“tiankeng”一词是由我国著名岩溶 地质学家朱学稳教授于 2001 年首次提 出，并在 2005 年国际天坑研讨会中确定 其定义，由中文“天坑”音译而来，大 致相当于英文的 sky hole 或 heaven pit， 是继“石林（shilin）”“峰林（fenglin）” 12 资源博览 以及“峰丛（fengcong）”之后第四个来自中国的国际通用岩溶科学术语。

　　何为天坑

　　天坑是在碳酸盐岩地区由溶洞大厅形成的口径和深度大于百米和（或）容积大于百万立方米，四周或大部分周壁陡崖环绕，且与或曾与地下河溶洞相通的特大型漏斗。从上述定义来理解， 天坑其实就是一个巨大的陷坑，科学家曾将这种大陷坑归入“竖 井”地貌类型中。随着后来很多类似的陷坑被发现，它又被归 为“漏斗”地貌类型。这些具有相似特征的同一地貌形态既叫“漏 斗”，又称“竖井”，岂不矛盾？于是，“天坑”概念应运而生。 时间是大自然的刻刀，时间短了，天坑就无法形成，时间长 了，形成的天坑早就退化得无影无踪。一般来说，天坑的形成需 要满足以下基本条件：第一，要具备可以溶解的岩石，比如石灰岩；第二，石灰岩地层要厚，因为天坑的深度需要 较厚的岩石作为支撑，同时也为满足水入渗的深度 要求提供空间；第三，要有水和充沛的降雨量，且 水力落差要大，水的搬运能力才能发挥，将塌落下 来的石头冲走；第四，石灰岩中要有水运动的缝隙， 一般来说这些缝隙是地壳运动产生的；最后一点就 是要有足够的时间。

　　天坑分类及其成因

　　根据成因，天坑可分为冲蚀型天坑和塌陷型天坑。 我们可以打个比方来描述。有这样一个巨大的“三明治”，其顶上是隔水的砂岩，中间是连续沉积的石灰岩，地下也是隔水的砂岩。这个特殊的 “三明治”顶上的砂岩岩层断断续续，中间和底部的岩层却是连续的。顶上岩石不 连续的地方，就有石灰岩露了出来，于是，周围汇聚的地表水就 从此处渗透到地下，并在适当的 地方找到出水口。久而久之，山上石灰岩出露的地方就形成了一 个落水洞，在落水洞和山下出水 口之间形成了一条地下河，这个 落水洞随着汇聚水量的增加，也变得越来越大，甚至形成一个岩屋，当有一天大岩屋崩塌了，天坑就形成了。从坑底向上仰望， 从坑壁流下的水流就像珍珠散落 般迷人，在阳光的照射下熠熠发光。这样的天坑叫冲蚀型天坑， 如陕西汉中的天悬天坑。

　　另外一种情况是，在地下暗河中，逐渐形成了一个大型的洞穴系统，那些裂隙交叉处形成了溶洞大厅，有的大厅崩塌较快，地下河溶蚀搬运的速度也很快。 后来洞顶崩塌，露出了一丝亮光，就形成了天窗。然后又经过不断崩塌、溶蚀和搬运，终于，洞顶彻底崩塌，露出了四周陡壁的大陷坑，从地面洞口向下看像是一 口深井。这种天坑叫塌陷型天坑， 如广西乐业的大石围天坑。国家 及广西科考组几次进入大石围天坑底部考察，至 2013 年，考察长度约 6 千米。至于地下河还有多 长，其源头和出口在哪里（暗河 一直向东北流到位于乐业境内的 百朗大峡谷的洞口成为地面河， 然后汇入红水河），为什么河水一热一冷等，至今仍是个谜，尚待后人去探明。

　　天坑的神奇地质作用

　　天坑的形成既有地下水的化学溶蚀作用，又有物理的淘蚀作用；既有地质构造作用，又有崩 塌作用。 首先，形成天坑的碳酸盐岩 地层中的可溶岩遇水会发生化学 反应，由碳酸氢钙分解为碳酸钙 和水，即溶蚀作用，由于水中成分的改变，会结晶形成钟乳石。 其次，水的巨大冲击力对岩石形成了强烈的物理作用，根据水量的大小和可持续性不同，形成的力量大小也不同。所有溶洞和天坑的形成并非一蹴而就，它们基本上都有着 200 万年以上的历史，而化学的溶蚀和物理的淘 蚀是天坑形成的主要作用。一般来说，洞穴中 1 厘米的石笋生长时间是 100 年，1米石笋需要生长10 000 年，可见地质作用是多 么漫长。再次，地下水总是沿着岩石的构造面、节理、裂隙、软弱面率先开始溶 蚀。也就是说，形成天坑的地层本身的结 构和构造是天坑形成的基本条件，不同岩性对水的作用反应不同。软的岩石首先被溶蚀或淘蚀成洞。这样的洞一般呈串珠状， 可以是水平分布的，也可以是垂直分布的。

　　崩塌作用是天坑形成的一个重要环节， 当洞顶部被溶蚀的部分不能承受重力的作用时，就垮塌下来，形成暴露在地表的坑口。 当然，崩塌不仅会从顶部塌落，也可能是从侧向崩落，所以我们在溶洞里经常会看到陡直的岩壁。

　　天坑的科学价值和意义

　　天坑是研究地球演化的重要证据，是研究岩溶动力系统演化的重要载体，是一 种极具科研价值的旅游资源和地学科普的基地，更是探险者的乐园、勇敢者的天堂。 天坑之美，不仅展现出大自然的粗犷与力量，身临其境，更能够体会到原始的匠心与空灵。

　　被誉为“天下第一坑”的重庆小寨天坑就被认为是构成地球第四纪演化史的重要例证，更是长江三峡成因的“活化石”， 是当今世界洞穴奇观之一。小寨天坑的底部有一条巨大的暗河，暗河的水来自一条被当地人称为“地缝”的神秘峡谷。地下暗河长 8.5 千米，水位落差 364 米，多年平均流量每秒近10 立方米，具有强劲的水动力条件，为小寨天坑崩塌物质的搬运并向纵深发展提供了基础。而与暗河相连的 地表河流全长达 37千米，流畅于地缝之中， 地缝最窄的地方不足 1 米，而地缝最深处达 300 米，形成气势恢弘的“一线天”。 因此，地缝和天坑也被认为是记录长江三 峡演化的直接证据。

　　天坑与地下河密不可分。天坑是地下 河发育洞穴到非常成熟的形态，其在地下 形成溶洞大厅，然后在地表的体现坑模样。 另外，天坑也是我们认识地下岩溶世界的 一个窗口，通过天坑，我们可以了解控制地下洞穴的地质构造因素、古地下河和现代地下河走向等水文特征。

　　天坑景观是游览价值极高的旅游资源，对于户外爱好者 来说，天坑能给他们带来的探险乐趣是不可言喻的。比如汉 中天坑群大部分发育于岩溶台原面上，岩溶台原与四周陡崖 构成独特的险峻美；其次以台原为中心发育众多深谷，甚至 地缝，在卫星影像上都一目了然。由于汉中天坑群所在的地层有泥质夹层，构成相对不完全隔水层，因此在天坑周壁或 底部，或发育跌水、瀑布，或发育坑中阶梯状平台，或发育成洞穴，增添了天坑群的无穷魅力。

　　广泛发育的汉中天坑群，为某些动植物提供了避难所， 为植物的生长发育提供了特殊的环境条件，增加了秦岭与 大巴山之间植物区系的丰富性、复杂性和独特性。另外，天坑群也为洞穴动物提供了最重要、最显著、最适 合的自然栖息地，为研究秦岭南部生物的多样性或 新物种的发现提供了有利条件。

　　探秘天坑

　　2005 年之前，世界上发现天坑 70 余个，其中 40 余个在中国。

　　2016 年，随着“全国重要地质遗迹调查” 项目在全国尤其是滇黔桂地区的开展，越来越多的天坑被发现。这些天坑跨越不同纬度带和气候区，从赤道高湿 山地气候区的巴布亚新几内亚和马达加斯加，到中纬 度中亚热带湿润气候区的我国西南大部分地区和北亚 热带的米仓山地区，再到高纬度地中海气候区的斯洛 文尼亚和克罗地亚均有分布。

　　除了前面提到的目前世界上已知规模最大的岩溶天坑——重庆奉节小寨天坑以外，比较著名的还有位于广西乐业同乐镇至花坪乡一带的百朗地下河流域中 游的大石围天坑群，其中共发现天坑 29 个，为世界上分布最集中的天坑群区域，区域海拔 900 ～ 1 500 米， 地形落差达 1 200 米。大石围天坑称得上是塌陷型天坑的范例，天坑周边均为峭壁，西 侧绝壁下有地下河天窗，天坑东 西长 600 米、南北宽 420 米，天坑 最大深度 613 米，天坑坑口投影 面积 16.66 万平方米，底部投影面 积 10.5 万平方米，天坑容积 74.5 百万立方米。

　　大石围天坑底部、绝壁及其 周围生长着茂密的植物，天坑底 部为原始森林，低处植物几乎均为阴生肉质草本植物，中层为灌木层，上层以乔木香木莲为主。 森林生态环境吸引了大批野生动 物栖息于斯，以鸟类为主，亦见飞猫、松鼠等动物出没。

　　另一处著名的陕西汉中小南海天坑群由 4 个天坑群组成，天坑数量总计 35 个，分别位于南郑县小南海镇（10个天坑）、西乡县骆 家坝镇（7个天坑）、镇巴县三元镇（13个天坑）和宁强县禅家岩 镇（5个天坑）。小南海地下河系 统为该地区规模最大、结构最复杂 的地下河。其中小南海天坑群中最 典型的天坑为伯牛天坑，伯牛天坑 位于台原上大型洼地内，坑口投影 形态呈脚掌状，坑口投影面积 1.8 万平方米。近东西向长 200 米，南 北向宽 145 米，最大深度 319 米。 坑口最高处海拔 1 289 米，最低处 海拔 1 241 米，最大高差 48 米。

　　比起小寨天坑和大石围天坑，小南海天坑群底部缺乏大型块石崩塌堆积体，而且很多天坑洞壁 光滑，有的甚至有流水痕迹，也 许可以说明小南海天坑群演化与 早期冲蚀成因有关。

　　这么多天坑，他们是如何形 成的？是地下暗河长期腐蚀造成 巨大地下空洞后引起地表大面积 坍塌吗？截至 2017 年底，全国发 现天坑数量超过 250 个，与此同时， 国外共发现天坑 34 个。天坑之多 之深是科学待解之谜，值得更深 入探究思考。

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