喀斯特地貌考察研究及鐘乳石制作嘗試

曹一豪+韓靜

摘 要：重慶市武隆縣已列入《世界遺產名錄》，喀斯特地貌發育典型，通過對武隆縣天坑、溶洞等進行考察，了解了喀斯特地貌的特征及形成過程，并嘗試自己制作鐘乳石，探索鐘乳石形成原理。

關鍵詞：喀斯特 鐘乳石 制作

喀斯特（KARST）即巖溶，是水對可溶性巖石進行以化學溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用，以及由這些作用所產生的現象的總稱，由喀斯特作用所造成地貌，稱喀斯特地貌（又稱巖溶地貌）。地表喀斯特地貌類型主要有溶溝、石芽、天坑、豎井、溶蝕洼地、溶蝕谷地、峰林、峰叢、孤峰、天生橋等，地下巖溶景觀主要有石筍、石柱、石鐘乳、石幔等。我國南方喀斯特世界自然遺產主要分布在貴州省、云南省、重慶市、廣西壯族自治區，總面積97125 hm2，緩沖區總面積176228 hm2，位于亞熱帶暖濕-溫濕季風氣候區，屬于濕潤多雨的亞熱帶氣候，夏季受太平洋東南季風和印度洋西南季風影響，冬季在西伯利亞冷空氣高壓影響下形成西北季風和東北季風。

重慶市武隆縣是中國南方喀斯特世界自然遺產的七個片區之一，孕育出了三個獨立喀斯特系統，包括后坪沖蝕型天坑喀斯特系統、芙蓉洞洞穴系統及天生三橋喀斯特系統，都是在長江三峽地區新近紀以來地殼大幅抬升的機制下發育而成的形態各異的喀斯特系統，具有突出普遍價值，是人類罕見且獨一無二的寶貴財富[1，2]。地質構造獨特、美學景觀絕妙、生態環境罕見以及人文底蘊深厚[2]其脆弱性和不可再生性而更為珍貴，具有重要的保護價值[3，4]。重慶武隆巖溶國家地質公園中就有典型的喀斯特峽谷，這是喀斯特山區普遍出現的地貌類型，谷深遠大于谷寬。它的形成主要是在堅硬的碳酸鹽巖層中以流水下切為主的侵蝕、溶蝕和崩塌作用聯合協同塑造而成的。

鐘乳石（stalactite），又稱石鐘乳，是指碳酸鹽巖地區洞穴內在漫長地質歷史中和特定地質條件下形成的石鐘乳、石筍、石柱等不同形態碳酸鈣沉淀物的總稱。石灰石是一種碳酸鈣巖石，被含有二氧化碳的水分解后，生成碳酸氫鈣；碳酸氫鈣溶液從洞頂上滴下來時，由于水分蒸發、二氧化碳逸出，又產生逆向的化學反應，溶液滴至地面時，碳酸氫鈣轉變為難溶的碳酸鈣被沉淀出來。圖1為巖溶景觀。

雖然天然鐘乳石的形成往往需要上萬年或幾十萬年時間，但既然已經知道了原理，是否能夠快速做成鐘乳石，我們也想親手驗證一下，自己動手制作鐘乳石。

1.實驗材料

2個玻璃杯，1個小杯子，1袋純堿（碳酸鈉NaOH），1條經繩子捆成條的小毛巾。

2.實驗過程

將兩個杯子洗凈，分別向杯子里加入熱水，然后加入純堿至飽和，將小毛巾的兩端插入兩杯飽和溶液中，彎曲成拱形，使溶液可以從拱的中間位置滴落，底端用小杯子承接。持續一段時間，觀察小杯子有無鐘乳石形成，如圖2。

3.結果與反思

雖然經過多次努力，多次實驗，還是沒能夠快速做成鐘乳石。初次實驗我們配置的溶液是小蘇打溶液，而不是蘇打（純堿）。經過我們仔細地分析研究認為，導致失敗的主要原因是小蘇打溶解度太低（圖3），即使是飽和溶液也沒有足夠的濃度。再次試驗，用食用純堿代替小蘇打配置溶液，但還是沒能成功做成鐘乳石。經過認真分析，可能是我們的使用純堿純度不高，達不到試驗要求。由于我們得不到實驗（工業）純堿，只好遺憾結束。雖然我們這次實驗沒能達到我們的預期效果，我們卻已通過實驗收獲良多。在實驗過程中，鍛煉了我們的分析能力和動手能力，為進一步探索喀斯特地貌的奧秘奠定了基礎。

參考文獻：

[1]李如生.國世界遺產保護責任重于榮譽[J].風景園林，2012， （1） ： 50-51.

[2]諶妍，盈斌，熊康寧.中國南方喀斯特系列遺產地保護策略研究[J].山地農業生物學報，2017風景園林，2017， 36（ 3） ： 54-60.

[3]夏凱生，袁道先，謝世友，等.烏江下游巖溶地貌形態特征初探—以重慶武隆及其鄰近地區為例[J].中國巖溶，2010，29（2）：196-204.

[4]阮儀三.保護世界遺產的要義[J].同濟大學學報（社會科學版） ，2002，13（ 3） ： 1-3.