汉中天坑群：北亚热带最大天坑群

禅家岩地洞河天坑位于陕西汉中的宁强县，天坑最大口径518 米，坑深 340 米，峡谷 幽深，植被茂密，坑内有几股瀑布，落差最大可达200多米。不少国内外探险家称其为“世 界最 美天坑 ”。 摄影 / 向航

发现中国海拔最高天坑

“陕西有喀斯特天坑！而且还有可能是天坑群！”

2016年3月，陕西省地质调查院地质遗迹调查小分队，正在镇安县西口-山阳县杨地一带野外作业。这一天，国内同行向小分队发来一张照片，说陕南有疑似天坑，队员们听后都半信半疑。如此高纬度地区，远不及南方的气候条件，能有天坑？这是新奇事物啊！我们当即决定，星驰返回西安，连夜召集多位专业人员，利用卫星图像进行分析，初步判断出10多个疑似天坑，圈定具体位置和大小。

消息传到陕西省地质调查院，院党委迅速成立汉中天坑探险先遣队开赴野外进行实地验证。巴山腹地人迹罕至、枝繁叶茂、遍布荆棘，我们边行边用刀砍，才劈出了一条小路。爬过道道山梁，隐隐约约看到远处山梁上有个“大坑”，大家顿时高兴得手舞足蹈。“没错，就是天坑，就是天坑！”目及之处，四周峭壁环绕犹如“巨桶”，坑口直径约有四五百米，坑下树木葱郁，美不胜收。地质调查是科学的工作，要求确保各项数据真实有效，我们迅速拿出测量仪器对天坑的地理位置、规模大小，进行初步测量记录。“坑口520×310米，最大坑深380米”，一个个真实鲜活的数据，令人格外欣喜。

这是专家组首次从科学角度认定的第一个陕西天坑，后来被确认为是中国海拔最高的天坑—圈子崖天坑，汉中天坑群的发现迈出可喜的一步。

分布于陕西镇巴三元镇的圈子崖天坑是迄今为止全球海拔最高的超级天坑，规模居全球第五。汉中天坑群全部被茂盛的原始森林所覆盖。供图/陕西省地质调查院

汉中天坑群，处于我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区最北界

2016—2017年，陕西省地质调查院联合中国地质科学院岩溶地质研究所、中国地质环境监测院、亚洲洞穴联盟等国内外多所科研机构开展大量科考工作，在汉中南部5019平方千米的岩溶区，唤醒了沉睡数十万年的天坑，并将其命名为“汉中天坑群”。

“发现天坑54处，其中超级天坑2处、大型天坑7处、常规天坑45处”，当陕西省自然资源厅对外公布调查成果时，引起学术界的一片惊叹。2016年，中国科学院院士、国内岩溶地质研究专家袁道先到汉中考察时讲道：“汉中天坑群处于我国目前发现的岩溶天坑地貌的最北界，这一点意义重大。”中国地质调查局认为：汉中天坑群是近10年来（2008年-2018年）全国地质遗迹调查工作最重要发现，也是陕西地质遗迹资源的重大突破。

汉中天坑群发育在我国北纬32°—33°湿润热带-亚热带最北界，属于我国湿润热带-亚热带喀斯特、湿润半湿润亚热带-温带喀斯特、干旱半干旱温带喀斯特和高原-高山喀斯特地貌区的交会部位，是全球发育在岩溶台原上的最大天坑群，也是北亚热带最大的天坑群。它的发现，使全球已发现天坑数从117处增加到171处（2018年数据），填补了同纬度世界天坑研究空白，也改变了我国天坑分布于北纬31°以南的固有分布格局的认识。

除发现认定的54处天坑之外，还发现有竖井、漏斗、溶洞、石林、峰丛、洼地、岩溶湖、峡谷等400余处岩溶地貌，自西向东分布在汉中市宁强禅家岩、南郑小南海、西乡骆家坝、镇巴三元镇4个地区，形成了4个相对独立的天坑群，并组成东西约200千米、南北110千米的岩溶地貌景观带。

地洞河：国际洞穴探险家眼中的最美天坑

地洞河天坑位于陕西省宁强县禅家岩镇地洞河村。天坑中洞穴石笋的测年结果表明，这里的天坑非常年轻甚至还在发育中。摄影／赵揭宇

在启动汉中天坑群调查之前，汉中市宁强县相关部门组成旅游考察组，于2016年6月初步发现禅家岩巨型地洞河“漩坑”底部有长约4.8千米的地下河、各类溶洞48个，我们联合中国地质科学院岩溶地质研究所邀请国际著名洞穴探险家让·波塔西共同进行了实地考察测量。

穿棋盘关，过黄坝驿，我们一行10余人，沿着陕川边界的蜿蜒山路，向神秘的“漩坑”进发。山路两侧峭壁耸立的岩溶峡谷、舒缓起伏的岩溶台原，显示出这里岩溶发育程度很高，我们认为大规模天坑存在的可能性很大。即将到达目的地那段路程，更加确认了我们的想法。西流河峡谷两侧谷壁石灰岩层平缓，石灰岩厚度超过300米，层状分布的洞穴显示出地壳运动的间歇性抬升，断裂、大型节理比比皆是，种种迹象表明此处是天坑发育的绝佳部位，此次调查将会有重大收获。

走下车的一瞬间，所有人都不由得惊呼起来，“哇！这天坑太美了！”“这里还有瀑布！”甚至连参与发现圈子崖超级天坑的我们，都为之震撼！至少第一眼，就确认这是一个天坑，而且是一个体量不亚于圈子崖的天坑，很有可能是汉中的第二个超级天坑，这无疑是最令我们激动的场景。

在调查过程中，每次进入天坑洞穴内部都有令人欣喜的收获。但科学探索的路上处处充满了艰辛，在秋雨纷纷的季节里，长2千米的下坑小路十分陡峭，又格外湿滑泥泞，其中百十余米的小路，开凿在直立的悬崖上。坑外如此艰险，洞内考察同样困难重重。洞内流水冰冷刺骨，时而需要蹚水过河，打湿的衣服快速带走热量，令人瑟瑟发抖，个别洞道狭窄处，还需要匍匐通过。

然而，对科学探索的渴望和追求始终鼓舞着我们。在让·波塔西的协助下，我们顺利地完成调查工作，确定天坑坑口518×442米，最大深度340米，探测洞穴总长度9.1千米（截至2021年底，探明长度已达12.06千米），发现了4层洞穴系统、1处世界级洞穴大厅……调查成果令人无比兴奋，而这个当地人口中相传的“漩坑”，也有了新的身份—地洞河天坑。

地洞河天坑坑壁瀑布倾泻而下，落差最大达200多米，形成了幽谷深潭。摄影/向航

在地洞河天坑，千姿百态的石笋、晶莹圆润的穴珠、小巧精致的石花、层层叠叠的石梯田、规模巨大的洞厅、目不及顶的天井等，那些深藏于地下的稀世美景，令所有人流连忘返、拍案叫绝。让·波塔西由衷地感叹道：“这虽然不是我见过的最大的天坑，但却是最美的天坑！”

喀斯特地区特殊的“生物基因库”

距今2.7亿年，厚度约300—700米的二叠纪碳酸盐岩沉积地层，是汉中天坑群形成的物质条件基础。碳酸盐岩地层保存完整，产状平缓，非可溶性岩夹层构成隔水层，阻缓水流大面积下渗，为局部汇水提供了条件，加速了碳酸盐岩溶蚀，促成了天坑洞穴的多样性特征。

汉中天坑群所处构造位置特殊，扬子陆块、龙门山活动构造带和秦岭-大别造山带等主要构造带（块）交汇于此，多期构造变形叠加作用下，形成了复杂而独特的构造格局。天坑群主要分布在近北东向的构造带上，断裂、褶皱、裂隙和节理等与岩溶地貌发育密切相关，控制着地表水下渗、地下水侵蚀、径流导向。这些不同类型、不同方向的构造是天坑群形成发育的先决条件。

汉中地处暖温带和亚热带气候的过渡带，具有典型的亚热带季风气候特点，年均降水量大于1000毫米。拥有19处天坑的镇巴县是陕西暴雨中心，多年降水量超过1400毫米，而2021年这个特殊年份竟然达到1812毫米。温暖湿润的气候，充足丰沛的降雨，覆盖度超过70%的茂盛植被，是岩溶动力系统发育提供了根本保障，为天坑群形成提供了良好的外部条件，是汉中能坐拥如此大规模天坑的天然优势。

汉中天坑群与“中国南方喀斯特”相比，二者均保存了全球同纬度地带上类型最为独特、覆盖面积最大、连续分布最为典型的喀斯特原始森林，其生态过程演化的独特性和代表性，具有突出价值。圈闭化的生态系统为特有和珍稀物种提供了栖息地，据不完全统计，汉中天坑群区域内分布有国家一级、二级重点保护野生植物30种，国家一级、二级重点保护动物57种，先后发现陕西新记录物种57种，使之成为喀斯特地区特殊的“生物基因库”。

汉中天悬天坑。摄影/向航

世界天坑研究的“天然实验室”

学术界以水动力条件和气候条件将天坑划分为塌陷型天坑和侵蚀型天坑两种类型。随着对汉中天坑群调查研究的深入，种种现象表明地壳运动形成的地质构造是汉中天坑群形成的主控因素，其发育演化过程有别于其他经典地区。汉中天坑群不仅发育有南方典型的塌陷型天坑，也发育有侵蚀型天坑及复合型天坑。复合型天坑的确立丰富了天坑类型体系，也使汉中天坑群成为世界天坑研究的“天然实验室”。

汉中天坑处于秦岭造山带与扬子稳定地块接合部，地质构造位置特殊，构造发育集中，受多旋回、多期次、多样式的构造条件控制，叠加适宜天坑发育的物质、气候、水文地质条件，形成了与稳定地台岩溶区截然不同的天坑发育演化特征。此外，汉中天坑群没有像南方省份那样与峰丛紧密相连，而且石灰岩厚度与降水量都不及南方，但却发育了众多天坑。部分岩溶学家形象地说，汉中的岩溶台原就像一个“夹心饼干”：上层是不连续的可溶性差的碎屑岩，中间是沉积的石灰岩（可溶性岩石），下层又是相对隔水的碎屑岩层。不足800米厚的石灰岩层，几乎全部用来发育洞穴和天坑，我们为其命名为“内源水窗式”天坑岩溶演化模式。

汉中天坑群呈现的是“三明治”式的地质结构，上下都是非碳酸盐岩，中间部分是碳酸盐岩，而这种“三明治”能够为天坑的形成提供“骨架”。供图／陕西省地质调查院

2018年，在汉中举办的第二届国际天坑学术研讨会上，国内外岩溶专家根据对汉中天坑群的考察成果将“天坑”定义进行了修订，将那些符合天坑特征但深度或口径不足100米的岩溶负地形包括在天坑定义范围之内，进一步完善了天坑理论体系。修订后的天坑定义被收录于2019年出版的《洞穴百科全书（第三版）》中。以往研究将天坑分为未成熟期、成熟期和退化期3个期次，通过研究汉中天坑群的演化形成机制，我们进一步将其厘定为孕育期、发育期、成熟期、衰退期、消亡期5个期次。并利用多种同位素测年结果，推断出汉中天坑群形成于18.9万-12.6万年前，是在天坑形成演化和成因年代学研究方面有效的探索。

2016年至今，陕西省地质调查院与汉中市人民政府联合国内外科研院所，组织举办了国际性学术会议、国内外联合科考和陕西地学夏令营，推动了汉中天坑群探测研究和科学普及。如何让汉中天坑群不只是专家学者的研究对象，如何能让汉中天坑群与当地居民的生活相融与共，是我们一直思考的问题。

2022年，汉中天坑群省级地质公园总体规划将完善修订，镇巴县启动了天坑群景区规划设计，这些无疑都是积极的信号。

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