新疆坎兒井、駝山暗河、本溪水洞、廣西都安地蘇地下河等。巴丹吉林沙漠暗河被譽為“沙漠地下水庫”，其年補水量是黑河水量的三分之一?？矁壕环Q為中國古代三大工程之一，至今已有兩千多年的歷史。廣西都安地蘇地下河總長約兩百四十多公里，是目前我國探測到的最長地下河（見圖1）。

圖1 廣西地蘇地下河天窗（引自廣西頭條NEWS）

三 地下河的成因

縱觀廣袤神州大地上奔走的河流，它們或是在平川、山巒之中波濤滾滾，一瀉千里，或是在田間地頭緩緩流淌、蜿蜒曲折，宛如一場視覺盛宴。與地面上萬千流淌的河流所不同的是，僅在堅硬的巖石中，或難以到達(dá)的地下深處，才可尋覓到地下河的身影。它們常年在黑暗中蟄伏，很難見到其全貌，頗具神秘色彩。地下河究竟是如何形成的？

（一）形成條件

1 地形地貌

地貌形態(tài)是控制地下河發(fā)育和分布的重要因素。研究表明，不同地形地貌發(fā)育的地下河存在明顯的差異。地貌上以峰林平原、峰林谷地為主的巖溶峰林地區(qū)，巖溶地下河通常埋深較淺。地貌上以峰叢洼地為主的巖溶峰叢洼地地區(qū)，發(fā)育的地下河長度為數(shù)公里至十幾公里，常有懸掛泉或懸掛地下河出現(xiàn)。地貌上以溶丘洼地、溶崗谷地為主的巖溶丘陵地區(qū)，發(fā)育的地下河露頭較多，且埋深較淺、長度較短。

2 巖性

石灰?guī)r是地下河誕生的搖籃，幾乎有石灰?guī)r出露的地方就會有地下河的身影，因此，石灰?guī)r是形成地下河不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。石灰?guī)r是碳酸鹽巖的一種，我國西南各省是碳酸鹽巖產(chǎn)出旺盛的地區(qū)，且尤以石灰?guī)r最為豐富。然而，不同巖性、巖組的石灰?guī)r對于地下河發(fā)育程度及規(guī)模的影響又存在著明顯差異。例如，與雜質(zhì)較多的石灰?guī)r相比，質(zhì)純的石灰?guī)r相對溶解度更大，巖溶易發(fā)育，因而更有利于地下河的發(fā)育。類似地，與夾雜不溶巖巖組的石灰?guī)r相比，較純的碳酸鹽巖巖組，地下河發(fā)育程度相對較好，管道較復(fù)雜，規(guī)模較大。

3 地質(zhì)構(gòu)造

地下河的發(fā)育及形態(tài)常常受地質(zhì)構(gòu)造的控制。區(qū)域上的背斜、向斜、斷層、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造不但可以為流水的滲入、運動提供有利條件，而且可以控制地下水流的展布及運動方向。研究表明，斷層是地下河發(fā)育的最佳部位，且沿斷層發(fā)育的基本都是大型地下河。然而，統(tǒng)計結(jié)果顯示，真正沿斷層帶發(fā)育的地下河數(shù)量并不是很多，更多的地下河是沿構(gòu)造、層面裂隙以及背、向斜的軸部發(fā)育。

4 氣候

持續(xù)的水流補給是地下河發(fā)育的重要前提。我國南方高溫多雨的熱帶及亞熱帶氣候，降水充沛，巖溶作用強烈，地表落水洞、洼地等發(fā)育較多，地下水的坡度大，為地下河的發(fā)育提供了良好的水源供給與水動力條件。

（二）地下河的形成過程

每一條地下河的形成，都是一個極其漫長的過程，且都要經(jīng)歷復(fù)雜的巖溶作用過程（見圖2） ：第一，碳酸鹽巖巖層在地殼運動、海陸變遷、巖漿活動等作用的影響下，產(chǎn)生大量的裂隙或破碎帶，這些構(gòu)造薄弱帶為流水進(jìn)入碳酸鹽巖內(nèi)部提供了便利的通道。第二，當(dāng)大氣降雨時，雨水及地表水與空氣中的CO2融合形成具有侵蝕性的CO2水。富含CO2的水一部分沿著碳酸鹽巖表面流動形成溶坑、溶槽和石芽等，另一部分則沿著細(xì)小的裂縫或破碎帶垂直進(jìn)入碳酸鹽巖，并落入底部，沿著橫向的裂隙通道做水平運動。流水對碳酸鹽巖不斷地溶蝕、沖刷，使得裂隙逐漸擴(kuò)大，并形成漏斗、落水洞、溶井、天窗等洞穴通道。第三，流水長時間的侵蝕作用加上巖體自身重力導(dǎo)致的巖石坍塌，使得洞穴規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著水量及流速的不斷加大，流水對巖體的溶蝕作用也日益加強，地下孔道逐漸發(fā)展成為地下管道或通道。第四，當(dāng)大致處于同一高程的洞穴通道擴(kuò)展、串通起來，并匯集大量的地下水時，就形成了與地表河流相貫通的地下河。

圖2 地下河發(fā)育形成示意圖

四 地下河的開發(fā)與利用價值

（一）得天獨厚，科研勝地

作為一種地下巖溶地貌，地下河的出現(xiàn)總是和喀斯特地貌形影不離，因此，地下河是研究巖溶科學(xué)的天然實驗室。當(dāng)?shù)叵滤顒臃浅娏視r，就會形成以巨型石柱為主體的峰叢地貌。這種地貌罕見，且具有重要的科研價值。另外，地下河的發(fā)育演化實際上是全球氣候變化的直接反映，因此，通過對地下河進(jìn)行系統(tǒng)研究可以揭示全球氣候的變遷史。

此外，地下河系統(tǒng)保存了完好的天然生態(tài)系統(tǒng)，這為一些珍稀生物的生存與繁衍提供了適宜的環(huán)境。在廣西都安地下河中存在著一種瀕臨絕跡的生物—桃花水母，它狀如桃花，又稱“桃花魚”（見圖3）。這種水母較為珍稀，距今已有5.5億年，是名副其實的“活化石”，具有較高的科研價值。

圖3 都安地蘇地下河里的精靈—桃花水母（引自廣西頭條NEWS）

（二）獨具特色，旅游新寵

近年來，地下河作為一種獨特的旅游資源，以其秀美、幽深、虛幻、神秘的特點備受游客的青睞，目前已發(fā)展成為旅游界一枝獨秀的寵兒。地下河景觀多溶洞幽谷、奇峰異石，是極為罕見的水文、巖溶地貌與洞穴系統(tǒng)的完美組合，獨特且不可替代。世界上一些著名的地下河，如墨西哥Yucatán半島地下河、中國廣西冠巖地下河、中國廣東連州地下河、美國Santa Fe地下河、菲律賓Pueto Princesa地下河、法國Labouiche地下河等 ，均是旅游愛好者們的樂園。

這些隱秘的河流在地下四處延伸、不可捉摸，并衍生出洞穴、天坑、地縫、石柱群等種種地質(zhì)奇觀，偶爾露出地面時還會創(chuàng)造出“飛來湖”“天窗”等喀斯特奇觀。據(jù)統(tǒng)計，我國的巖溶洞穴景點已達(dá)四百多處，每年旅游業(yè)可創(chuàng)收數(shù)十億元。此外，委內(nèi)瑞拉Sima Humboldt天坑、廣西樂業(yè)大石圍天坑、福建永安鱗隱石林、云南路南石林、四川興文石林等熱門景點均是旅游愛好者的打卡地。

另外，地下河也是探險愛好者們的樂園。神秘的地下河在地下緩緩地流淌著，想要一睹它的真容，只能通過一個個裸露在地表的天窗。這些幽深的碧潭，宛如鑲嵌在山間的翡翠，深不可測。在地蘇地下河規(guī)模較大的一百三十多個天窗中，適合洞潛的就有47個，因而被稱為“潛水天堂”。地蘇地下河是全世界為數(shù)不多的適合洞潛的勝地，吸引了海內(nèi)外眾多國家的潛水愛好者和探險者的到訪。

（三）水源豐富，造福一方

地下河水資源豐富，水質(zhì)清潔、水量穩(wěn)定，目前已被廣泛開發(fā)利用。地下河的利用方式概括起來主要包括引、提、攔、蓄等幾種，可有效服務(wù)國家精準(zhǔn)扶貧戰(zhàn)略。在地下河的出口修建蓄水池或水壩是當(dāng)前最普遍的利用方式 。此外，還可以通過在天窗上修建泵站提取地下河水，用于自流灌溉或農(nóng)村生活用水。在河谷深切地帶，也可以利用水流的天然落差引水發(fā)電。

五 結(jié)語

河流與人類是命運共同體。在千百年來與人類相伴而生的過程中，河流不但參與到人們生活的方方面面，而且承載了人類眾多深厚的文化記憶。河流的奔騰，生生不息地延續(xù)著人類的文明。地下河，作為河流界一股低調(diào)的暖流，淡泊名利，甘于奉獻(xiàn)。它不可復(fù)制，也難以修復(fù)，我們只有愛之護(hù)之，合理開發(fā)，才能將其代代相傳，并造福于人類。