千姿百態(tài)說石林（二）

陳躍康

在石林的發(fā)育演化過程中，水與碳酸鹽巖的作用經(jīng)歷了曠日持久的、從地下到地表的復(fù)雜變化，不同的水動力條件或水運動狀態(tài)，對石林形成的作用明顯不同。據(jù)此將石林的形成過程劃分為以下四個階段。

潛流帶是喀斯特含水層枯下水位以下巖石被水飽和的地帶，又稱飽水帶。在褶皺平緩的地區(qū)，碳酸鹽巖層中普遍發(fā)育一組“X”型共軛節(jié)理裂隙，為潛流帶地下水的賦存及運移開辟了良好通道。地下水的頻繁活動將“X”型節(jié)理裂隙拓寬而成喀斯特地下管道系統(tǒng)，并將巖層分割成規(guī)模不等的菱形塊體，從而奠定了石林溶溝的基本展布格局。潛流帶水動力階段持續(xù)時間越長，巖體的喀斯特化程度越高，“X”型管道系統(tǒng)之間的菱形塊體則愈加分離。碳酸鹽巖體也由此成為具有溶洞、溶隙及溶孔等溶蝕現(xiàn)象的喀斯特化巖體，這些現(xiàn)象給日后石柱的表面形態(tài)打下了深深的烙印。

滲流帶又稱飽氣帶，系由潛流帶經(jīng)構(gòu)造抬升及地下水排泄基準面下降轉(zhuǎn)化而成，是大氣降水及地表水沿溶蝕裂隙、管道向下入滲的地帶。其水動力條件以地下水的垂向運動為主，水的溶蝕作用將潛流帶階段形成的裂隙及管道不斷加深和拓寬，促使其間的菱形塊體體積不斷變小，因而使石林的雛形趨于明朗。在黃果樹天星橋伏流頂部的古河谷盆地區(qū)，滲流帶大氣降水及地表水強烈入滲的水動力條件，使石林發(fā)育的雛形（墩狀石林）表現(xiàn)得十分明顯。此階段除了水的滲流作用以外，森林植被根系、土壤以及物理化學(xué)風(fēng)化等的綜合作用，都對加深拓寬石柱間的溶蝕裂縫及廊道產(chǎn)生不同程度的影響。

滲流階段形成的石林雛形一經(jīng)暴露出地表，出自附近碎屑巖區(qū)的風(fēng)化巖屑便隨水帶入并不斷充填在縱橫交叉的溶蝕裂隙及裂縫中，從而在單一的碳酸鹽巖含水介質(zhì)中嵌入了大量的松散土石含水介質(zhì)，極大地改變了地下水的流速及流態(tài)，加之土層中生物及有機質(zhì)作用產(chǎn)生大量的CO2，因而使石林發(fā)育步入一個全新的土下發(fā)育階段，主要特征是：①土層的充填及覆蓋，在喀斯特滲流帶的頂部增設(shè)了一層松散土石孔隙含水介質(zhì)，有效延長了水、巖作用的時間。②土層中生物及有機質(zhì)的作用，使CO2含量大為增加，其含量通常都是空氣中的數(shù)十倍；土層中大量的CO2溶入水中，提高了水的碳酸根濃度，從而使水對碳酸鹽巖石的溶蝕作用進一步增強。③在若干粘土充填的透水性微弱的低洼地段，降雨形成暫時的或長期的積水，使土體表層附近水、巖接觸面上溶蝕作用持久進行。④土層與巖石的接觸界面是大氣降水到達地面之后首選的相對快速的入滲通道，是喀斯特作用最活躍的場所。顯而易見，土層覆蓋下那些前期形成的石林雛形，由于受到以上十分活躍的溶蝕營力的驅(qū)動，于是便快速發(fā)育成長為石林。

構(gòu)造抬升，水文網(wǎng)下切及地下水位下降，使土下石林中的土體不斷被侵蝕搬運帶走，埋藏石林旋即露出地表形成地上石林。降雨的強烈洗刷及豐沛的地表、地下徑流，是促使土下石林暴露出地面的重要營力，它們在掏蝕、搬運土體使地表石林出露不斷增高的同時，還在石柱表面強烈溶蝕形成密集的刃脊狀、尖棱狀溶痕及細小的溶蝕溝槽等形態(tài)。地表石林對地質(zhì)環(huán)境變化的反應(yīng)極為敏感，其形態(tài)始終處于不斷變化的動態(tài)平衡之中。在一般情況下，石柱頂部剝蝕降低的速率均小于石柱底部土層向下溶蝕加深的速率，這種溶蝕速度的差異足以使石柱能長期林立于地表。（編輯/高緯時）