洞穴的奥秘——神奇的金佛山喀斯特

　　图 书 简 介

　　为了更好地展示金佛山喀斯特世界自然遗产地的突出普遍价值，给大众提供认识金佛山喀斯特的科普读物，本书从浅显易懂的角度简明扼要地介绍了世界各类喀斯特的代表景观、金佛山喀斯特世界自然遗产地的地表景观资源、地下洞穴资源、洞穴沉积物概况、洞穴熬硝文化、神秘生物，凝练了金佛山遗产地的地学价值和科普价值，记录了金佛山喀斯特世界自然遗产申报的历程和工作成果。本书涵盖了世界、中国各类独具代表性的喀斯特景观以及科普知识，适合于从事喀斯特景观、旅游地学、国家地质公园调查评价、世界自然遗产申报、景区开发与管理等方面的科研、管理人员和高等院校师生阅读、参考；本书对于从事洞穴调查、洞穴探险以及洞穴研究的人员认识喀斯特及洞穴还具有入门引导意义。

　　本书由中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目“洞穴沉积物测年方法研究———以金佛山为例”（编码：2014005)、“金佛山岩溶洞穴监测试验站建设”（编码：2016011）、中国地质调查局项目“川渝鄂岩溶峡谷区1∶5万水文地质环境地质调”（编码：DD20160302)等支持出版。

　　序 言

　　重庆市南川区金佛山位于大娄山山脉最北端，是一座拥有世界自然遗产、国家5Ａ级旅游景区、国家级风景名胜区、国家森林公园、国家级自然保护区、国家自然遗产、全国科普教育基地7项世界和国家级“桂冠”的巴蜀名山之一，它最为重要的自然价值就在于独特的喀斯特地貌特征和生物多样性。

　　面对这多种称号和头衔，我想强调的是：2014年金佛山进入世界自然遗产名录才是金佛山价值的最高体现。世界自然遗产是具有特殊自然意义而被联合国教科文组织列入世界遗产名录的自然区域，世界遗产体现了地球多样性和人类成就，它们是美丽与奇迹、神奇与壮丽、记忆与意义之地。简言之，它们代表了地球美好之最。从政治意义上讲，进入世界遗产名录是有关国家行为、国家利益和国家荣誉的大事。

　　可以说，从2014年开始，世界对金佛山的认识有一个本质上的变化，以前只认为金佛山是一座生物品种繁多、珍稀动植物集中的生物宝库，是“天然植物陈列馆”。而现在则认为：在地质地貌方面，金佛山是切割高原方山喀斯特的世界模式地，残留的喀斯特方山台地地貌和高海拔水平洞穴系统，完整记录了新生代地壳间歇性抬升的地质历史，揭示了切割高原方山喀斯特地貌—水文—洞穴与构造抬升协同演化的特点，代表了云贵高原边缘古老的地质地貌发育历史，有可能成为喀斯特高原解体与演化过程的重要例证，是具有世界意义的喀斯特景观地。因此，对于金佛山说来，其最为珍贵、价值最高的“名片”便是世界自然遗产地。

　　金佛山之所以能成功地被联合国教科文组织批准为世界自然遗产，除了它自身所具有的在世界上科学价值和美学价值极高的喀斯特台原地貌和巨大的高海拔洞穴系统外，还和喀斯特科学工作者长期对这些大自然形成物的探测、研究密不可分。早在20年前的严寒冬日，在冰雪覆盖的金佛山山顶上，年过花甲的朱学稳先生带领张任、张远海、韩道山等几个年轻人，对金佛山海拔2000ｍ的金佛洞、古佛洞等几个洞穴系统进行了严谨、细致的科学考察和洞穴测量、制图。住在洞口的他们抵挡不住高山上冬日黎明前的极度严寒，便半夜起身深入洞穴内部进行洞穴测量和观察，因为洞穴深部的温度大致与当地年平均温度相近。在那样艰苦条件下所测得的洞穴图一直到今天还在被沿用。

　　从2012年开始，为了准备金佛山的申遗材料，中国地质科学院岩溶地质研究所的黄保健、陈伟海、翟秀敏、张晶等研究人员，除了继续进行野外科学考察外，将工作重点放在对金佛山地学价值的深入认识和价值提升上，多次组织中外最著名的喀斯特地貌和洞穴学家在对金佛山实地考察基础上开展学术讨论和交流，从而将金佛山在“中国南方喀斯特”中的重要地位得以确认。这种认识构成了金佛山申遗文本的科学基础。

　　虽然每一份有关世界自然遗产申报地的系统申报材料并不是鸿篇巨制，但它们是实实在在的科学研究论证的精品，都经历过大量的先期科学考察、研究。申报书正是建立在这些细致、艰苦工作基础之上，完全可以说，每一份申报书都是一份高质量的科学专著，是科学工作者智慧的结晶。

　　现在展现在读者面前的这本著作，主要是对金佛山巨大洞穴系统做了一些简要介绍，从而起到一定的科学普及作用。我们还应当清楚地认识到：第一，每一个遗产地都蕴涵有极其丰富的科学研究课题，对这些遗产地的研究成果都具有更为普遍的科学意义；第二，人类对大自然的认识总是无穷的，要真正了解大自然的奥秘还需要进行大量的、长期的、更为深入的研究。

　　作为中国地质科学院岩溶研究所喀斯特景观和洞穴研究团队中的一员，我虽然没有直接参与早期对金佛山洞穴的探测工作，但有幸在金佛山申报世界自然遗产的过程中，参与了一些工作，见证了喀斯特科学工作者和南川区有关人员在“金佛山喀斯特”申遗过程中所付出的努力、经历的艰辛，目睹了金佛山遗产地价值提升、旅游开发和声誉鹊起的全过程，和南川人民一道迎来了“金佛山喀斯特”成为世界自然遗产地的这一天；和南川人共同分享了获得这份荣誉的喜悦。我深信，金佛山的明天将更加辉煌灿烂！我也期盼着有关“金佛山喀斯特”遗产地的科学专著早日面世！

　　朱德浩研究员

　　2018年12月15日，78岁生日

　　前 言

　　19世纪末20世纪初，金佛山以其独特的生物资源受到国际动植物学家的关注，也成为众多模式植物的标本地。20世纪，金佛山地区的地质调查开始进行。特别是1997~1998年重庆金佛山地区的喀斯特洞穴调查标志着金佛山地区喀斯特景观资源价值逐步被认识。2012~2013年，金佛山地区开始申报世界自然遗产。中国地质科学院岩溶地质研究所历时2年的深入调查，摸清了金佛山地区喀斯特景观资源概况，凝练了金佛山在中国南方喀斯特系列中的科学价值和美学价值。金佛山巍峨磅礴，气势雄伟，底部海拔600余米，最高峰2238.2ｍ，巨厚的碳酸盐岩、向斜构造、三明治式的隔水层状结构为金佛山洞穴系统的发育提供了物质和构造基础。新构造运动的间歇式抬升，为洞穴的成层性发育提供了动力基础，使得金佛山洞穴系统整体呈现三层：600~700ｍ、1100~1200ｍ、1800~2100ｍ。三层洞穴各具特色，是目前亚洲发现的最古老的高海拔水平洞穴系统，为研究长江地区地貌演化提供了证据；地下幽静的环境和分层的高山洞穴多样性，为洞穴生物提供了栖息的场地；绵延数百米的硝土堆记录了宋代以来金佛山洞穴熬硝的历史，揭示了数百年来人类文明的延续变迁。九递名山、佛教圣地、数百座佛教古庙曾在金佛山盛极一时，随着历史的变革，地表仅残存石阶、石柱；然而洞穴内佛教活动依然保留，金佛洞、古佛洞、明佛洞都是佛教高僧禅修的场所，云雾漫卷青山，竹林深处高僧闭关。

　　因此，2014年金佛山以其独特的喀斯特台原和高海拔水平洞穴系统为世界典型代表成功列入世界自然遗产名录。在申遗过程中，来自国内外科研机构的顶级喀斯特学家、植物学家为金佛山成功申遗做出了贡献。同时，申遗工作也为本书的撰写提供了一手资料。2016~2018年，岩溶地质研究所承担地质调查项目，深入调查了金佛山地区的水文地质环境地质条件，为更深入的保护世界自然遗产，为研究金佛山地区岩溶水文系统演化提供了依据。

　　为了更好地展示金佛山喀斯特的世界价值，给大众提供认识金佛山喀斯特的科普读物，本书从浅显易懂的角度进行编写，第一章和第二章以世界喀斯特和中国南方喀斯特为基础，通俗地介绍了世界喀斯特、世界洞穴和中国南方喀斯特的基本知识；第三章详细介绍了金佛山的地表与生物资源价值；第四章、第六章、第七章对金佛山喀斯特世界自然遗产地的洞穴资源、洞穴沉积物概况、洞穴熬硝文化、神秘生物进行了科学的阐述，凝练了金佛山遗产地的地学价值和科普价值，记录了金佛山喀斯特世界遗产申报的历程和工作成果。第五章讲述了金佛山地区的沧海桑田的海陆变迁和地貌演化。

　　本书适合于从事喀斯特景观、旅游地学、国家地质公园调查评价、世界自然遗产申报、景区开发与管理等方面的科研、管理人员和高等院校师生阅读、参考。

　　作者

　　2018年12月

　　目录

　　序言

　　前言

　　第一章世界喀斯特//1

　　第一节世界喀斯特的小知识//1

　　一、什么是喀斯特?//1

　　二、地表喀斯特//2

　　三、地下喀斯特//3

　　四、世界喀斯特分布//3

　　五、世界主要地表喀斯特类型//4

　　六、喀斯特的分类//7

　　第二节中国岩溶//11

　　一、可溶岩类型//11

　　二、中国碳酸盐岩分布特点//13

　　三、中国岩溶地貌分区//14

　　第三节世界洞穴//18

　　一、什么是洞穴?//18

　　二、洞穴分类//19

　　三、世界代表性洞穴//20

　　四、世界洞穴之最//23

　　第四节中国洞穴概况//26

　　一、中国洞穴概况//26

　　二、中国的大型洞穴//26

　　第五节洞穴的奠基人//27

　　一、中国洞穴先驱———徐霞客//27

　　二、现代洞穴之父———爱德华－阿尔弗雷德马迪尔//27

　　三、中国天坑之父———朱学稳//28

　　第二章中国南方喀斯特//29

　　第一节世界自然遗产//29

　　第二节中国南方喀斯特//32

　　第三章走进金佛山//38

　　第一节金佛山自然条件//38

　　一、初识金佛山//38

　　二、多雨金佛山//39

　　三、活力金佛山//39

　　第二节金佛山地表岩溶景观//44

　　一、喀斯特台原//44

　　二、地表喀斯特景观//48

　　第三节百年金佛山//53

　　一、金佛山的百年生物探索//53

　　二、新时期金佛山的地质与生物探索//56

　　第四章金佛山地下迷宫//59

　　第一节地下的洞穴王国//59

　　一、洞穴发育的地层//60

　　二、神奇的大型洞穴//60

　　三、主要的洞穴和洞穴系统//63

　　四、漂亮的洞穴形态//72

　　第二节洞穴沉积王国//76

　　一、洞穴机械沉积物//76

　　二、洞穴次生化学沉积//81

　　三、生物堆积//87

　　第三节层状洞穴的奥秘//88

　　一、史前的大洪水事件//88

　　二、古老的大崩塌//92

　　三、洞穴形态的解读//92

　　第四节金佛山的洞穴年龄的探索//93

　　一、洞穴的生命记录者//94

　　二、沉积物进洞时序//95

　　三、洞穴年代的探索//95

　　第五章金佛山的沧海桑田//97

　　第一节海中前世//97

　　一、寒武纪（距今542~488Ｍａ)//98

　　二、奥陶纪（距今488~444Ｍａ)//98

　　三、志留纪（距今444~416Ｍａ)//99

　　四、泥盆纪—石炭纪（距今416~299Ｍａ)//99

　　五、二叠纪（距今299~251Ｍａ)//100

　　第二节陆上今生//101

　　一、三叠纪（距今251~199Ｍａ)//101

　　二、侏罗纪（距今199~145Ｍａ)//101

　　三、白垩纪（距今145~65Ｍａ)//101

　　第三节成山成洞//103

　　一、古近纪（距今65~23Ｍａ)//103

　　二、新近纪（距今23~258Ｍａ)//104

　　三、第四纪（距今258Ｍａ至今)//104

　　第六章熬硝的地下工厂//106

　　第一节熬硝历史及规模//106

　　第二节熬硝的物质来源//106

　　第七章奇妙的洞穴生物世界//109

　　致谢//115

　　参考文献//117

　　版 本 信 息

　　责任编辑：蔡卫东赵俊磊

　　版次：2019年7月北京第1版

　　印次：2019年7月北京第1次印刷

　　定价：60.00元

　　书号：ISBN 9787116114951