[科普中国]-天坑

天坑是指发育在碳酸盐岩喀斯特地区的一种周壁峻峭、深度与口径可达数百米的喀斯特负地形，具有巨大的容积，底部与地下河相连接（或者有证据证明地下河道已迁移）。2001年之前一直将其作为喀斯特漏斗的特例，2001年我国学者正式提议将这种喀斯特地貌命名为“天坑”。

上世纪80年代初，地质学家在中国境内发现的“大岩湾”“小岩湾”，是世界上首次发现的大型漏斗地貌，在此之后随着我国南方大型喀斯特漏斗的不断发现，此类地貌得到了国内外学者的深入研究。

名称由来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”等。

2001年，天坑作为一个专门的喀斯特术语被专家提出。2005年，国际喀斯特天坑考察组在重庆、广西一带大规模考察后，“天坑”这个术语在国际喀斯特学术界获得了一致的认可，并开始用汉语拼音“tiankeng”通行国际。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。

直至2010年，已经被确认的天坑达78个，其中2/3分布在中国，当然关于天坑的考察、认定和争论尚未停止。

2016年11月25日，陕西汉中发现罕见大规模天坑群，其中天坑49处（超级1个、大型17个、常规31个），直径50-100米的漏斗50余处，洞穴50余处，其它如峰丛、洼地、石林、地缝、峡谷、湖泊、石芽等岩溶地貌景观60余处。其中最大口径达520米（镇巴三元圈子崖天坑）。12

成因及发育条件形成于碳酸盐岩层中的天坑共有两种成因类型，即塌陷型和冲蚀型。

塌陷型天坑塌陷成因的喀斯特天坑是我国目前发现的最主要类型，在数量上占绝对优势，如小寨天坑、大石围天坑群、小岩湾天坑、龙缸天坑等。

塌陷天坑是由地下河强烈的溶蚀侵蚀作用导致岩层的不断崩塌并达到地表而成。其发展由地下到地面，并经历地下河洞道、地下崩塌大厅、地表天坑几个主要阶段。

塌陷型天坑的形成应具备以下必要条件：有连续沉积、厚度巨大的碳酸盐岩层，并有较广泛的连续出露与分布；岩层的水平至平缓产状，尤以宽平的背斜轴部最为有利；位置相对很低的排水基准面和含水层的包气带厚度在50-200m以上；温湿多雨的热带至亚热带气候条件；含水层中存在着物质、能量输入与输出功能强大的动力系统。3

冲蚀型天坑冲蚀型天坑是在特殊的地质、地貌与水文条件下形成的一种落水洞式或盲谷式天坑。目前仅发现了两例。

其发育条件应具备：上部与下部应具备巨厚的非喀斯特化与喀斯特化岩层叠置结构并分别在上游与下游广泛出露；岩层在整体上呈水平至平缓状；下部喀斯特化岩层中存在100-200米厚度的含水层包气带；温湿多雨的热带至亚热带气候条件；有数十万年以上的地壳持续上升历史。3

国内分布小寨天坑世界上仅有的三例超级天坑（深度和宽度均超过500米）之一，位于距奉节县城91千米的荆竹乡小寨村。小寨天坑坑口地面标高1331米，深666.2米，坑口直径622米，坑底直径522米。坑壁四周陡峭，在东北方向峭壁上有小道通到坑底。坑壁有两级台地:位于300米深处的一级台地，宽2-10米，台地有两间房屋，曾有人隐居；另一级台地位于400米深处，呈斜坡状，坡地上草木丛生，野花烂漫，坑壁有几个悬泉飞泻坑底。坑底下边有地下河，小寨天坑是地下河的一个"天窗"。小寨天坑与天井峡地缝属同一岩溶系统，天坑底部的地下河水由天井峡地缝补给，自迷宫峡排泄；从天坑至迷宫峡出口地下河道长约4千米。小寨天坑当称"天下第一坑"，属当今世界洞穴奇观之一。

四川天坑2012年9月起，广元利州区工农镇三颗村6组一块玉米地里出现了一个直径约20米深不见底的“天坑”。据附近村民介绍，该“天坑”是经过6天6夜的塌陷形成的，但形成的原因并不明确。

“天坑”直径约为20米，坑内可看到泥层的地方最深约15米，再往下则便没有光。为试探坑的深度，有人抱起一块重约2斤的石头朝坑内扔去，只听见“啪、啪、啪……”的声音一直延续并变小。“石头没有到底部，发出的‘啪啪’声是碰到坑内其他的石头了，这个坑具体有多深，无法估计。”

据家住“天坑”附近的村民黄大金介绍，出现“天坑”的地是他们家的玉米地，这附近只有3家住户，他们家距离“天坑”出现处约200米。“第一次下陷的时间是去年9月上旬，当时是晚上9时左右，有听到泥巴、石头撞击到一起的"隆隆"声，当时还以为是地震了，但因为房屋没有动，所以就没有起床查看。而家里的黄牛就是拴在‘天坑’附近的树上，黄牛当天晚上叫了一整晚。”黄大金说，“就这样响了差不多6天6夜，就形成了这个直径约20米的大坑。”4

2013年12月12日凌晨0:40许，广元市朝天区平溪乡三组突然发生地陷，造成的天坑长约60米，宽40余米，坑深越30余米。当地村民王加顺11间旧房被埋，新建楼房开裂成危房，王加福家一间旧房被拉塌，所幸无人伤亡。垮塌还在继续扩大中。

江苏天坑2014年1月5日，位于连云港市新浦区滨河新城一条在建的公路旁突然塌陷，随后形成一个巨大的“天坑”，道路施工被迫停止。记者了解到，“天坑”位于道路边上一磷矿矿区内，距离新修的道路大约70米，新修道路有500米的路段穿越了磷矿的“采空区”。事发后，磷矿方面立即向多个相关部门进行汇报，并采取了有效防范措施。目前，对于“天坑”的处置以及道路下一步安全等方面的解决方案，正在进一步论证中。图为直径超过一百米的“天坑”。5

乐业天坑群1998年国土资源部在广西壮族自治区百色地区乐业县进行土地资源调查时，发现一种世界罕见的地质奇观 —喀斯特漏斗群，又称乐业天坑群。该地区为典型的喀斯特地貌（即岩溶地貌）。降水量大，为地下洞穴的发育提供了良好条件。

乐业天坑群位于中国广西乐业县，占地约20平方公里。初步已发现有大石圩、白洞、风岩洞、穿洞等20多个天坑。“天坑”四周皆被刀削似的悬崖绝壁所围，形成一个巨大的竖井，底部是人类从未涉足过的几十万平方米的原始森林，并有地下河相通。森林中有大量珍贵的动植物品种。其地下原始森林面积为世界第一，深度位居世界第二，容积居世界第三，具有极高的科研价值。乐业天坑群是世界最大的天坑群，截止已发现的近20座天坑几乎囊括了各种类型的天坑，是一座“天坑博物馆”和“世界岩溶圣地”。

乐业天坑群中最大的大石围天坑，垂直深度613米，南北走向宽420米，东西走向600米。大石围天坑（又名乐业地下龙宫天龙口）位于中国广西乐业县同乐镇刷把村百岩脚屯。通过GPS地球卫星测量仪测出，大石围天坑深度为613米，坑口长为东西走向600米，宽为南北走向420米，容积约为0.8亿立方米。其坑底原始森林的面积达十几万平方米，位居世界第一位。垂直高度和容积仅次于中国重庆市的小寨天坑，位居世界第二位。

陕西汉中天坑群汉中天坑群这一世界级“天坑群”地质遗迹的发现，不仅填补了世界岩溶地质研究空白，增加了生物研究原始样本，更极大地丰富了我国乃至世界地质遗迹旅游资源，未来这里将成为我国新的重要旅游目的地。

通过对600多平方公里核心区域的深入调查，在汉中南部秦岭造山带与扬子地块结合部位，新发现地质遗迹200余处，其中天坑49处(超级1个、大型17个、常规31个)，直径50-100米的漏斗50余处，洞穴50余处，其它如峰丛、洼地、石林、地缝、峡谷、湖泊、石芽等岩溶地貌景观60余处。

这些遗迹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、镇巴县三元镇四个区域。其中，镇巴县三元镇和南郑县小南海镇集中区天坑最为密集，岩溶地貌景观形态最为完整，分布有单体规模最大的镇巴圈子崖天坑、形态最典型的镇巴天悬天坑、坑底有原始森林的南郑伯牛大型天坑。另外，西乡县骆家坝镇集中区则发现有雄伟壮观的天生桥和商周时期川陕最大悬棺遗址——“神仙崖”悬棺墓。

汉中天坑地质遗迹具有3个方面的显著特点，从地质遗迹本身的物质组成看，天坑、石林、溶洞等都是发育在古老而坚硬的碳酸盐岩地层之中。这些地层成岩程度高，抗压性强，为其保持自然状态提供了有利的物质条件。从地质遗迹周边环境看，地质遗迹分布的最核心区域，地势险要，人迹罕至，岩溶系统完整，生态系统良好，各类地质遗迹均保持原始状态、自然状态、天然状态，基本未受到人为干扰和破坏，是最为完整、最具自然状态的世界级地质遗迹。

天坑洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物以及重力崩塌堆积物等，为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了宝贵素材。另外，天坑群为某些动植物的生长、发育提供了特殊的生态地质条件，特别是鼯鼠等濒危物种的发现，为研究大巴山生物多样性、丰富性、复杂性、独特性提供了极佳场所。1

其他天坑重庆武隆后坪乡冲蚀天坑群

重庆武隆天生三桥天坑群

四川兴文天坑群

贵州织金义界河天坑群

贵州紫云水塘天坑群

贵州罗甸董当天坑群

贵州安龙板洞天坑

广西乐业天坑群

广西巴马天坑群

广西凤山三门海天坑

广西河池市东兰县罕见天坑，在泗孟田园风光景区周边还发现了天坑群，其中一个天坑深度约420米，为国内罕见。6

北京市房山区上方山森林公园天坑

湖南张家界天坑

四川广元曾家山川洞庵天坑

南京新街口天坑

云南沧源天坑

国外分布温特帕克天坑温特帕克天坑在1981年形成于该市一个公共游泳池下面，其成因可能是水通过游泳池底的小裂缝渗入下面的土壤。由于佛罗里达州的土壤多沙，即便是游泳池周围的水生植物也有可能慢慢地将足够多的土壤冲走，侵蚀下面的固体石灰岩层。

马尔伯里天坑这个深约185英尺(约合56米)的天坑于1994年出现在佛罗里达州的马尔伯里市，发生塌陷的地方位于采矿企业IMC-Agrico倾倒的一堆废料。该公司当时正在开采岩石以提取磷酸盐。磷酸盐是一种化学物质，是化肥的主要成分，主要用于制造磷酸，以及增强苏打和各种食品的味道。然而，在磷酸盐从岩石中提取出来以后，主要成分是石膏的废料被作为泥浆过滤出来。 随着一层层的石膏被晒干，就形成了裂缝，就像出现在干燥泥团上的裂缝。后来，水在裂缝中不断流动，将地下物质卷走，为天坑的形成创造了条件。

永不沉没之坑阿拉巴马州“永不沉没之坑”是一个石灰石陷坑，深度大约在50英尺(约合15米)左右，里面生活着罕见的蕨类植物。上世纪90年代，一群探洞者买下了这个陷坑，通过这种方式为子孙后代保护这个自然奇观。

危地马拉天坑2007年，危地马拉城也曾出现过一个类似天坑，这个天坑的直径约为60英尺(约合18米)，深约300英尺(约合100米)。

皮谢尔的陷坑长年开采锌矿和铅矿让俄克拉荷马州与堪萨斯州交界附近皮谢尔的地面布满陷坑，包括2008年所拍照片中的这个陷坑。一些矿在挖掘过程中距离地面太近，顶部无法支撑上方土壤的重量，最终导致塌陷。密苏里州的格乌泽说：“密苏里州和宾夕法尼亚州西部的煤矿附近也曾出现过陷坑。我们的建矿技术越来越高，顶部足以支撑上方土壤的重量。”

其他天坑伯利兹城蓝洞天坑

冰岛陷坑

墨西哥伊克·基尔天然井

俄罗斯亚西伯利亚天坑

科学考察中国和来自法国的科考专家近日围绕东兰的地质资源开展了首次联合科考活动，探测地下洞穴长度达16.5公里，发现一座深度超过400米的天坑，为国内罕见。

此次中法联合科考队队长、法国洞穴探险联盟协会秘书长让·波塔西介绍说，历时8天，中法科考人员联合对东兰县境内的武篆镇、泗孟乡、兰木乡等地的12个洞穴（天坑）进行了科学探险活动。6

科考探险队发现，东兰县的地下洞穴不仅地质构造复杂，地下河资源丰富，一些洞穴相通形成廊道景观，洞穴内还不乏造型各异的钟乳石、流水、瀑布、湖泊等。科考人员在泗孟田园风光景区周边还发现了天坑群，其中一个天坑深度约420米，为国内罕见。6

2016年3月3日，科考人员进入天坑探险。科考人员在天坑底部发现地下水，在探险过程中，科考人员发现了蝙蝠、百花蛇、国家二级保护野生动物紫色金线鲃以及不知名的多脊柱动物和花朵等动植物，并且首次在广西境内发现洞穴生物布甲。科考专家称初步探险即发现东兰地质资源十分丰富，随后还将把探险发现的不知名物种的图片，交给动植物专家进行科学鉴定。6

价值科学价值天坑是喀斯特作用形成的一种规模最大的个体形态，是在漫长的地质历史中经过内外动力地质作用形成的，具有稀缺性和不可再生性。在喀斯特及其相关科学研究中具有巨大的科学价值。

天坑的形成与喀斯特水文地质过程及含水层的演化有着特别密切的相互联系，天坑形成机制及其分布与演化规律的研究，可能会导致人们对含水层性质及演化过程认识的巨大飞跃。

天坑的研究将有助于对喀斯特作用的基本机制，特别是溶蚀、侵蚀和崩塌作用的机制及其相互关系认识的深化及发展。3

旅游价值天坑是一种自然奇观，并为喀斯特所特有，具有稀少、险峻、奇特、恢弘、壮丽、生态环境独特等一系列特殊的旅游观赏价值及感官属性。3

本词条内容贡献者为:

徐浩杰 - 讲师 - 兰州大学