重慶龍吟“雕巖谷”形成探因

何雨璐 張涵之

“雕巖谷”是一種流水侵蝕形成的壺穴相互貫通、具有陡立曲壁的峽谷地貌。它是2017年由加拿大蒙特利爾大學(xué)嵇少丞教授命名的一種流水侵蝕地貌類(lèi)型。重慶市江津區(qū)李市鎮(zhèn)龍吟村孔目河河段上分布有重慶地區(qū)最為典型的雕巖谷。2020年4～6月，筆者和研學(xué)伙伴考察龍吟雕巖谷，被其奇特罕見(jiàn)的景致所吸引，于是進(jìn)行了深入探究，以期了解其形成過(guò)程，并寫(xiě)下此研學(xué)報(bào)告。

一、龍吟“雕巖谷”基本特點(diǎn)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察和實(shí)地測(cè)量，我們發(fā)現(xiàn)該雕巖谷段有如下特點(diǎn)。①周?chē)匦危涸摰駧r谷處于低山丘陵區(qū)，用GPS工具測(cè)量該河段上下落差達(dá)上百米。②基巖特性：筆者觀察雕巖谷基巖色澤和構(gòu)造，并用地質(zhì)錘取樣、放大鏡觀察巖石樣品的顆粒物大小等，辨認(rèn)其為黃紅色砂巖。對(duì)基巖進(jìn)行指刻實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)刻痕較深。③河谷特點(diǎn)：河谷橫剖面大致呈“U”形;我們用卷尺測(cè)量河谷，其寬處不到4 m、窄處僅約1 m，河谷高度可達(dá)4 m;與常見(jiàn)河谷壁的形態(tài)不同，雕巖谷谷壁呈破碎圓弧狀，蜿蜒陡立。④構(gòu)造特點(diǎn)：觀測(cè)區(qū)范圍內(nèi)存在兩個(gè)奇特而引人注目的水平和豎直縫隙。

二、龍吟“雕巖谷”形成條件

1.可塑性強(qiáng)的地質(zhì)條件

龍吟雕巖谷的基巖主要為砂巖，刻痕實(shí)驗(yàn)表明其硬度不高，可塑性較強(qiáng);同時(shí)，基巖上發(fā)育有系列裂隙;并且基巖巖體體量較大，出露地表的厚度大，流水垂直向侵蝕空間廣。質(zhì)地較軟的巖性，節(jié)理發(fā)育和出露厚度較大的基巖，為流水侵蝕塑造峽谷提供了地質(zhì)基礎(chǔ)。

2.季節(jié)性快速水流

通過(guò)走訪當(dāng)?shù)卮迕?，我們了解到龍吟河水位季?jié)變化大，夏季發(fā)生山洪，激烈的水流沖擊河床，發(fā)出巨大的“龍吟”聲。上網(wǎng)搜索了解到，龍吟村位于重慶市東南部山區(qū)，屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，降水變率較大，夏秋季降水量大，此季節(jié)易發(fā)山洪。同時(shí)，狹窄的河道，較大的落差，也使得汛期河流流速異?？臁?/p>

3.歷史上不合理的人類(lèi)活動(dòng)

和當(dāng)?shù)卮迕窠徽勚辛私獾剑?0世紀(jì)60年代以前，由于人地矛盾突出，村民向山要糧，孔目河上游山區(qū)植被破壞較重，從而森林調(diào)節(jié)徑流能力弱，以致每到夏季，常發(fā)山洪。

基于以上探究和分析，我們得出結(jié)論：可塑性強(qiáng)且基巖巖體較厚的地質(zhì)基礎(chǔ)、夏秋季頻發(fā)的洪水和歷史上植被破壞共同促進(jìn)了雕巖谷的發(fā)育。

三、龍吟“雕巖谷”形成過(guò)程探索

1.壺穴（群）形成過(guò)程

根據(jù)我們所學(xué)知識(shí)可知，自然界中圓弧狀的地貌一般由外力侵蝕而成，而在河谷中存在的圓弧狀崖壁常常由壺穴構(gòu)成。壺穴則由急流漩渦夾帶礫石磨蝕河床而成?？啄亢育堃鞫蜗那锛旧胶橹泻呈^多，流速快，基巖較軟弱，這為該河段形成壺穴提供了條件。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察中，我們發(fā)現(xiàn)了好幾處保存相對(duì)完好的壺穴。眾多大小不一的壺穴密集分布于河床上，形成深淺各異的壺穴群。根據(jù)流水侵蝕過(guò)程，我們推測(cè)并繪制出壺穴群形成過(guò)程示意，如圖1所示。

2.破碎圓弧谷壁形成過(guò)程

當(dāng)大量的壺穴群發(fā)育到后期，在強(qiáng)烈的流水沖擊和礫石磨蝕作用下，壺穴拓寬加深，側(cè)壁斷裂，一系列壺穴垮塌貫通，形成河谷。已有研究表明，壺穴將要貫通時(shí)，巖體的整體力學(xué)強(qiáng)度大大降低，此時(shí)極容易在短時(shí)間內(nèi)貫通形成破碎圓弧谷壁的雕巖谷（圖2）。

壺穴發(fā)育過(guò)程中的增深等同于河流下蝕;縱向貫通（沿河流流向）和橫向貫通（垂直于流向）相當(dāng)于河流側(cè)蝕。一般情況下，鑒于急流強(qiáng)烈的沖擊力和慣性，雕巖河谷的下蝕程度高于側(cè)蝕，所以雕巖谷常常表現(xiàn)為比較狹窄陡立。河流下蝕到一定深度，與侵蝕基準(zhǔn)面高差減小，流速減慢，侵蝕減弱，河谷的發(fā)育階段就停留在壯年期。

壺穴相互貫通后，流水?dāng)y帶沙礫繼續(xù)風(fēng)化磨蝕河谷壁，最終使其趨于平滑。貫通后壺穴殘留組合成圓弧狀曲面，形態(tài)多變、蜿蜒曲折，極具美學(xué)價(jià)值。

四、龍吟“雕巖谷”突出微地貌探秘

在考察中還發(fā)現(xiàn)，龍吟雕巖谷的觀測(cè)區(qū)內(nèi)除了圓弧形的陡立崖壁以外，還有兩個(gè)突出的微觀地貌。一個(gè)是觀測(cè)區(qū)雕巖谷兩側(cè)谷壁上相對(duì)“巨大”的水平“大縫隙”（圖3），另外一個(gè)是位于雕巖谷谷底呈“N”形的豎直“小縫隙”（圖4）。

1.水平“大縫隙”成因

通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，谷壁上的兩條“大縫隙”成水平狀態(tài)，與其上下的沉積砂巖的巖層傾向幾乎一致。同時(shí)，筆者對(duì)水平“大縫隙”存在處的巖石和其上下巖層進(jìn)行指刻對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)縫隙處巖層刻痕更深，表明“大縫隙”處的巖體巖性較上下層都軟。通過(guò)以上觀察和實(shí)驗(yàn)可知，由于巖性的差異，在千百年持續(xù)的差異風(fēng)化和侵蝕作用下，該處巖層被侵蝕和搬運(yùn)走，從而形成了“大縫隙”。

后來(lái)筆者又觀察到該雕巖谷左右兩谷壁都分布有相似的“大縫隙”，且兩岸谷壁的縫隙幾乎等高，表明它們?cè)?jīng)為同一基巖巖體的同一巖層。這也表明，龍吟雕巖谷是在一整塊砂巖上形成的。

2.豎直“小縫隙”成因

在觀察中發(fā)現(xiàn)，位于谷底基巖上那個(gè)“N”型豎直縫隙聯(lián)結(jié)著上下游兩個(gè)小型壺穴，引發(fā)我們思考：為什么兩個(gè)壺穴之間的通道不是直接連接，而是呈“N”形連接？

通過(guò)仔細(xì)觀察和同伴研討，我們發(fā)現(xiàn)該豎直“裂隙”的存在位置正好位于上游壺穴來(lái)水所形成順時(shí)針?shù)鰷u的水流沖擊力的著力點(diǎn)上，且周?chē)鷰r體較薄，抗壓抗剪能力弱，長(zhǎng)期的水流沖擊和磨蝕，使得該處容易被侵蝕。同時(shí)，還在該處巖體的其他地方發(fā)現(xiàn)了一些細(xì)小的節(jié)理，這些節(jié)理處巖石相對(duì)破碎低洼，流水更易匯聚，給予了流水和砂礫侵蝕的機(jī)會(huì)。

因此，在上下游兩個(gè)壺穴之間的基巖上可能先存在著次生節(jié)理（破裂），且與上游壺穴的漩渦水流呈順向關(guān)系，流水優(yōu)先沿破裂方向沖刷，于是沿著節(jié)理方向侵蝕出一條“N”形裂隙。

五、結(jié)語(yǔ)與感悟

通過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月左右的前期研學(xué)考察、后期資料總結(jié)與小組合作分析，我們認(rèn)為重慶龍吟“雕巖谷”的奇特地貌景觀是在地形、地質(zhì)、氣候、水文等自然要素綜合影響下而形成的一種獨(dú)特的流水侵蝕地貌，可以稱(chēng)之為“壺穴型河谷”。在研學(xué)中我們深切體會(huì)到：欣賞自然，并不只是為了體驗(yàn)它帶來(lái)的“看谷就是谷”式的主觀感受，也可以懷揣著對(duì)自然發(fā)乎內(nèi)心的、刨根問(wèn)底的好奇心，了解其背后的客觀科學(xué)規(guī)律，即達(dá)到“看谷不是谷”的理性認(rèn)知。生活中處處皆有“地”，但我們心中應(yīng)該常常都有“理”：于細(xì)微處觀“地”，往深?yuàn)W處明“理”。