陕北丹霞地貌区是我国目前已知集中连片分布面积巨大的丹霞地貌区域之一，切实保护和利用好丹霞地貌这一珍贵资源，是践行习近平生态文明思想的具体行动。8月22日，在第四届红层与丹霞地貌国际研讨会暨第十九届全国红层与丹霞地貌学术讨论会闭幕式上，红层与丹霞研究工作组在革命圣地延安市发布《延安宣言》，全文如下：

今天，在第四届红层与丹霞地貌国际研讨会暨第十九届全国红层与丹霞地貌学术讨论会上，来自国内外200多位地理、地质、生态以及社会学界的专家学者，聚集在中国延安开展了野外考察和学术研讨，形成以下共识：

一、陕北地处中国西北干旱区向东部湿润区过渡地带，丹霞地貌分布广泛、形态多样、特征鲜明、规模巨大，是中国乃至世界红层与丹霞地貌不可或缺的重要组成部分。

二、延安地区典型的沟谷型丹霞地貌，丰富了丹霞地貌类型，是开展多学科交叉研究的天然实验室，具有全球对比研究价值。

三、延安地区丹霞地貌的发现，突破了人们对黄土覆盖区自然地理环境的传统认知，丹霞地貌与区域厚重的红色文化、黄土文化、游牧文化、石窟文化等共同构成了罕见的、独特的自然文化景观。

四、陕北丹霞地貌具有极高的科学研究和旅游开发价值，是全人类宝贵的财富。

为此，我们倡议进一步加强陕北丹霞的科学研究及保护利用，尽快启动申报国家公园、地质公园或自然与文化遗产地，使这些珍贵的地质遗迹资源造福人类，推动绿色发展和生态文明建设，为地方经济社会可持续发展做出更大贡献。

9月25日上午，美国国家地理一行25人参观了自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所桂林毛村岩溶碳循环与碳汇野外基地，重点考察了山湾岩溶峰丛洼地与非岩溶中低山地貌、背地坪岩溶生态系统及背地坪岩溶泉等几处。

首先，岩溶所曹建华研究员给参观者讲述了岩溶地区碳迁移的故事，从土壤有机质到土壤呼吸，土壤二氧化碳到岩溶作用吸收二氧化碳并转变成溶解无机碳，再到水生植物光合作用利用无机碳合成有机碳，为他们打开了认识岩溶碳循环规律新的大门。随后，一行人考察了三湾岩溶峰丛洼地与非岩溶中低山地貌，了解了如何初步识别南方湿润亚热带气候区岩溶地貌以及形成的机制。紧接着，来到背地坪岩溶林地，了解了与地带性红壤相比，岩溶生态系统中土壤具有富钙偏碱的特点。最后，考察了背地坪岩溶泉，指出岩溶水高溶解无机碳浓度是碳酸盐岩快速溶解的证据。

双方还就岩溶和非岩溶地区土壤的形成及对植物的影响，碳交易等问题展开了交流讨论。

从镇巴县城到圈子崖天坑的水泥公路还剩下最后的两三千米就修通了，这八九十千米的山路，即使是越野车，也得行驶近三个小时。

记者随同科考队从镇巴县城出发，过了三元镇，沿途都是在悬崖绝壁上忙于修路的山民。尽管已经铺上了水泥路面，但路牙子和栏杆还没有配起来。车在路上行驶，记者往窗外一看，脚下就是悬崖，没有在这样的路上跑过的人，还是会心生恐惧的。

正在修路的山民们对于我们一行的匆匆驶过很友善，从他们喜形于色的脸上，可以看出他们对天坑开发的某种期待。

科考人员在天坑底部考察天坑构造

近年来，陕西汉中天坑群的发现让天坑这种奇特的地质现象为世人所瞩目，也惊动了国际地学界。今年4月28日~5月9日，中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会联合对汉中天坑群进行了第四次国际科考。

天坑群成了继“两汉三国”汉文化之后汉中的又一张靓丽名片。汉中天坑群调查研究成果显示，汉中地区5019平方千米面积内，共发现天坑54个，占全球已发现天坑的1/4，此外，洞穴、峡谷、地缝、石芽、石林、湖泊等岩溶地貌景观超过400处，这也让汉中天坑群成了当之无愧的世界级天坑博物馆。

显然，作为罕见的地质遗迹，汉中天坑群的发现无疑会引发一股旅游开发热潮。但是，在旅游开发的同时，也必然会引来一些反对的声音，到底是重开发还是重保护，这就要考验当地政府的智慧了。

什么是天坑？

天坑是在地球表面自然形成的平均宽度与深度均超过100米的独特的大型喀斯特地貌。站在坑口直接向下观望，让人有一种深不见底的恐惧。在伯牛坑探秘期间，记者怀着好奇，糊里糊涂地跟着科考队顺着绳子往坑里滑，刚刚下到一半，就感到了莫名的恐惧。记者硬着头皮下到坑底，溶洞般的巨大洞厅令记者惊叹，随处可见坍塌的碎石，川流不息的地下暗河不知流向了何方。

据专家介绍，地下河水的强大侵蚀动力是天坑形成的主要原因之一。随着河水的不断冲刷，洞穴面积不断扩大，形成了我们看到的这种大厅。再经过数万年的冲刷和崩塌，大厅顶部完全塌陷，最终形成天坑。

对于天坑的概念，陕西省地质调查中心主任罗乾周用比较通俗易懂的语言给出了自己的答案，天坑是指四周陡壁具有一定规模、发育在碳酸岩岩区的一种地貌，是在地下河强烈溶蚀和侵蚀作用下，石灰岩不断溶解，导致岩层不断崩塌，并贯通地表所形成的。

2001年之前，天坑只是对重庆奉节县小寨天坑这种景观的特称，类似的地貌在各地有不同的名称，如“龙缸”、“石院”、“石围”、“岩湾”、“天盆”等。2001年，天坑作为一个专门的喀斯特术语被我国专家提出。

作为一种地质奇观，天坑虽然已经在地球上存在了漫长的岁月，但直到2005年，中国地质调查局岩溶地质研究所研究员朱学稳与其所在研究集体提出的喀斯特天坑理论体系和“天坑（karst tiankeng）”的名称，才正式被国际喀斯特学术界认可。这是继峰林（fenglin）和峰丛（fengcong）之后，第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。

在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham教授联合署名的论文《天坑释义》中，他们是这样定义天坑的：具有巨大的容积，陡峭而圈闭的岩壁，深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征，发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大（地下水位深埋）的可溶性岩层（以碳酸盐岩为主）中，从地下通向地面，平面宽度与深度从大于100米至几百米以上，底部与地下河相连接（或有证据证明地下河道已迁移）的一种特大型喀斯特负地形。

此外，在观赏方面是否具有稀有、壮观、险峻、生境独特和生物多样性等综合属性，也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑，可称为退化（剥蚀）天坑。

“据推断，汉中天坑群的天坑形成时间在18万年到12万年前，最古老的可追溯到68万年前，通过研究天坑我们可以研究古地理环境、气候等，可以帮助我们更好地了解过去。”罗乾周称，独特的地形、负地形下特殊的生态环境是人类了解地质、气候变化的最佳场所。

汉中天坑群的一大特点是，这些天坑都处于原始森林之中。我国的喀斯特地貌以“中国南方喀斯特”世界自然遗产最为著名，那些分布于云南、贵州、广西、重庆等地的石林、峰丛、溶洞、天生桥以及天坑等，没有一处有着汉中天坑群这样丰美茂盛的原始森林。

关于汉中天坑群的形成，陕西省地质调查中心总工程师李新林告诉记者，天坑群的形成是一个很复杂的过程，它不是简单的地质塌陷的结果，地下水流的侵蚀和微生物（细菌）的侵蚀也是天坑形成的诱因。当然微生物的侵蚀必须具备一个条件，就是上部有适合菌体繁育的土和植物。

天坑是一种自然景观，由喀斯特作用形成，因此人为作用形成的巨型坑不能叫天坑，比如矿坑就不能算天坑。此外陨石撞击地球形成的陨石坑也不能叫天坑，因为它不是喀斯特作用所形成的。

北纬30度以北

北纬30度主要是指北纬30度上下波动5度所覆盖的范围。在这一个纬度发生着许许多多让人捉摸不透的未解之谜和神秘事件，四大文明古国全部集中在神秘的北纬30度附近。

据研究发现，在北纬30度附近发生的地震都十分严重，其实不仅仅是地震，海难、火山和空难在北纬30度发生的概率也非常高。

在北纬30度，既有着许多奇妙的自然景观，又存在着许多神秘现象以及未解之谜。北纬30度发生的一系列现象都有着一定的必然联系，其被人们称为地球的脐带，该纬度的磁场、电场、重力场等都对地球环境产生了很大的影响，北纬30度未解之谜等着人们去探索。

北纬30度既是地球山脉的最高峰所在地，又是海底最深处的藏身之所，世界著名的几条大河都在这一纬度进入海洋。在这里，不仅有着神秘的古埃及金字塔群，还有神秘的火神火种壁画，死海、空中花园、百慕大三角州、玛雅文明遗址等都在这一纬度存在着，甚至人们猜想的亚特兰蒂斯似乎也存在于北纬30度附近。

在北纬30度存在的神秘现象以及未解之谜数不胜数，这一纬度也一直被人们称之为神秘的北纬30度。地球在46亿年的历史变迁过程中，形成了今天独特的地质和地貌特征。关于北纬30度的奇异现象，尽管地球物理学家发现了由地表至地心分布着地壳、地幔和地核，以及三者不同尺度的三维横向不均匀性，但有些奇怪的自然现象还无法弄清，很多问题仍需进一步进行研究。

天坑是一种罕见的地质现象，一般形成期在50万年左右。目前，全世界发现并被确认的天坑共有130个，其中90多个在中国。那么，为什么说这次发现的汉中天坑群十分罕见？原来，汉中天坑群发现之前，全世界发现并被确认的天坑均位于北纬24度~31度之间和南、北纬20度以内，而在汉中发现的天坑群沿着大巴山脉，分布在北纬32度~33度范围内，是在我国北纬32度湿润热带-亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观。

据了解，汉中天坑群是首次在北纬32度~33度范围内被发现的全球纬度最高的天坑群，填补了世界岩溶地质研究的空白。汉中天坑群共有54处，主要分布在汉中市宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇4个区域，其中超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个、其他地质遗迹473处。

中科院院士袁道先在进行实地考察后认为，汉中天坑群将我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区界限显著北移，具有重要的科学价值，合理保护与开发利用天坑群地质遗迹资源，对于地方经济发展具有重要的推动作用。

汉中发现罕见天坑群的重要价值在于，不仅极大地丰富了我国乃至世界地质遗迹旅游资源，更填补了世界岩溶地质研究空白，增加了生物研究原始样本，对研究我国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要科学价值，其被专家誉为改写地质历史的世界级“自然博物馆”。

由联合国教科文组织选出的地质公园是以其地质科学意义、珍奇秀丽和独特的地质景观为主，融合自然景观与人文景观的自然公园。联合国教科文组织的目标是选出超过500个值得保存的地质景观加强保护。目前，我国已有35处地质公园进入联合国教科文组织世界地质公园网络名录。无论是地质公园还是世界自然遗产都是全球自然景观中的佼佼者，其科学意义和旅游观赏意义不言而喻。记者从不同渠道了解到，针对汉中天坑群这一独特的地质遗迹，目前各方正在积极筹备世界地质公园和自然遗产申报。

中国地质调查局高级工程师毛晓长认为，汉中天坑群与南方天坑有着不同的形成机理，生物多样方面也很独特，因此从稀有性、科学性、美学性、可保护性等方面而言，汉中天坑群具备成为世界级地质遗迹的条件。

专家认定，汉中天坑成群分布，规模巨大的洞穴廊道、地缝、峡谷、石林及湖泊等岩溶景观类型齐全，组成了完整的岩溶地貌系统。岩溶洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物及重力崩塌堆积物，为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了素材。

记者了解到，中国地质调查局岩溶地质研究所与陕西省地质调查院已达成共识，拟共同推进汉中天坑群国家及世界地质公园申报工作，初步确定以汉中黎坪地质公园为基础，联合南郑小南海、宁强禅家岩天坑群，争取申报世界地质公园。

开发之惑

天坑是一种独特的自然奇观，为喀斯特条件下所特有。它在自然景观中，具有稀少、奇特、险峻、恢弘、壮丽、秀美、生态环境独特等一系列特殊的旅游观赏价值与感官属性。同时，天坑总是与洞穴、地下河、奇峰怪石等其他旅游资源共存于一体，因而无疑是一种特殊的超级旅游资源。

据了解，重庆小寨天坑已于1999年向游人开放，广西乐业大石围天坑群正在旅游开发规划之中。未来，喀斯特天坑风景名胜区将为世界旅游业增添一个璀璨夺目的亮点。

汉中天坑群一般分布在人迹罕至的大山顶上，居住在这里的村民大多因为交通问题而在贫困线上挣扎着。在南郑县小南海镇考察伯牛坑时，正在地里干活的一位老农民悄悄地向记者打听，这里真的能开发吗？几天后，在央视对镇巴县三元镇天悬天坑进行直播的当天，一群前往围观的当地村民又问了同样的问题，其中一个年轻人告诉记者，他自己花钱修通了一条从家到公路的水泥路，准备开一个农家乐。

记者注意到，每个天坑附近的百姓都对天坑的开发充满了期待。面对这一世界级的旅游资源，当地政府又岂能错过？对于经济欠发达的汉中来说，有开发利用的冲动也在情理之中。但是天坑资源属于不可再生的自然遗迹资源，一旦开发不当将会带来不可挽回的损失。

在本次科考期间，中国地质环境监测院地质环境评估室主任、全国重要地质遗迹项目负责人董颖对天坑一味地搞大规模开发提出了反对意见，她说：“地质遗迹开发要谨慎，应以保护为主，即使要开发，也应该以维持天坑的原貌为基点，不要对其原有的风貌进行破坏，否则就失去了意义。”

因此，对于经济实力不强、脱贫攻坚压力较大的汉中来说，如何利用天坑群资源，推动区域经济发展、促进当地群众致富增收成了主政者面临的主要问题。

“汉中天坑群基本上为原始状态，未受人为破坏，保存程度极好。”李新林介绍，汉中天坑群地质遗迹呈现地面与洞内景观相结合的多层次的游览空间，可以与人文、生态及红色旅游资源相结合，形成完整的旅游资源配置格局，具备观光游览、度假休闲、探险科考、科学研究、科普教学等多种功能。

据了解，由于自然条件限制，天坑周边交通十分不便，当地群众的生活也十分贫困。周边群众期待天坑群的发现能够带动基础设施建设，依靠生态旅游促进自然资源开发和农副产品销售，为当地脱贫攻坚提供机遇。

实际上，由于汉中天坑群还处于科考阶段，旅游还尚未开始，加之天坑所在之处地形都较为险峻，保障措施还不完备，为了游客的安全，暂时没有对外开放。不过，在科考队进入圈子崖天坑和天悬天坑期间，记者发现，还是有不少重庆、四川、湖北等外省市的游客慕名前来参观旅游。

据了解，当地已着手编制下一步调查、保护和开发利用方案。陕西省计划对其余岩溶遗迹区继续开展深入地质勘查，并启动地质遗迹保护管理办法的起草工作。

“通过考察，我们发现，汉中天坑群还存在许多未解之谜，需要我们在今后若干年开展多学科、多方面的深入调查。”陕西省地质调查院副院长黄建军说。

斯洛文尼亚科学院岩溶所的安德烈·米哈维奇博士在不久前考察汉中天坑群后表示，汉中天坑群非常壮观，具有很高的科学价值和旅游价值。

斯洛文尼亚最著名的波斯托伊纳洞已有约200年的开发历史，它经历了一个不断纠正错误和调整旅游战略的发展过程，以求在遗迹保护和开发旅游之间实现平衡。安德烈·米哈维奇说：“我建议对汉中天坑群的保护利用进行综合评估，三思而后行，避免破坏和犯错。”

汉中天坑群如何做到在保护中开发，相信当地政府部门会有一套完善的规划。记者意识到，要想更好地开发，把汉中天坑群当作一个地学科普基地，还需要我们的地质学家更好地讲好地球的故事。

在广东罗定河口开展红土壤野外调查。 卜建军 摄

近日，中国地质调查局地质力学研究所组织相关人员在北京进行下一年度地质调查项目立项论证时，一项有关南方红土的基础地质调查项目引起了人们的关注。那么，广泛分布于我国南方地区的红土有着怎样的地质生态意义？即将推进的地质调查工作，将对开发这类土地资源、解决红色荒漠化等地质环境问题发挥哪些作用？请看地质力学所有关专家的解读——

探寻红土水热、植被、母质条件与水、气、生物、岩石圈层物质循环的关系

“南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳，也是我国分布最广的第四纪土状堆积之一。它与我国西北地区深厚的黄土—古土壤沉积物相对应，精确记录了第四纪的古气候环境信息。”

地表作用与系统演变基础地质调查工程首席专家、地质力学所研究员胡健民介绍说，“早中更新世以来，在中国南方自秦岭—淮河以南、青藏高原以东广大地区发育红土沉积物，据推测面积达220万平方公里。它们是我国中、低纬度地区受第四纪季风气候影响下形成的特征沉积物，其分布、成因、来源及理化特征与新构造运动的发展、东亚季风系统的建立及第四纪全球气候变化的纬度效应均有着潜在耦合关系。”

比如，南方网纹红土属富铝红色沉积物，呈强酸性，高度风化，主要形成于中更新世—晚更新世早期，经历了长期相对湿热的气候环境。但从沉积物颜色变化、粒度组成、化学成分、孢粉组合等指标看，网纹红土并不是在持续湿热背景下形成的，其间可能经历了相对冷湿或凉干的气候。这样说明中国南方古气候存在多个“沉积—成土—构造”过程的旋回。

可见，红土中隐藏着反映气候周期性变化的“密码”，记录了全球气候变化、青藏高原隆升所引发的季风环流的形成与发展的过程，特别是中更新世全球气候和环境巨变等构造—气候事件，并且可与北方黄土—古土壤序列以及深海沉积记录相对比。

那么，为什么与西北地区的黄土沉积相比，有关南方红土的研究相对薄弱呢？

专家指出，中国南方湿热气候导致的强化学风化作用，使得红土的原始沉积学信息在成土过程中被显著改变。而正是由于红土成因的多元性、物质来源及沉积模式的不确定性，阻碍了科学家对中国南方红土的认识以及对其所含古气候信息的提取，阻碍了对第四纪全球变化及区域气候相应的认识。

地球系统科学是地质调查工作的理论基础。

近年来，地学界已开辟红土成土过程与全球变化研究的新方向，将红土的成土过程与宏观时空变化相结合，探寻红土水热、植被、母质条件与水、气、生物、岩石圈层物质循环的关系，以及红壤物质循环对环境和全球变化的影响。“目前，亟需获得中国南方红土沉积物地球化学信息及有效物源指标，探究南方红土表生风化特征及沉积物的来源，从而认识南方红土蕴含的有关圈层相互关系的地质记录。”胡健民说。

探查红土区生态地质环境演变规律，助力南方红土丘陵区生态脆弱性的改善

自然资源部成立之后，基础地质调查工作正在从支撑矿产资源向自然资源转变。只有查明自然资源的物质基础和空间载体，才能为支撑自然资源管理、经济社会发展、生态文明建设提供基础信息资料和科学决策依据。

“在当前和今后一段时间，基础地质调查工作将着力解决自然资源和生态环境关键基础地质问题，深化多圈层交互作用调查，全面支撑服务自然资源管理和生态文明建设。”胡健民告诉记者，红土分布区涉及多种类型重要生态系统，是生态环境比较脆弱的地方，人地关系矛盾极为突出。

这与红土区地形起伏多变、降水时空不均匀等自然条件和红土自身酸、瘦、黏的性质有着很大关联。加上人类的不合理开发利用，导致中国南方红土生态系统面临着水土流失、土壤酸化、肥力退化、季节性干旱、土壤污染、生物退化、石漠化及土地沙化、耕地面积缩减和系统功能衰减等一系列生态环境问题。

红土区的生态环境脆弱性表现为：土层较薄，肥力贫瘠；人口密度大，人为活动强烈、土地严重过垦，土壤质量下降明显；自然植被破坏严重，雨量多而集中，暴雨强度大，水土流失严重。

资源潜在的生产能力得不到应有的发挥，整个地区农业及经济持续发展必然受到严重影响。

目前，我国对红土的认识尚存在一些不足：一是对红壤肥力的现状及其分布认识的不足；二是对红土质量的评价指标和保护认识不足，评价指标上偏重于土壤化学和物理性质的评价；三是对红土的认识缺乏系统性和整体性，未将其看成一个生态系统。

认识上的不足，也大大限制了人类对红土区自然资源的合理开发和利用。

“因此，我们在明年的地调项目中特地安排了有关南方红土覆盖区的基础地质调查项目，着重对红土与环境变化进行研究。”胡健民说。

地质力学所副研究员傅建利告诉记者，当前国际土壤学围绕环境与农业问题，形成了以研究土壤与环境保护、土地覆被与土地利用、土地评价、土地退化与修复、全球变化与区域治理等重大问题为核心的综合研究趋向。我国也应加强对红土的综合性研究，尤其要关注自然和人为活动影响下红壤生物地球化学循环、红壤丘陵区地表侵蚀速率及其动力学、红壤退化的时空变化和退化机理、土壤温室气体及其源汇领域研究，从而揭示现代生物气候条件和人类活动对红土表层的影响与改变，为现代生态环境恢复奠定基础。

深化对“红土荒漠化”等灾害的认识，服务区域经济发展规划和防灾减灾工作

严重的水土流失还会造成红土覆盖区“红土荒漠化”等地质灾害。

华南红土区具有中亚热带优越的生物气候条件，是我国热带和亚热带经济及粮食作物的重要生产基地。由于该区雨量丰沛但时空分布极不均匀，洪涝与干旱并存，同时坡面分布广泛，加上长期对土地资源的不合理开发与利用，整个地区水土流失十分严重，其严重程度并不亚于黄土区。

据统计，长江流域以南的红土丘陵地区水土流失涉及琼、粤、桂、湘、赣、闽、鄂七省( 区 )，水土流失面积已达 220万平方千米，仅长江上游地区就达35.2万平方千米，水土流失区的土壤流失量高达15.6亿吨。

另据国家林业局统计，我国南方的湿润沙化土地分布面积达到0.88万平方千米，范围包括浙江、福建、江西、湖南、湖北、广东、广西、海南、贵州、云南、四川、重庆等12个省（区、市）的260个县（市、区）。

红土荒漠化是中国南方湿润区水土流失的一种重要形式。如东南沿海及江南丘陵山地区的花岗岩、红色岩系和红土分布区等生态脆弱带出现的土地荒漠化，其基本特征为基岩裸露和生态功能丧失，其中劣地式红层荒漠是通过表土层被流水侵蚀，造成红层基岩或其风化壳斑点状暴露作为开始，进而形成大面积的裸露的红层基岩或密集侵蚀沟的劣地式红色荒漠，俗称“红砂岭”或“牛肝地”。这些地区植被演替脱离湿润区的生态发展轨迹，形成旱生灌丛群落，并最终失去生物生产力，土壤含水量降低，有机质减少直至完全检测不到有机质，变成寸草不生的裸地。

红土荒漠化不仅造成大量的水土流失，而且也存在严重的地质灾害、水资源和水环境以及土地退化等问题，对区内的道路建设与养护、城镇建设、工农业生产和居民区安全也构成隐患。

“严重的水土流失，已严重影响了人民的生存环境，不仅危害人类的健康和生命，也严重影响了人类的生产和生活活动。加深对红土区地质灾害发育规律的认识，不仅能有效服务于区域的防灾减灾工作，而且对于国土资源的合理开发利用、城市建设和区域经济发展规划等提供科学依据。”胡健民表示。

加强现代化地质调查，促进人类对红土区自然资源的合理开发和利用

人地矛盾的解决，依赖于该区基础地质调查资料的支持，特别是对反映地区特点的自然资源和地质环境条件，综合评价地区资源环境承载能力的综合调查。

虽然，之前地质工作者曾对南方红土区进行过基础地质调查等多方面的区域地质工作，对红土区分布区的基岩和构造等基础地质有了清晰的认识，对长江下游流域的红土层的沉积结构和元素地球化学特征及成壤作用过程和古气候记录等也开展了大量研究，但是对于不同红土类型的划分和空间分布及其与之相关的生态环境问题方面的研究仍显不足，无法满足当前区域经济发展和生态文明建设对基础地质调查工作的要求。

自然资源部成立之后，地质调查工作积极拓展工作领域，将开展数量、质量与生态“三位一体”的多门类自然资源综合调查。不仅将针对山水林田湖草共同体，大力加强资源环境承载能力调查评价、监测预警和国土空间适宜性评价，而且将加强地球多圈层交互作用研究，提供地球系统科学解决方案。

傅建利说：“地球表层系统是一个相互作用的耦合系统，红土作为地球表面最表层的地质体，是深、浅部和人类及大气等圈层综合作用的结果。红土的形成演化既受母质基岩岩性控制，又受到气候的影响；同时，红土的发育受地表水圈和人类活动的影响，同时又影响地表水圈的演化和人类的活动。加强对地表红土层为重心的综合调查，深化对红土成因机理的认识，将对科学合理、绿色高效开发利用红土区资源有着重要意义。”

“地质力学所正在组织力量，从统一的生态系统整体角度，针对南方不同类型红土地层记录的热带亚热带地区古气候古环境演变过程、南方红土区水土流失和红色荒漠化等地质灾害发育规律、不同类型红土的理化性质和发育过程对地球表层系统的响应等三个方面开展地质调查和研究，为优化国土空间开发格局、构建可持续的山水林田湖草生态体系提供基础地质图件及科学理论依据。”傅建利介绍说。

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南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳, 也是我国分布最广的第四纪土状堆积。因此，南方红土大致可以划分为两种类型：一类是以第四纪松散堆积物为母质发育的红色风化壳，另一类是以各种基岩为母质发育的红色风化壳型。

加积型红土是以松散沉积物为母质的红色风化壳，一般称为南方红土，其中分布在长江中下游地区的加积型红土，主要包括网纹红土、下蜀土和成都黏土等。

风化残积型红土以各类基岩为母质发育的红色风化壳也可称为风化残积型红土，主要分布在长江以南地区。按照其母质的分布，大致又分为两个区域，第一个区域以碳酸盐岩为母质发育的风化壳，主要分布在我国西南的云贵高原、四川东部、广西、广东北部、湖南西部及湖北西部的岩溶山区，厚度一般较小；第二个区域以花岗岩、砂岩、变质岩、玄武岩为母质发育的风化壳，主要分布在我国华南的广大区域，厚度不一。

另外，在我国浙江、福建、广东等地的沿海岬湾地区的向岸风岸段台地上断续分布着一种红色、棕红色半胶结的中细砂风成沉积物，经后期风化，这些沉积物的上部呈红色、棕红色甚至出现网纹红土，地质调查中一般泛称这些砂质沉积为“老红砂”。

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。

2018年3月13日，汉中天坑群国际研讨会在陕西西安召开。

与会专家经过前期一周的野外考察和室内调查成果资料的审阅，分别从各专业角度分析了汉中天坑群发现的科学价值和意义。针对汉中天坑群的国际地位、区域地貌特殊性价值、复杂多样的发育演化模式、特殊的地表水、地下水、深层水相互作用的独特成因等，专家认为应深入从沉积地层、构造发育史、气候变化等几方面的研究，进行汉中天坑构造成因分类，逐步深入汉中天坑群的科学价值，为后续世界自然遗产或世界地质公园的申报提供依据。

汉中天坑群的发现，其价值、意义被认为是2008年以来全国地质遗迹调查成果中的第一位，其社会效应和科学价值最为典型。汉中天坑群调查成果受到了国内外专家的高度认可。汉中天坑群的发现填补了北纬32-33度湿润热带-亚热带最北端岩溶地质研究的空白，打破了过去西南片区天坑发育的传统认识。汉中天坑群是台原上发育的最大天坑群。汉中天坑群的发育机理、演化模式、区域地质地貌、古地理环境演变的意义需要中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西地质调查院、以及国内外高校、科学团队进行深入的合作，共同深化汉中天坑群的科学意义。

会议由陕西省地质调查研究院、中国地质调查局岩溶地质研究所、中国地质环境监测院联合举办。中国科学院袁道先院士、张国伟院士，中国工程院王双明院士，及来自陕西省政协资环委、中国地质调查局水工环部、地调局岩溶所、乌克兰科学院、英国伯明翰大学、斯洛文尼亚科学院岩溶研究所、澳大利亚麦考瑞大学、英国洞穴协会、中国科学院地球环境研究所、中国科学院地球物理研究所、西北工业大学、西北林业大学等多家学术机构的50余名领导、专家参加会议。