为引导大学生深入了解岩溶科学的奥秘，11月13日，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所“陕中南岩溶区水文地质环境地质调查”项目组赴陕西理工大学历史文化与旅游学院开展岩溶科普教育活动。

带着对岩溶科学知识的向往和期待，来自陕西理工大学历史文化与旅游学院地理科学、旅游管理学和历史学等不同专业的60多位同学早早地来到学院报告厅。岩溶所洞穴专家张远海教授和申豪勇博士结合“陕中南岩溶区水文地质环境地质调查”项目在小南海天坑群取得的阶段成果，分别做了“喀斯特与汉中天坑群”和“小南海伯牛坑地下水的去向--示踪试验解释”的专题讲座，向广大师生们展示了喀斯特景观的秀美与壮观，以及其中蕴涵的地质奥秘。讲座后，张远海教授和申豪勇博士从地质专业角度对学生们现场提出的问题进行了一一解答。

大学生科普教育是推进全民科普工作的重要环节。此次科普活动使同学们在领略美丽的喀斯特景观的同时，对岩溶科学有了更加深入的了解，对小南海天坑群的形成演化有了更科学、更专业的地质认识。          

2018年8月20日-8月23日，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所派出专家组赴陕西汉中小南海天坑群、渭南富平县对“陕中南岩溶区水文地质环境地质调查”项目进行野外质量检查。

专家组在认真听取项目组工作汇报的基础上，详细查看了项目室内原始资料和图件，对项目的工作进展、质量情况、党建工作、保密工作等方面进行深入了解，并赴野外现场对野外调查点和水文地质勘探孔施工情况进行了检查，对检查中发现的问题与项目组进行了深入的沟通和交流。

检查期间，岩溶所相关负责人以传达自然资源部中国地质调查局党组副书记、副局长王研关于“推进党的政治建设”讲话为切入点，围绕“野外党支部如何抓好政治建设”为野外临时党支部的成员上了一堂生动的党课。党课上强调，要坚定不移“讲政治”，始终把政治建设摆在首位，将“两个维护”内化于心、外化于行，营造良好的政治生态；将党建工作与业务有机结合，将“五问”作为标杆，将“出成果、出人才”理念贯穿整个项目的实施过程中。

检查结束后，专家组对项目组的工作给予充分肯定。同时，对下一步工作提出三点要求和建议：一是加快推进委托业务的野外工作进度；二是加强项目成果总结与思考；三是加强与地方需求对接，推进成果应用转化。

                   

 

  

 

贵州省毕节市七星关区小坝镇大仲村探采结合井出水

 

2018年9月，在云南省大关县实施的页岩气参数井—“云大页1井”开工

“与其出门打工，不如回家致富。”过去十村九寨空的乌蒙山区，如今渐渐变成了当地人民脱贫致富的热土。在这一变化中，自然资源部中国地质调查局探索的“地质调查﹢”扶贫新模式提供了强有力的基础支撑。 

乌蒙山区包括四川、贵州、云南三省毗邻地区的10市（州）共38个县（市、区）。这里地处云贵高原与四川盆地结合部，山高谷深、自然灾害频发、石漠化严重、人均耕地稀少、生态环境脆弱、基础设施建设滞后，是国务院确定的全国14个集中连片特殊困难地区之一。 

党的十八大以来，自然资源部中国地质调查局在乌蒙山片区累计投入10.64亿元，安排部署项目98个，由成都地质调查中心牵头，调集11个局属单位及20多家行业地方队伍的精兵强将，着力打造精准扶贫新引擎，初步查明了片区构建生态经济体系的资源概况，为片区生态产业化和产业生态化发展奠定了基础，推动片区由“输血式”脱贫转向“造血式”发展。 

1 为“安居”扫除障碍 

安居方能乐业。在乌蒙山片区，由于复杂的地貌地质条件，生活用水严重不足，地质灾害多发频发，让“安居”成为脱贫攻坚面临的最大难题。

“2011年国务院扶贫办发布的《乌蒙山片区区域发展与扶贫攻坚规划（2011～2020年）》指出，乌蒙山区38个国家级贫困县生态环境脆弱，干旱、洪涝、风雹、凝冻、低温冷害、滑坡、泥石流等自然灾害频发，资源性缺水、工程性缺水问题突出，基本农田有效灌溉面积仅为37.2%，存在饮水困难的农户比例高达32%。”中国地质调查局总工室相关负责人介绍说。

为解百姓用水难，2013年～2019年，中国地质调查局共在乌蒙山区投入2.41亿元，开展水文地质调查。其中，针对石漠化区及严重缺水区完成调查面积2.92万平方千米，圈定富水区块11处，施工探采结合井成井167口，日出水总量超过7万立方米；建成地下河提水工程1处、地下河开发示范工程4处、引泉示范工程18处，直接为38.7万缺水群众解决了安全饮水问题，并保证了3万亩农田的灌溉用水。尚未利用的水量开发利用后，还可为100万余人提供安全饮水。

清洁的地下水，不仅滋润了缺水区百姓的日常生活，也助推缺水区脱贫致富迈出新步伐。四川昭觉县就是受益地区之一。

昭觉县是四川省凉山州贫困最严重的7个挂牌督战县之一。季节性缺水是制约该县特色农产品种植的瓶颈问题。2016年，昭觉县通过招商引资建设了脱贫攻坚重点项目——昭觉县生态循环农业产业园。园区位于洒拉地坡乡，建设规模达1.2万亩，引进种植玫瑰、蔬菜、蜡梅、草莓等经济农作物。但园区水资源相对匮乏，尤其在每年4～5月份的枯水期，溪沟流量小甚至断流。而此时正是玫瑰花预开花期、草莓盛花期和蔬菜青苗生长关键期。2019年，中国地质调查局“乌蒙山地区水文地质调查”项目组了解情况后，在洒拉地坡地区开展了大比例尺水文地质调查，并先后在园区部署实施6口水井，均成功出水，总涌水量达2973.16立方米/天，为玫瑰谷园区、供港蔬菜基地、蜡梅基地、草莓基地等7950亩农田灌溉用水提供了保障。产业园董事长徐明羽说：“由于缺水和灌溉水质问题，产业园区前几年一直无法实现建设目标。现在好了，充足的水资源让我们洒拉地坡玫瑰谷园区和供港蔬菜基地去年实现增产300吨、收入增加120万元。今年，供港蔬菜基地、蜡梅基地、草莓基地等进一步扩大生产规模，仅草莓基地就投入5000多万元，为附近务农贫困户提供了数百个就业机会。”

频发的地质灾害是乌蒙山片区百姓安居面临的另一大威胁。7年来，中国地质调查局在乌蒙山累计投入1.09亿元，开展灾害地质调查与监测预警示范，查明各类地质灾害点及隐患点7346处，发现重大典型地质灾害隐患5处，更新了乌蒙山区38县（市）地质灾害数据库。

根据这些成果，地方政府对地灾严重区进行了移民搬迁。值得一提的是，今年6月，四川省会泽县大海乡大石坪村小组的乡亲们告别了世代居住的悬崖村，搬到了县城的安置区，自此远离了频发的泥石流灾害。

对地质灾害程度可控、暂无法实施易地搬迁的地区，中国地质调查局与地方政府通过共建地质灾害专业监测示范基地、捐赠监测设备、开展地质灾害识别与监测培训等，不断提升群测群防能力和应急响应能力。从2013年开始，中国地质调查局先后部署了乌蒙山区地质灾害调查及监测预警、乌蒙山区北部城镇地质灾害调查等项目，建立了四川普格、金阳，云南彝良、大关、镇雄等7处典型地质灾害专业监测示范基地，捐赠1.62万多台（套）地质灾害简易监测设备，开展地质灾害防治知识培训20余次、培训人员2000多人次。

这些措施的防灾效果显著。几年来，中国地质调查局在古蔺、镇雄、大关、永善成功预报重大地质灾害4次。

云南省镇雄县地处云贵川三省交界处，由于被金沙江及金沙江一级支流小江、牛栏江、盐津河切割，这里山高陡峭、地质环境复杂，是地质灾害多发、易发区。2014年，中国地质调查局启动“乌蒙山片区镇雄县地质灾害监测预警与减灾系统建设”项目，利用新技术、新方法，摸清了镇雄县地灾隐患分布情况，并研发了地质灾害气象预警系统，系统整合了镇雄县地质灾害数据库、隐患点数据库、群策群防数据库，实现了地质灾害隐患点数据管理查询和可视化监测以及地质灾害危险性预测。2015年8月16日～8月17日，镇雄县木卓镇等地遭受暴雨袭击，引发3起滑坡、泥石流地质灾害，由于监测到位、预警及时、处置得当，受害威胁的79户188人提前转移，无人员伤亡。

在云南省大关县悦乐镇，地质灾害隐患点——安家坪子滑坡犹如“达摩克利斯之剑”高悬于山崖上，威胁着33户142人和一所小学200余名师生的生命财产安全。2017年，成都地质调查中心在该点安装了4处GPS监测设备、3套地下水监测设备、1套自动雨量监测设备、2套转孔测斜仪设备，实现了“空—天—地—深”全方位、全天候滑坡远程综合监测、互联网异地数据查询与信息发布及自动化报警。该监测预警示范点于2018年7月1日投入运行以来，共计发布监测预警12次，保障了滑坡影响区百姓的生命财产安全。

2 让特色土地精用高产 

乌蒙山区，群山巍峨、重峦叠嶂、山多地少。为了让有限的土地资源发挥出更大的效益，中国地质调查局开展了土地质量地球化学调查、地质遗迹调查，圈定可供直接开发利用的连片无公害土地100余块、富硒土地1537万亩、富锌土地28.5万亩，发现富硒农产品10多种，查明地质遗迹点84处。

依托查明的富硒土地资源，四川省屏山县于2013年～2014年投资9.2亿元建成占地2.5万亩的未来农业产业科技示范园，带动茶叶、水果、蔬菜和魔芋等富硒特色农产品产业化发展。

2015年，屏山县龙溪乡通过招商引资引进天津市中盛海天科技发展有限公司，通过政府协调成功流转土地300多亩，与60多家农户建立了合作关系，建成龙溪乡富硒水稻种植基地。通过土地流转，村民获收益1200元/亩；通过应聘参与种植、管理，每天还可以有110～200元的劳务性收入，一年下来人均收入超过1万元。“地质调查发现全乡有富硒茶园1.02万亩，富硒和足硒土地上的林竹面积达4.1万亩。2015年，我们成功试种富硒稻米300多亩，2016年集中连片扩大到了近500亩，现在我们的重点是大力发展富硒水稻，引进有实力的公司开发富硒茶、富硒竹笋和林下养殖等，力争实现全乡脱贫奔小康。”时任龙溪乡党委书记肖古斌接受记者采访时说。

2018年，四川省长江景观投资公司投资10亿元的凤凰硒谷森林康养项目落地屏山。“选址屏山，是因为屏山有36万亩的天然富硒土地资源，土壤环境质量总体优良”四川省长江造林局局长奉正顺说。

云南省昭通市依托富硒土地资源，成功打造了昭阳区洒渔乡、旧圃镇、苏家院乡、乐居乡等富硒苹果产业种植园，并注册了昭通“富硒苹果”品牌，推行“地理标志商标﹢企业商标”双商标模式，提高昭通苹果的品牌效应和市场价格。计划到今年年底，昭通市苹果种植面积达60万亩，总产量达100万吨，总产值达到100亿元以上，创税收上亿元，引领20万贫困人口脱贫致富。

在贵州，地质调查工作在黔西县金碧镇—锦星乡圈定富锌、富硒土地资源约18万亩。目前金碧镇12个村寨已被贵州省农委认定为无公害农产品（粮油）产地，优选出1.5万亩无公害富锌、硒土地，计划投入4.5亿元，规划建设4个农产品产业发展基地。

据统计，利用富硒土地资源，乌蒙山区形成富硒茶叶产业基地2万亩、富硒水果产业基地2000亩、富硒蔬菜产业基地2000亩、富硒大米产业基地5500亩。依托富硒农产品，乌蒙山区建成昭通富硒苹果示范基地、黔西县水西观光农业示范园区、屏山县富硒特色农业示范区、古蔺县护家富硒水稻种植示范基地等4处富硒特色农业示范基地，带动超过10万贫困人口就业增收。

除了特色土地资源，乌蒙山片区还拥有丰富的地质遗迹资源。

中国地质调查局在乌蒙山区开展基础地质及地质遗迹资源调查，查明地质遗迹点84处，其中世界级地质遗迹点3处、国家级61处、省级20处，支撑地方成功申报贵州毕节织金洞世界地质公园，以及云南盐津乌蒙峡谷等省级地质公园6处。依托地质遗迹调查成果，建设集地学科普与自然景观、人文景观为一体的高品质旅游产业，已成为乌蒙山区经济发展的一大亮点。贵州省毕节市利用地质遗迹调查成果，2015年成功申报织金洞世界地质公园，推动游客量和旅游收入大幅增长，当年带动地方旅游综合收入达51亿元，比上年增长22.6%。

3 撬动矿产资源经济杠杆 

乌蒙山片区矿产资源十分丰富，迄今为止，该区共发现有30余种矿产，主要矿产为铅、锌、铜、铁、金、铝土矿、煤、磷等。

从2013年开始，中国地质调查局加大脱贫攻坚能源矿产地质调查工作投入，在乌蒙山实施优势矿产资源调查评价及综合开发利用研究、油气资源基础地质调查工作，取得丰硕成果。固体矿产调查提交新发现矿产地42处，其中大型—超大型18个。截至2019年底，乌蒙山区共探明资源量：磷矿35亿吨、煤炭358亿吨、铅锌矿859万吨、铜矿393.7万吨、铁矿10亿吨、稀土矿110.5万吨、石灰石矿17504万吨、木纹石矿1.02亿立方米、方解石矿1097万吨、铝土矿5567万吨，高纯石英砂岩6.67亿吨，炼镁白云岩6113万吨。油气基础地质调查优选页岩气远景区2个、有利区10个、可供矿业权出让的勘查区块1个。

如何让资源优势转化为经济优势，助力扶贫产生实效？

四川省乐山市马边县磷矿资源丰富，但大部分为中低品位磷矿资源。针对中低品位磷矿的绿色高效综合利用难题，中国地质调查局成都矿产综合利用研究所开展了实地调研考察，与矿山技术人员一起开展X射线透射、衍射矿物识别技术（XRT）预先抛废技术等应用研究，助力磷矿资源实现绿色开发。在此基础上，成都矿产综合利用研究所还进一步开展了磷矿浮选循环水处理、浮选尾矿整体消纳技术研究。目前，成都矿产综合利用研究所已与设备供应商和矿山企业达成三方共识，进一步推广XRT分选技术在马边中低品位磷矿的应用。

2017年～2018年，地质调查项目在云南昭通市大关、彝良等县新发现高品质石英砂矿，查明石英资源储量4.5亿吨，远景资源储量达200亿吨。这一地区的石英资源不仅规模在全国排名第一，而且品质好，简单筛选后即可作为金属硅、有机硅等产业原料使用，经选矿除杂后可用于平板玻璃、硅微粉等行业，进一步提纯后可用于光伏玻璃等高端产业，选矿尾矿还可以作为发泡陶瓷、陶粒等建筑材料使用。但受开发理念、技术、市场等因素制约，大关县石英砂未能得到科学开发利用。

为改变这一局面，中国地质调查局按照产业生态化的理念，联合多家专业队伍，提出“矿产地质调查﹢综合利用技术﹢产业规划”的思路，引导大关县开辟石英产业高质量发展的新路径。

在成都地质调查中心完成大关县石英砂矿调查工作后，郑州矿产资源综合利用研究所研发了石英砂岩大宗利用技术，以及高纯石英生产工艺流程及尾矿综合利用技术，为实现无尾矿绿色生产提供了技术支撑，并编制了《大关县石英资源产业发展规划建议（2021～2025）》。如今，优质石英砂岩开发已成为大关县明确的3个重点发展产业之一。

2020年4月底至5月初，云南大关县老百姓讨论最多、最热的话题就是页岩气。历经5年，大关地区页岩气调查终于出气了！2015年以来，中国地质调查局成都地质调查中心页岩气调查团队来到乌蒙山区，克服了地质地貌条件复杂、新区缺乏工程施工经验等多重困难，发现了3套页岩气勘探层系，优选了3个页岩气有利区，证实了大关—永善地区五峰组—龙马溪组具良好页岩气勘探开发前景，有望带动商业勘查。

据介绍，地质调查工作新发现的四川省马边县高竹营磷矿、金阳县西衙门磷矿、普格县大坪石灰岩，云南省大关县高纯石英砂矿、镇雄县羊场磷矿、武定县木纹石矿、鲁甸县水磨铝土矿，云南永善—彝良—大关、四川美姑—马边—金阳等地稀有稀土矿，贵州省毕节市方解石矿、威宁县稀土矿等一批优势和特色矿产资源，极大增强了矿产资源勘查后劲，部分矿产得到开发利用，带动数十万贫困人口增收。

由“输血式”脱贫转向“造血式”发展，乌蒙山片区正步入区域发展新阶段。当前，乌蒙山片区正处在决战决胜脱贫攻坚的最后冲刺阶段，自然资源部提出，要更加务实有力地支持片区脱贫攻坚。中国地质调查局也将进一步聚焦乌蒙山片区未摘帽挂牌督战县，凝心聚力做好地质调查支撑服务脱贫攻坚工作；同时，按照“四不摘”要求，聚力巩固脱贫攻坚成果成效，精准对接好下一步工作需求，充分发挥地质科技优势，接续推进全面脱贫与乡村振兴的有效衔接。

捷克团队在小南海地下河做示踪试验。翟秀敏 摄

天星岩“T”字大厅主洞地下河下游方向，受洞道崩塌块石的淤塞，因而在崩塌体上游一侧堆积大量砾石。更为奇特的是在崩塌体之上，有水平层理保存完整的古砾石层，说明崩塌体年代较久。 扬·斯洛特克 （捷克） 摄

中外科考队在天星岩主洞和支洞交叉的“T”字大厅合影。扬·斯洛特克 （捷克） 摄

占据全球天坑总数1/4的陕西汉中天坑群，一经发现便引起国内外的广泛关注。

中国地质调查局岩溶地质研究所、中国地质环境监测院、陕西省地质调查院联合开展天坑和洞穴普查，发现典型的天坑和漏斗54个，其中口径大于500米的超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个，其他地质遗迹473处。中国科学院院士袁道先一行对汉中进行实地考察后认为，这是在北纬32°～33°范围首次发现的、我国岩溶台原面上发育数量最多的天坑群，这一发现将我国湿润热带—亚热带岩溶地貌区界线显著北移，对中国南北方乃至全球古地理环境及气候变化的对比分析具有重要科学价值。

为了更好地保护和利用汉中天坑群地质遗迹资源，通过岩溶水文地貌系统的深入调查进一步揭示汉中天坑群的演化机理，中国地质调查局于2018年下达了《陕中南岩溶区水文地质环境地质调查》项目，由岩溶所承担，并作为“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划的组成部分。4月28日~5月9日，岩溶所通过自然资源部第四次邀请捷克科学院地质所和捷克洞穴协会的专家，协助开展了汉中南郑洞穴调查；同时，与陕西省地质调查院、中国地质环境监测院共同组织精兵强将，开展了区域地质、水文地质、地下水示踪、洞穴年龄、第四纪古环境等方面的调查与研究。

 

中捷联合科学考察新发现

张远海 翟秀敏 陈伟海

 

这是中国—捷克第四次对汉中天坑群进行联合科学考察。

捷克团队11人共分3组，分别利用地下潜水、橡皮艇漂流、洞穴单绳技术对小南海观音洞地下河系统、天星岩洞穴系统、伯牛坑洞穴系统进行了洞穴探测。中方团队29人，承担了大佛洞洞穴系统、西沟洞洞穴系统的补充探测工作，并就小南海台原地区的洞穴沉积物进行了系统的采样。

此次科考新发现洞道15.3千米，其中天星岩新发现洞道6224米，包括2处溶洞大厅；伯牛坑新发现洞道407米；小南海观音洞新发现洞道1036米，它是大佛洞主要的地下河排泄系统；吊洞新发现洞道584米；新发现大佛洞支洞5547米，探测西沟洞1442米。大佛洞地下河系统新发现洞道超过1000米，并与多个洞穴大厅相连，说明大佛洞洞穴系统发育期次之多，规模之大超于早期认知。

科考团队采集了重砂样品5件，其中洞内3件、地表样2件，为揭示洞内砾石来源和地下水运移途径提供了科学依据；采集岩石标本8件和草测地质剖面4条，以揭示南郑台原地区的天坑、洞穴发育的构造、岩性的控制作用，分析天坑洞穴的成因规律；采集宇生核素石英样品8件，以测定洞内石英的埋藏年龄和洞口石英沉积物的曝露年龄，推理洞穴发育时间和崩塌时间；采集洞穴石笋4根，分析了南郑地区末次冰期DO18事件的区域特殊性，是北半球驱动的特殊响应。

科考团队在伯牛坑投放荧光素钠示踪剂，并于大佛洞地下河出口、观音洞、白水洞、龙王庙洞进行了样品的接收，实验结果将揭示南郑台原地区洞穴系统的排泄途径和地下分水岭情况，为揭示岩溶洞穴、天坑发育提供又一有力证据。

此次科考在陕西最大溶洞大厅发现，地下分水岭成因揭示和天坑演化地貌背景研究等3个方面取得新成果。

——发现陕西最大的溶洞大厅。

2016年5月，第一次中国—捷克联合天坑科考队在汉中市南郑区小南海岩溶台原面西北侧干河沟村发现了天星岩。当时，对天星岩2个消水洞和天星岩漏斗的探测结果是，洞穴长度157米，认为这是一个季节性的消水洞。今年5月1日，科考队再次对消水洞进行勘查，发现150米深处的地下河峡谷，沿地下峡谷1.7千米后，在丁字洞道交叉处发现主洞道，主洞道高大宽敞，沿主洞道行进3.5千米后，发现了长300余米、宽100米的溶洞大厅，而且主洞道仍在延伸。科考团队根据区域地质情况推测，这可能是陕西最大的洞穴大厅。

岩溶所副所长蒋忠诚指出，一般在岩溶发育条件非常好的热带及亚热带低纬度地区才有洞穴大厅。此次发现的长300米长、宽100米的洞穴大厅，相当于十几个足球场的大小，这在亚热带和温带交界地区是少见的。这说明，这里的岩溶发育程度、岩溶动力条件非常好。

——揭示分水岭成因。

在天星岩探测过程中，科考队发现，洞穴走向完成了一个360度的大拐弯，最后向西北侧的白水洞排泄；而在同纬度的小南海岩溶台原面东北侧却是小南海地下河出口。二者间地下分水岭在哪里？岩溶所教授级高级工程师吕勇在经过仔细踏勘后认为，导致天星岩地下河和小南海地下河分水岭的原因是宽缓褶皱的背斜部位，更重要的是石灰岩众多硅质条带夹层的隔水作用。这个认识也解释了天星岩洞道东侧硅质条带上发育的众多瀑布的机理。

——天坑演化地貌背景研究新认识。

过去在进行天坑演化历史的研究中，关注更多的是洞穴沉积物埋藏年龄研究，寻找洞穴古河流堆积物中的石英颗粒。而此次对大佛洞对岸罗汉洞的古地下河沉积物中石英颗粒的研究，转变为对石英暴露年龄的研究，这样一来，就从单纯洞穴演化历史的研究转变为对整个区域环境演化的研究。

今后，岩溶所将在中国地质调查局的指导下，以及陕西省地质调查院的支持和配合下，继续加大投入开展《陕中南岩溶区水文地质环境地质调查》项目，用科学数据证实汉中天坑群的科学价值，进而提升岩溶地貌学、岩溶水文地质学的社会应用价值。

 

汉中洞穴探险记

张远海

 

4月底，汉中的雨季尚未完全到来，虽然小南海岩溶台原面龙头山上还残留皑皑白雪，但气候业已回暖，鲜花盛开，正是洞穴调查探险的好季节。我们与来自捷克科学院地质所和捷克洞穴协会的探险家们一起，再次赶赴汉中，开展天坑群联合可科学考察。

洞里淘砂

龙洞，位于小南海台原面中东部，是个出水洞穴。5月5日，我们于午后从小南海镇出发前往龙洞。

车停于洞口下方，我们带上安全帽和头灯，攀援而上。洞口凉风徐徐而来，洞底溪流叮当而出。在入洞50米许，中国地质调查局岩溶所的区域地质调查专家吕勇找到一处回水区，正好是沙砾堆积之处。按照吕勇的指导，我在下游堆一小坝，蓄水淘砂。

淘砂是为了进行重砂分析，寻找它的地表源头。重砂是相对密度较大、物理和化学性质比较稳定的矿物，因其相对密度较大、呈砂状，故名重砂。根据重砂的矿物组合，进行物源识别，从而判定物源方向和物源区的大致位置。

吕勇熟练地利用淘砂盆的角度首先将黏土淘洗出去，然后将大颗粒的砾石扔掉，很多遍之后，黑色的粉末状物质浮现出来。这就是重砂。后来我们又在溪流上游、洞穴深处又淘了两处重砂样，差不多1千克，装入塑料袋中，编上号，大功告成。

接着，我们赶往大佛洞淘砂。大佛洞在1970年代是兵工厂所在地，如今被开发为旅游洞穴。因为做过工厂，洞中沉积物大部分已荡然无存。因此，寻找样品只能在洞穴深处和洞道高处。

下午的时间所剩不多，我们分为两组分头行动。在距离大佛洞洞口200米东南侧上方、60～70米高处为古佛洞上层洞，2016年在探险过程中发现洞道一侧有古地下河水文边槽，边槽内有古地下河的沙砾堆积。从下层洞到上层的道路为30～40厘米宽的步道，甚是险峻。好在，2016年留下的绳索还在。我抓住绳索，绕右手腕一圈，一步一绕，匍匐上行。步道顶端为乱石堆，越过乱石堆，才至边槽平台。很快采满了一大袋样品，然后背负下洞。

比起上坡，因为负重，脚底反而更稳，加上绳索护身，倒也不觉艰难。

山中寻宝

淘砂只能确定洞内的堆积物从何处来，无法确定沙砾堆积什么时候进入洞穴。要确定沙砾进入洞穴的时间，还要寻找更好的“宝贝”——沙砾堆积物中的石英。

5月6日清晨，我们从小南海镇出发，到罗汉洞寻找石英。

与我一同展开寻宝之旅的是陕西省地质调查院教授级高级工程师张俊良。出发之前，老乡告诉我们寻着养蜂人的小道可以方便地找到洞口。

到达山边，果然看到了一条小道，但并不是养蜂人的羊肠小道。往山上望去，坡度60度以上不仅有浮土，更危险的是碎石，甚至大块石。一旦滚落山下，可能危及谷底的寺庙和香客。

我们小心翼翼地尽量寻着基岩裸露的谷坡上行。上到一半，幸运地在毛竹林中找到了养蜂人的“之”字形小道。从小道穿过竹林，终于可以一窥洞口的风貌，却发现此洞口好像不是与大佛洞相对应的洞口。带着疑问，张俊良给同伴打电话，同时挥舞手中的强光手电，让同伴看看我们所站的位置是否是大佛洞正对的洞口。果不其然，同伴告知，大佛洞正对的洞口在我们所在洞口的右侧。从我们所在的位置向右望去，完全是悬崖峭壁。借助藤蔓的保护，我们决定翻越峭壁。

抓住藤蔓，我们不敢上望，也不敢往下看，每移动一下，都思考数分钟，生怕意外发生。但越是小心，越出问题。有时藤蔓挂住背包的带子，有时缠住背包里露出的鎯头手柄，令人进退不得。只好一只手抓住藤蔓，腾出另一只手解开藤蔓，再继续前行。

越过陡崖，终于到达另一个山坳，洞口就在陡坡上方50米左右的位置。比起峭壁，陡坡因为有许多松动的块石而更难攀援。我跪在陡坡上，寻找着可依附之物，或树根，或兰草，或藤蔓，好不容易上升了20多米，人已气喘吁吁。又前行了20余米，宽大的洞口已近在咫尺。

仔细环视洞口，洞口呈岩屋状，宽50米左右，洞高15~20米，大洞口西侧还有一个小洞，洞口宽3米，洞高2米，洞深5米多，洞壁四周全是石英沙砾沉积，而且沙砾沉积表现明显的韵律层理，粗砂——较大的卵石和砂——细砂——黏土，如此循环反复。

张俊良和我，一边讨论砂砾石形成的地质背景，一边测定砂砾石沉积剖面。我从上至下、从左到右依次取样；张俊良则采集10厘米以上的花岗岩砾石样和砂卵石样，回去左切片样，这样做物源分析更有效果。我采集了大约40多斤的样品，背负下山。

坑底寻洞

天星岩，是小南海台原面西北侧的一个天坑，于2016年中国—捷克联合科考探险时发现。

天星岩天坑坑口直径和深度都接近百米，上部是天坑洞口，底部为一条季节性的消水洞。消水洞平时为干洞，下雨的时候，水会充盈溪沟，满灌洞口。

在消水洞西北方向大约2公里是地下河出口——白水洞；而在消水洞东北方向约3公里也是地下河出口——小南海观音洞。那么，消水洞的水究竟流向何处？为了确定地下水的流向，探险队决定再次对天星岩地下洞穴进行探测。

前三天，主要是安装单绳系统。探测从第四天开始进行。

最开始探测数据显示，洞道往东南延伸，于是大家判断洞道往伯牛坑方向延伸，可能与伯牛坑相连。次日，探测数据显示洞道又转向东北方向，于是大家又推断，洞道往西沟洞方向延伸，可能与西沟洞相通。再探测的数据又显示东南向延伸，大家的推断又回到伯牛坑。每天科考回来，无论多晚，我们都要将数据输入电脑，看看洞道的延伸方向。直到第7日探测，探险队发现了一条宽30米、高50米以上的大洞穴，才明白以前探测的不过是天星岩洞穴系统的一个小支洞。

我是最后一天参加科考的，随行的除了捷克的扬·斯洛特克三人团队外，还有汉中洞穴科考爱好者李辉和余欣。

我们从路边下到季节性河道，然后顺河道走向天坑，首先是个30米的陡坎，然后横向30米，进入第二个40米陡坎，之后一小段横移，下第三个30米陡坎到地下河床。这三个陡坎，正好验证了天星岩天坑的演化历史阶段，从内往外随着河水侵蚀下切，裂点不断后退形成陡坎。

到达地下河床后，洞底并非水平，也是一段一段的小陡坎和跌水、水潭。为了探测安全和方便，探险队安装了多种类型的绳索系统，从辅助的绳结式或扁带式攀登，到独木桥式跨越，锚点贴壁横移、悬空横移，甚至绳索桥，绳索桥和保护绳配套的横移，应有尽有。

3个半小时后，我们终于抵达主洞和支洞交叉的“T”大厅。借助强光手电的光，我们初步估计大厅底的面积有1万平方米左右。我仔细观察洞道形态，主洞完全不同于支洞清晰的溶蚀沟槽、窝穴、流痕等丰富的微形态，主洞洞壁则式清晰可见、深浅相间的微倾斜岩层；与支洞洞底丰富的卵石堆积不同，主洞洞底大部分为黏土堆积和崩塌块石，局部可见河床卵石；与支洞峡谷状洞道不同，主洞洞道为大型廊道状，厅堂状洞道；与支洞倾斜洞底和众多跌水不同，主洞洞底则总体起伏不大，但洞道一侧总是伴随大量的崩塌体和黏土堆积形成的高坡；与支洞地下河占据整个洞底并伴随众多水潭不同，主洞地下河仅在洞道一侧流淌，或左或右，流量为支洞地下河的5倍左右。

我们在洞道高处寻找古地下河沉积物堆积，看看是否能发现石英颗粒。很遗憾，大部分堆积体为黏土，即使发现卵石，其成分大部分为灰岩，个别为砂岩和硅质岩（燧石），没有发现石英颗粒。

我们前行了一段距离，在采集两个重砂样后，算一算返回时间，决定先行撤离。经过连续4个半小时的艰难攀行，才看到洞口透进来微弱的光。

（作者单位：中国地质调查局岩溶地质研究所）

延伸阅读

中捷科学家汉中探险

■ 2016年5月19日～5月31日

中国地质调查局岩溶地质研究所通过国土资源部，邀请以捷克科学院地质研究所副所长迈克·菲利皮博士为领队的捷克科学院岩溶洞穴科学考察队，在陕西汉中南郑县开展了第一次岩溶洞穴科考合作，证实在陕西省汉中市南郑县小南海镇台原上存在天坑，并对其地下河进行了初步勘查。这是首次在我国热带—亚热带岩溶区最北界发现的天坑地质奇观。

随后，岩溶所与中国地质环境监测院、陕西省地质调查院开展密切合作，将天坑理论系统引入地质调查工作，在整个米仓山岩溶台原面展开天坑岩溶地质遗迹调查，更多天坑不断被发现。

■ 2016年10月20日～11月1日

岩溶所组织第二次中国—捷克岩溶洞穴科学考察，对宁强县地洞河地下河系统进入探测，探测长度12千米，为我国北亚热带及其以北最长洞穴。这次科考初步确定地洞河天坑发育的水文地质背景和发育特征方面的独特性；与此同时，组织国内洞穴科考爱好者对镇巴县圈子崖、天玄坑及其附近溶洞进行探测，并对天坑形态进行了系统探测。

■ 2017年4月30日～5月12日

岩溶所组织第三次中国—捷克岩溶洞穴科学考察，对镇巴县风洞系统进行初步探测。

根据以上调查成果，并通过对全球天坑进行对比分析，科考团队确定汉中小南海天坑群和我国西南大石围天坑群为各具特色的两种演化模式，即大石围外源水穿越型岩溶天坑演化模式和小南海内源水窗式岩溶天坑演化模式，同时将天坑类型确定为溶蚀性崩塌天坑和侵蚀性崩塌天坑两种类型。

同时，岩溶所与陕西地质调查院开展合作，确定汉中天坑群的国际地位：汉中天坑群成群出现，数量众多，迄今发现4个天坑群54个天坑，集中分布于陕西汉中4个台原面，占据全球天坑总数的近1/4，举足轻重；汉中天坑群是内源水窗式岩溶天坑演化模式的典型范例。汉中天坑群是全球发育在岩溶台原上的最大天坑群，也是我国北亚热带最大的天坑群。

陕西传媒网讯（陕西日报记者 乔佳妮 赵晨）12月19日至20日，83岁的中国科学院院士、国内岩溶地质研究顶尖专家袁道先一行来到汉中考察天坑群。省地质调查院副院长黄建军、省地调中心主任罗乾周，以及汉中市有关领导陪同考察。

袁道先院士是我国地质学、岩溶学学科带头人之一，国际知名水文地质学专家，为我国水文地质、工程地质、岩溶环境地质的研究做出了重大贡献，特别是在岩溶方面，拥有众多成果，不仅使我国岩溶研究处于国际学术前沿，也推动了全球的岩溶研究。

两天来，袁道先院士一行先后来到汉中市宁强县禅家岩天坑群、南郑县小南海天坑群进洞考察、现场记录，详细了解汉中天坑群的岩溶地貌发育情况。“汉中天坑群处于我国目前发现的天坑岩溶地貌的最北界，这点的意义非常大。”袁道先认为，汉中天坑群发现有洼地等众多岩溶地貌，这也是岩溶地貌中最普遍的一种。因此研究其成因、形成机理就有着重要的科研价值。

同时，袁道先在考察中也指出，在汉中天坑群部分岩溶地貌周边出现一些坡耕地，水土保持工作还有待提升，若要对天坑开发利用，首先就要做好这部分工作，以防水土流失进入洞穴，既不利于洞穴保护，也不利于后期的旅游开发。

随行的中国地质调查局岩溶地质研究所研究员陈伟海在谈到汉中天坑群时说，相比南方不少天坑底部原始性被破坏，汉中天坑群的原始性保持较好，下一步若要开发，必须要做好保护性开发。“首先要把资源分布、特点、价值分类评价清楚，开发时也要注意区别对待，不能一哄而上。比如可以选一些条件好的对普通大众开放，也要留有一部分不开发的作为科研基地。毕竟这个纬度出现如此大规模、高密度的天坑群还是比较少见的。”

据了解，今年7月起，我省地质专家运用遥感和航测等技术对汉中南部5000多平方公里的石灰岩发育区进行了调查，其中在600多平方公里的核心区域内发现天坑49个。“目前，我们正在加大对汉中天坑群的调查研究，并将组织有关动植物学家共同考察汉中天坑群，相信随着后期调查工作的逐步推进，还会有更多发现。一旦有新成果会及时向社会公布。”省地质调查院副院长黄建军说。