重庆龙吟“雕岩谷”形成探因

何雨璐 张涵之

“雕岩谷”是一种流水侵蚀形成的壶穴相互贯通、具有陡立曲壁的峡谷地貌。它是2017年由加拿大蒙特利尔大学嵇少丞教授命名的一种流水侵蚀地貌类型。重庆市江津区李市镇龙吟村孔目河河段上分布有重庆地区最为典型的雕岩谷。2020年4～6月，笔者和研学伙伴考察龙吟雕岩谷，被其奇特罕见的景致所吸引，于是进行了深入探究，以期了解其形成过程，并写下此研学报告。

一、龙吟“雕岩谷”基本特点

通过现场观察和实地测量，我们发现该雕岩谷段有如下特点。①周围地形：该雕岩谷处于低山丘陵区，用GPS工具测量该河段上下落差达上百米。②基岩特性：笔者观察雕岩谷基岩色泽和构造，并用地质锤取样、放大镜观察岩石样品的颗粒物大小等，辨认其为黄红色砂岩。对基岩进行指刻实验，发现刻痕较深。③河谷特点：河谷横剖面大致呈“U”形;我们用卷尺测量河谷，其宽处不到4 m、窄处仅约1 m，河谷高度可达4 m;与常见河谷壁的形态不同，雕岩谷谷壁呈破碎圓弧状，蜿蜒陡立。④构造特点：观测区范围内存在两个奇特而引人注目的水平和竖直缝隙。

二、龙吟“雕岩谷”形成条件

1.可塑性强的地质条件

龙吟雕岩谷的基岩主要为砂岩，刻痕实验表明其硬度不高，可塑性较强;同时，基岩上发育有系列裂隙;并且基岩岩体体量较大，出露地表的厚度大，流水垂直向侵蚀空间广。质地较软的岩性，节理发育和出露厚度较大的基岩，为流水侵蚀塑造峡谷提供了地质基础。

2.季节性快速水流

通过走访当地村民，我们了解到龙吟河水位季节变化大，夏季发生山洪，激烈的水流冲击河床，发出巨大的“龙吟”声。上网搜索了解到，龙吟村位于重庆市东南部山区，属中亚热带季风性湿润气候区，降水变率较大，夏秋季降水量大，此季节易发山洪。同时，狭窄的河道，较大的落差，也使得汛期河流流速异常快。

3.历史上不合理的人类活动

和当地村民交谈中了解到，20世纪60年代以前，由于人地矛盾突出，村民向山要粮，孔目河上游山区植被破坏较重，从而森林调节径流能力弱，以致每到夏季，常发山洪。

基于以上探究和分析，我们得出结论：可塑性强且基岩岩体较厚的地质基础、夏秋季频发的洪水和历史上植被破坏共同促进了雕岩谷的发育。

三、龙吟“雕岩谷”形成过程探索

1.壶穴（群）形成过程

根据我们所学知识可知，自然界中圆弧状的地貌一般由外力侵蚀而成，而在河谷中存在的圆弧状崖壁常常由壶穴构成。壶穴则由急流漩涡夹带砾石磨蚀河床而成。孔目河龙吟段夏秋季山洪中含沙石较多，流速快，基岩较软弱，这为该河段形成壶穴提供了条件。在现场实地考察中，我们发现了好几处保存相对完好的壶穴。众多大小不一的壶穴密集分布于河床上，形成深浅各异的壶穴群。根据流水侵蚀过程，我们推测并绘制出壶穴群形成过程示意，如图1所示。

2.破碎圆弧谷壁形成过程

当大量的壶穴群发育到后期，在强烈的流水冲击和砾石磨蚀作用下，壶穴拓宽加深，侧壁断裂，一系列壶穴垮塌贯通，形成河谷。已有研究表明，壶穴将要贯通时，岩体的整体力学强度大大降低，此时极容易在短时间内贯通形成破碎圆弧谷壁的雕岩谷（图2）。

壶穴发育过程中的增深等同于河流下蚀;纵向贯通（沿河流流向）和横向贯通（垂直于流向）相当于河流侧蚀。一般情况下，鉴于急流强烈的冲击力和惯性，雕岩河谷的下蚀程度高于侧蚀，所以雕岩谷常常表现为比较狭窄陡立。河流下蚀到一定深度，与侵蚀基准面高差减小，流速减慢，侵蚀减弱，河谷的发育阶段就停留在壮年期。

壶穴相互贯通后，流水携带沙砾继续风化磨蚀河谷壁，最终使其趋于平滑。贯通后壶穴残留组合成圆弧状曲面，形态多变、蜿蜒曲折，极具美学价值。

四、龙吟“雕岩谷”突出微地貌探秘

在考察中还发现，龙吟雕岩谷的观测区内除了圆弧形的陡立崖壁以外，还有两个突出的微观地貌。一个是观测区雕岩谷两侧谷壁上相对“巨大”的水平“大缝隙”（图3），另外一个是位于雕岩谷谷底呈“N”形的竖直“小缝隙”（图4）。

1.水平“大缝隙”成因

通过观察发现，谷壁上的两条“大缝隙”成水平状态，与其上下的沉积砂岩的岩层倾向几乎一致。同时，笔者对水平“大缝隙”存在处的岩石和其上下岩层进行指刻对比实验，发现缝隙处岩层刻痕更深，表明“大缝隙”处的岩体岩性较上下层都软。通过以上观察和实验可知，由于岩性的差异，在千百年持续的差异风化和侵蚀作用下，该处岩层被侵蚀和搬运走，从而形成了“大缝隙”。

后来笔者又观察到该雕岩谷左右两谷壁都分布有相似的“大缝隙”，且两岸谷壁的缝隙几乎等高，表明它们曾经为同一基岩岩体的同一岩层。这也表明，龙吟雕岩谷是在一整块砂岩上形成的。

2.竖直“小缝隙”成因

在观察中发现，位于谷底基岩上那个“N”型竖直缝隙联结着上下游两个小型壶穴，引发我们思考：为什么两个壶穴之间的通道不是直接连接，而是呈“N”形连接？

通过仔细观察和同伴研讨，我们发现该竖直“裂隙”的存在位置正好位于上游壶穴来水所形成顺时针漩涡的水流冲击力的着力点上，且周围岩体较薄，抗压抗剪能力弱，长期的水流冲击和磨蚀，使得该处容易被侵蚀。同时，还在该处岩体的其他地方发现了一些细小的节理，这些节理处岩石相对破碎低洼，流水更易汇聚，给予了流水和砂砾侵蚀的机会。

因此，在上下游两个壶穴之间的基岩上可能先存在着次生节理（破裂），且与上游壶穴的漩涡水流呈顺向关系，流水优先沿破裂方向冲刷，于是沿着节理方向侵蚀出一条“N”形裂隙。

五、结语与感悟

通过长达两个月左右的前期研学考察、后期资料总结与小组合作分析，我们认为重庆龙吟“雕岩谷”的奇特地貌景观是在地形、地质、气候、水文等自然要素综合影响下而形成的一种独特的流水侵蚀地貌，可以称之为“壶穴型河谷”。在研学中我们深切体会到：欣赏自然，并不只是为了体验它带来的“看谷就是谷”式的主观感受，也可以怀揣着对自然发乎内心的、刨根问底的好奇心，了解其背后的客观科学规律，即达到“看谷不是谷”的理性认知。生活中处处皆有“地”，但我们心中应该常常都有“理”：于细微处观“地”，往深奥处明“理”。