河北省邢臺(tái)市邢臺(tái)學(xué)院地理系(054001) 陳計(jì)兵
根據(jù)斯洛文尼亞學(xué)者Andrej Kranjc最新闡述,“Karst”(喀斯特)一詞的起源和演化的最新語(yǔ)言學(xué)研究是這樣的:“Karst”由位于斯洛文尼亞和意大利邊界上的“Kars”高地的名稱(chēng)演化而來(lái)。該高原海拔150~450米,面積約550平方公里,分布著碳酸鹽巖(石灰?guī)r和白云巖)。高原地面大致平坦,其上規(guī)模不大的漏斗、洼地遍布,各種典型的喀斯特形態(tài)隨處可見(jiàn)。
該喀斯特高地的名稱(chēng)起源于前羅馬時(shí)期,古拉丁語(yǔ)為Carsus,為“石頭或巖石”之意。該詞經(jīng)演變至現(xiàn)代意大利語(yǔ)Carso,并由此再演化為斯洛文尼亞語(yǔ)Kras、德語(yǔ)Karst。
19世紀(jì)上半葉,地理學(xué)者開(kāi)始對(duì)Kras高地進(jìn)行更多的研究。19世紀(jì)末,畢業(yè)于維也納大學(xué)的司威杰(J.Cvijic)研究了Karst高原的各種石灰?guī)r地形,并把這種地貌稱(chēng)為喀斯特地貌。司威杰也由此被最尊稱(chēng)為現(xiàn)代喀斯特科學(xué)之父。
可見(jiàn),“喀斯特”是與“石頭”緊緊聯(lián)系在一起的,或者說(shuō)喀斯特現(xiàn)象就是具有可溶性的“石頭”在天然條件下形成的各種奇特的地貌形態(tài)。
1637年~1639年,徐霞客游歷與考察了世界上喀斯特發(fā)育最豐富多彩的中國(guó)湘、桂、黔、滇地區(qū),并且留下大量關(guān)于喀斯特地貌特性及其分布出露規(guī)律的描述,為便于理解作者本意,現(xiàn)擇《游記》中幾個(gè)重要且出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語(yǔ)做一解釋。
徐霞客在其《游記》中稱(chēng)喀斯特地形為“石山”、“石峰”等;非喀斯特地形稱(chēng)之為“土山”。石山、土山主要是由巖石性質(zhì)決定的。構(gòu)成石山的巖石主要是可溶性的碳酸鹽巖層,即石灰?guī)r和白云巖。土山巖石主要由難溶的砂巖、頁(yè)巖構(gòu)成,還有各種火成巖、變質(zhì)巖等。除了“難溶“的屬性外,土山巖石易風(fēng)化、產(chǎn)生的土壤較多,巖石的露頭較差,其山、丘、嶺等地貌多成渾圓狀,但主要特征是土山中沒(méi)有封閉的漏陷地形,如漏斗、落水洞、封閉洼地等。如對(duì)廣西宜州市附近地貌的描述:“于是石山遙列、或斷或續(xù)、中俱土山盤(pán)錯(cuò)失”。
《游記》載:“粵西之山,有純石者,有間石者,各自分行獨(dú)挺,不相混雜?!毙煜伎退浮凹兪保侵纲|(zhì)地純凈又沉積厚度大的石灰?guī)r層,其喀斯特作用最強(qiáng)烈,山形最壯麗。所指“間石”者,系指石灰?guī)r層中夾有砂巖層者,可形成戴帽山或“錐處囊中”的山形(如在柳州附近)。
綜上所述,可見(jiàn)徐霞客的“石山”、“純石”、“間石”等皆為喀斯特地貌。
喀斯特地貌在我國(guó)分布十分廣泛,超過(guò)130萬(wàn)平方公里,其中又以西南地區(qū)為最重要分布區(qū),面積達(dá)55萬(wàn)平方公里。這是現(xiàn)代調(diào)查的結(jié)果,而徐霞客經(jīng)過(guò)廣泛考察后,指出:“西南始于此(此指云南羅平),東北盡于道州(今湖南道縣),磅礴數(shù)千里”,這基本與現(xiàn)代調(diào)查結(jié)果相符。
徐霞客不僅考察了喀斯特地貌的分布范圍,而且還對(duì)各地的喀斯特地貌進(jìn)行了比較研究。如他曾這樣描繪桂、滇、黔等地喀斯特地貌的差異:“粵西之山,有純石者,有間石者,各自分行獨(dú)挺,不相混雜。滇南之山,皆土峰繚繞,間有綴石,亦十不一二,故環(huán)洼為多。黔南之山,則界于二者之間,獨(dú)以逼聳見(jiàn)奇。滇山惟多土,故多雍流成海,而流多渾濁……。粵山惟石,故多穿穴之流,而水悉澄清。而黔流亦界于二者之間。”這些論述說(shuō)明徐霞客對(duì)西南巖溶地貌發(fā)育的區(qū)域特征有比較清楚的認(rèn)識(shí),以現(xiàn)在的觀察結(jié)果看,徐霞客觀察和分析的結(jié)果是正確的。
對(duì)于喀斯特地貌類(lèi)型的考察,在《徐霞客游記》中幾乎囊括了現(xiàn)今喀斯特地貌的各種類(lèi)型。在《游記》中把石芽、溶溝稱(chēng)“石萼”、“花萼”、“石紋”、“石齒”、“石骨”;落水洞稱(chēng)“仰釜潭”、“窞”、“龍珠穴”;漏斗稱(chēng)“釜底穴”;豎井稱(chēng)“深井”;溶蝕洼地稱(chēng)“盤(pán)洼”、“峒”;巖溶槽谷稱(chēng)“塢”;巖溶盆地稱(chēng)“盤(pán)壑”、“甸”、“塢”;盲谷稱(chēng)“落水坑”;干谷稱(chēng)“枯澗”;巖溶嶂谷稱(chēng)“峽”;巖溶天窗稱(chēng)“石隙”、“石竅”、“石竇”;天生橋與現(xiàn)在一致;巖溶湖稱(chēng)“池”、“塘”、“潭”、“海子”、“湖”;巖溶泉稱(chēng)“泉”;峰林稱(chēng)“石山”、“石峰”;孤峰稱(chēng)“獨(dú)山”、“獨(dú)秀”;溶帽山稱(chēng)“土山頂上的石峰”等。
例如溶溝和石芽,二者是在地表水沿石灰?guī)r坡面上流動(dòng),不斷進(jìn)行溶蝕和沖蝕而形成的。凹槽為溶溝,突出部分為石芽?!队斡洝分袑?duì)其描述很多,如湖南茶陵云陽(yáng)山一帶“嶺忽亂石森列,片片若攢刃交戟”;湖南永州南面的陳皮鋪“石片層層,盡若雞距龍爪下蹲于地,又如絲瓜之囊,盤(pán)縷外絡(luò)而中系透空”。此皆典型的石芽溶溝地貌。
現(xiàn)代意義上的“峰叢”是指群峰叢聚而又基座聯(lián)系在一起(群峰聯(lián)座),群峰之間廣泛分布著落水洞、漏斗、洼地、干谷等“漏陷”地形,地表無(wú)潴水體,地下水位深埋,有地下河系統(tǒng),故有“地面水貴如油,地下水滾滾流”之水文特征,或有“天坑”出現(xiàn)。這些屬性就是峰叢地貌的典型特征。如“亂峰疊出,十百為群,橫見(jiàn)側(cè)出,不可指屈”,是對(duì)峰叢的精辟描述;“其間多墜壑成阱(即陷坑),小者為眢井(即枯井),大者為盤(pán)洼(凹陷地形),皆叢木其中,密不可窺?!笔菍?duì)喀斯特漏陷地形的描述。
《游記》中還極多地提到了峰林,或叫石林,這是指成群出現(xiàn)的石灰?guī)r山峰,遠(yuǎn)望如林。峰林是由峰叢進(jìn)一步演化而成的。峰叢之間的漏斗、洼地被進(jìn)一步溶蝕而向深處發(fā)展,直到水平流動(dòng)帶,這時(shí)峰叢基座被切割,互相分離形成峰林?!队斡洝分小爸T危峰分峙疊出于前,愈離立獻(xiàn)奇,聯(lián)翩角勝矣。石峰之下,俱水匯不流,深者尺許,淺僅半尺。諸峰倒插于中,如出水青蓮,亭亭直上?!北闶菍?duì)石林的形象描述。
落水洞是喀斯特地區(qū)地表水流入地下河或地下溶洞的通道,其開(kāi)口在地表。落水洞的形狀有垂直的、傾斜的和彎曲的,深度比寬度大得多。落水洞的形態(tài)主要有兩種:一種是裂隙狀落水洞,形態(tài)狹長(zhǎng),它沿巖石原來(lái)的裂隙向地下延伸,呈傾斜狀、彎曲狀。另一種是井狀落水洞,它的深度和寬度都較大,呈垂直狀,在洞口可以直接見(jiàn)到地下河水面?!队斡洝分杏涊d有各種不同類(lèi)型的落水洞,如湖南茶陵?yáng)|嶺,“嶺頭多漩渦成潭,如釜之仰,釜底俱有穴直下為井,或深或淺,或不見(jiàn)其底,是為九十九井。”這是井狀落水洞。徐霞客還進(jìn)一步指出了這種落水洞形成的原因,“始知是山下皆石骨玲瓏,上透一竅,輒水搗成井?!痹趶V西崇左縣青蓮山,“有深窞懸平疇中,下陷如阱,上開(kāi)線(xiàn)峽,南北橫裂,中跨一石如橋,界而為兩,其南有磴,可循而下”,這是裂隙狀落水洞。
喀斯特漏斗,是分布在石灰?guī)r地表的一種蝶形、漏斗形的洼地。其直徑為數(shù)米至數(shù)百米不等,深度一般小于寬度。按其成因,可分為溶蝕漏斗和塌陷漏斗。如《游記》中記載了一個(gè)大型漏斗地貌:“兩山夾中,又回環(huán)而成一洼,大且百丈,深數(shù)十丈,螺旋而下,而中竟無(wú)水?!?/p>
《游記》中涉及了諸多的干谷和盲谷。干谷是指喀斯特地區(qū)地表干涸的河谷。在地表河流的某一段河道,河水沿著谷底發(fā)育的漏斗、落水洞等全部流入地下,使河谷干涸,則形成干谷。《游記》中所記載的“山盤(pán)大壑而無(wú)水,溝澗之形,似亦望東南去”,即是描寫(xiě)了云南鶴慶縣境內(nèi)一處典型的干谷。盲谷是一種死胡同式的地表河谷,其前方常被陡崖所困,河水從崖腳的落水洞潛入地下,變?yōu)榈叵潞?。地表河轉(zhuǎn)入地下的暗流段,又稱(chēng)伏流。對(duì)這種地貌現(xiàn)象,《游記》中亦有頗多記載,如云南保山的大小落水坑即是典型例子。它“西下絕壑,視西來(lái)騰躍之水,一里抵壑之懸絕處,則水忽透石穴下墜,此所謂‘小落水坑’也”;又見(jiàn)“一溪西南自落水寨后,破石門(mén)東出,盤(pán)曲北來(lái),至此嶺東麓,即搗入峽。水從南入峽,懸溜數(shù)丈,匯為潭。東崖忽迸而為門(mén),高十余丈,闊僅數(shù)尺,西向峙潭上,水從潭中東搗而入之,其勢(shì)甚沸。余從西崖對(duì)瞰,其入若飲之入喉,汨汨而進(jìn)”。此即大落水坑。
徐霞客還記述了很多處天生橋。他解釋天生橋的成因說(shuō):“天生橋非橋也,即大落水洞透穴潛行,而路乃逾山涉之?!薄队斡洝分性涊d江西貴溪縣附近,“溪南一橋門(mén)架空,以為城門(mén)與卷梁皆無(wú)此高跨之理,執(zhí)途人而問(wèn)之,知為仙人橋,乃石架兩山間,非磚砌所成也”,這即是典型的天生橋喀斯特地貌。
對(duì)地下喀斯特地貌的考察,是徐霞客考察活動(dòng)的另一重要內(nèi)容。徐霞客在3年的西南喀斯特考察中,對(duì)于喀斯特洞穴的觀察記述的全面而豐富。據(jù)有關(guān)學(xué)者統(tǒng)計(jì),《游記》中記載的石灰?guī)r溶洞有288個(gè),他親自入洞考察的就有250個(gè)。他對(duì)洞穴的形狀、大小、深淺和洞的朝向都有詳略不同的記載。對(duì)于洞穴生物、洞穴水文狀況、洞穴利用情況、洞穴堆積物的形態(tài)、成因分析等,都做了認(rèn)真的觀察和客觀的記錄,并對(duì)一些現(xiàn)象做了精辟的理性分析。
比如,他發(fā)現(xiàn)了一般人不易發(fā)現(xiàn)的分布在洞穴周壁上的水蝕形態(tài)(如溝、窩穴、波痕等),并給以正確命名,如稱(chēng)之為溝、槽、龕、臺(tái)、床、石痕、石鱗等。
他還分析了洞穴水流運(yùn)動(dòng)及其侵蝕作用的結(jié)果,如在考察廣西上林縣三里附近佛子嶺南巖時(shí),他分析道:“漸入漸黑,而光滑如琢磨著;其入頗深,及北洞泄水道也。蓋水大時(shí)此洞中滿(mǎn),水從下反溢而出此,激勇勢(shì)壯,故洞與澗皆磨礪以成云。”
洞穴堆積物主要有化學(xué)堆積物、機(jī)械堆積物和生物堆積物,這些堆積物往往形成一些特殊的堆積形態(tài)?!队斡洝分刑岬降母鞣N堆積物形態(tài)極多,并有許多重要發(fā)現(xiàn)。如對(duì)各種洞穴鐘乳石沉積物命名有:石乳、石管、石柱、荔枝、石藤、石丸、石肺、石龍、石傘、石枝等20多種形象命名,這對(duì)于當(dāng)時(shí)只能以火把為照明手段,并因此限制了洞穴探測(cè)深度的徐霞客來(lái)說(shuō),他所命名的洞穴鐘乳石可以說(shuō)是十分全面了。
1637年徐霞客對(duì)桂林隱山進(jìn)行了探察,發(fā)現(xiàn)了隱山“六洞同流”現(xiàn)象。有力地證明了峰林喀斯特地表水和地下水互通的特點(diǎn),為現(xiàn)代地理學(xué)解釋峰林峰叢形成規(guī)律理論提供了有力支持,成為世界峰林峰叢學(xué)說(shuō)第一人。
《游記》中提到了不少的地下河。地下河是石灰?guī)r地區(qū)沿裂隙溶蝕而成的地下水匯集和排泄的通道,又稱(chēng)暗河或伏流。徐霞客在廣西勾漏山,曾于勾漏山庵后峰東南角處發(fā)現(xiàn)“有清流一方,淙淙自亂石中流出,其上則青草蒙茸,其下則西南成小溪去,行道者俱從此渡崖,庵與營(yíng)俱從此汲取,而無(wú)問(wèn)其所從來(lái)者”。為探尋水之源頭,徐霞客不顧危險(xiǎn),“攀棘踐刺上躋,覓之深蔓中”,最后終于發(fā)現(xiàn)泉水來(lái)自一條由南向北的地下河。
《游記》中對(duì)于溶洞以及溶洞內(nèi)各種堆積物的形態(tài)和地下河等諸多描述,是歷史上關(guān)于巖洞的早期科學(xué)考察的記錄。巖洞研究后來(lái)逐漸發(fā)展成為一門(mén)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科,即“洞穴學(xué)”,而徐霞客實(shí)際上開(kāi)創(chuàng)了洞穴學(xué)研究的先河。
“喀斯特”這一術(shù)語(yǔ)的建立及其學(xué)科的初步研究,是司威杰(J.Cvijic)在1893年提出的;而徐霞客的“石山”(即喀斯特)研究是在1637—1639年間完成的;況且徐霞客關(guān)于喀斯特的研究遠(yuǎn)較司威杰深入、詳細(xì)。細(xì)讀《游記》會(huì)發(fā)現(xiàn),徐霞客對(duì)喀斯特地貌的研究地域之廣,學(xué)科內(nèi)容之深入,所獲成就之卓越,前無(wú)古人、后兩個(gè)半世紀(jì)亦無(wú)來(lái)者。因此,可以說(shuō)徐霞客才是真正的世界喀斯特地貌研究之父。