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嵇少丞教授命名的一種流水侵蝕地貌類型。重慶市江津區李市鎮龍吟村孔目河河段上分布有重慶地區最為典型的雕巖谷。2020年4～6月，筆者和研學伙伴考察龍吟雕巖谷，被其奇特罕見的景致所吸引，于是進行了深入探究，以期了解其形成過程，并寫下此研學報告。

一、龍吟“雕巖谷”基本特點

通過現場觀察和實地測量，我們發現該雕巖谷段有如下特點。①周圍地形：該雕巖谷處于低山丘陵區，用GPS工具測量該河段上下落差達上百米。②基巖特性：筆者觀察雕巖谷基巖色澤和構造，并用地質錘取樣、放大鏡觀察巖石樣品的顆粒物大小等，辨認其為黃紅色砂巖。對基巖進行指刻實驗，發現刻痕較深。③河谷特點：河谷橫剖面大致呈“U”形;我們用卷尺測量河谷，其寬處不到4 m、窄處僅約1 m，河谷高度可達4 m;與常見河谷壁的形態不同，雕巖谷谷壁呈破碎圓弧狀，蜿蜒陡立。④構造特點：觀測區范圍內存在兩個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.可塑性強的地質條件

龍吟雕巖谷的基巖主要為砂巖，刻痕實驗表明其硬度不高，可塑性較強;同時，基巖上發育有系列裂隙;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。質地較軟的巖性，節理發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基礎。

2.季節性快速水流

通過走訪當地村民，我們了解到龍吟河水位季節變化大，夏季發生山洪，激烈的水流沖擊河床，發出巨大的“龍吟”聲。上網搜索了解到，龍吟村位于重慶市東南部山區，屬中亞熱帶季風性濕潤氣候區，降水變率較大，夏秋季降水量大，此季節易發山洪。同時，狹窄的河道，較大的落差，也使得汛期河流流速異常快。

3.歷史上不合理的人類活動

和當地村民交談中了解到，20世紀60年代以前，由于人地矛盾突出，村民向山要糧，孔目河上游山區植被破壞較重，從而森林調節徑流能力弱，以致每到夏季，常發山洪。

基于以上探究和分析，我們得出結論：可塑性強且基巖巖體較厚的地質基礎、夏秋季頻發的洪水和歷史上植被破壞共同促進了雕巖谷的發育。

三、龍吟“雕巖谷”形成過程探索

1.壺穴（群）形成過程

根據我們所學知識可知，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成。壺穴則由急流漩渦夾帶礫石磨蝕河床而成。孔目河龍吟段夏秋季山洪中含沙石較多，流速快，基巖較軟弱，這為該河段形成壺穴提供了條件。在現場實地考察中，我們發現了好幾處保存相對完好的壺穴。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。根據流水侵蝕過程，我們推測并繪制出壺穴群形成過程示意，如圖1所示。

2.破碎圓弧谷壁形成過程

當大量的壺穴群發育到后期，在強烈的流水沖擊和礫石磨蝕作用下，壺穴拓寬加深，側壁斷裂，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，巖體的整體力學強度大大降低，此時極容易在短時間內貫通形成破碎圓弧谷壁的雕巖谷（圖2）。

壺穴發育過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）相當于河流側蝕。一般情況下，鑒于急流強烈的沖擊力和慣性，雕巖河谷的下蝕程度高于側蝕，所以雕巖谷常常表現為比較狹窄陡立。河流下蝕到一定深度，與侵蝕基準面高差減小，流速減慢，侵蝕減弱，河谷的發育階段就停留在壯年期。

壺穴相互貫通后，流水攜帶沙礫繼續風化磨蝕河谷壁，最終使其趨于平滑。貫通后壺穴殘留組合成圓弧狀曲面，形態多變、蜿蜒曲折，極具美學價值。

四、龍吟“雕巖谷”突出微地貌探秘

在考察中還發現，龍吟雕巖谷的觀測區內除了圓弧形的陡立崖壁以外，還有兩個突出的微觀地貌。一個是觀測區雕巖谷兩側谷壁上相對“巨大”的水平“大縫隙”（圖3），另外一個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

通過觀察發現，谷壁上的兩條“大縫隙”成水平狀態，與其上下的沉積砂巖的巖層傾向幾乎一致。同時，筆者對水平“大縫隙”存在處的巖石和其上下巖層進行指刻對比實驗，發現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。通過以上觀察和實驗可知，由于巖性的差異，在千百年持續的差異風化和侵蝕作用下，該處巖層被侵蝕和搬運走，從而形成了“大縫隙”。

后來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，表明它們曾經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

在觀察中發現，位于谷底基巖上那個“N”型豎直縫隙聯結著上下游兩個小型壺穴，引發我們思考：為什么兩個壺穴之間的通道不是直接連接，而是呈“N”形連接？

通過仔細觀察和同伴研討，我們發現該豎直“裂隙”的存在位置正好位于上游壺穴來水所形成順時針漩渦的水流沖擊力的著力點上，且周圍巖體較薄，抗壓抗剪能力弱，長期的水流沖擊和磨蝕，使得該處容易被侵蝕。同時，還在該處巖體的其他地方發現了一些細小的節理，這些節理處巖石相對破碎低洼，流水更易匯聚，給予了流水和砂礫侵蝕的機會。

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

五、結語與感悟

通過長達兩個月左右的前期研學考察、后期資料總結與小組合作分析，我們認為重慶龍吟“雕巖谷”的奇特地貌景觀是在地形、地質、氣候、水文等自然要素綜合影響下而形成的一種獨特的流水侵蝕地貌，可以稱之為“壺穴型河谷”。在研學中我們深切體會到：欣賞自然，并不只是為了體驗它帶來的“看谷就是谷”式的主觀感受，也可以懷揣著對自然發乎內心的、刨根問底的好奇心，了解其背后的客觀科學規律，即達到“看谷不是谷”的理性認知。生活中處處皆有“地”，但我們心中應該常常都有“理”：于細微處觀“地”，往深奧處明“理”。