喀斯特地貌考察研究及钟乳石制作尝试

曹一豪+韩静

摘 要：重庆市武隆县已列入《世界遗产名录》，喀斯特地貌发育典型，通过对武隆县天坑、溶洞等进行考察，了解了喀斯特地貌的特征及形成過程，并尝试自己制作钟乳石，探索钟乳石形成原理。

关键词：喀斯特 钟乳石 制作

喀斯特（KARST）即岩溶，是水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由这些作用所产生的现象的总称，由喀斯特作用所造成地貌，称喀斯特地貌（又称岩溶地貌）。地表喀斯特地貌类型主要有溶沟、石芽、天坑、竖井、溶蚀洼地、溶蚀谷地、峰林、峰丛、孤峰、天生桥等，地下岩溶景观主要有石笋、石柱、石钟乳、石幔等。我国南方喀斯特世界自然遗产主要分布在贵州省、云南省、重庆市、广西壮族自治区，总面积97125 hm2，缓冲区总面积176228 hm2，位于亚热带暖湿-温湿季风气候区，属于湿润多雨的亚热带气候，夏季受太平洋东南季风和印度洋西南季风影响，冬季在西伯利亚冷空气高压影响下形成西北季风和东北季风。

重庆市武隆县是中国南方喀斯特世界自然遗产的七个片区之一，孕育出了三个独立喀斯特系统，包括后坪冲蚀型天坑喀斯特系统、芙蓉洞洞穴系统及天生三桥喀斯特系统，都是在长江三峡地区新近纪以来地壳大幅抬升的机制下发育而成的形态各异的喀斯特系统，具有突出普遍价值，是人类罕见且独一无二的宝贵财富[1，2]。地质构造独特、美学景观绝妙、生态环境罕见以及人文底蕴深厚[2]其脆弱性和不可再生性而更为珍贵，具有重要的保护价值[3，4]。重庆武隆岩溶国家地质公园中就有典型的喀斯特峡谷，这是喀斯特山区普遍出现的地貌类型，谷深远大于谷宽。它的形成主要是在坚硬的碳酸盐岩层中以流水下切为主的侵蚀、溶蚀和崩塌作用联合协同塑造而成的。

钟乳石（stalactite），又称石钟乳，是指碳酸盐岩地区洞穴内在漫长地质历史中和特定地质条件下形成的石钟乳、石笋、石柱等不同形态碳酸钙沉淀物的总称。石灰石是一种碳酸钙岩石，被含有二氧化碳的水分解后，生成碳酸氢钙；碳酸氢钙溶液从洞顶上滴下来时，由于水分蒸发、二氧化碳逸出，又产生逆向的化学反应，溶液滴至地面时，碳酸氢钙转变为难溶的碳酸钙被沉淀出来。图1为岩溶景观。

虽然天然钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间，但既然已经知道了原理，是否能够快速做成钟乳石，我们也想亲手验证一下，自己动手制作钟乳石。

1.实验材料

2个玻璃杯，1个小杯子，1袋纯碱（碳酸钠NaOH），1条经绳子捆成条的小毛巾。

2.实验过程

将两个杯子洗净，分别向杯子里加入热水，然后加入纯碱至饱和，将小毛巾的两端插入两杯饱和溶液中，弯曲成拱形，使溶液可以从拱的中间位置滴落，底端用小杯子承接。持续一段时间，观察小杯子有无钟乳石形成，如图2。

3.结果与反思

虽然经过多次努力，多次实验，还是没能够快速做成钟乳石。初次实验我们配置的溶液是小苏打溶液，而不是苏打（纯碱）。经过我们仔细地分析研究认为，导致失败的主要原因是小苏打溶解度太低（图3），即使是饱和溶液也没有足够的浓度。再次试验，用食用纯碱代替小苏打配置溶液，但还是没能成功做成钟乳石。经过认真分析，可能是我们的使用纯碱纯度不高，达不到试验要求。由于我们得不到实验（工业）纯碱，只好遗憾结束。虽然我们这次实验没能达到我们的预期效果，我们却已通过实验收获良多。在实验过程中，锻炼了我们的分析能力和动手能力，为进一步探索喀斯特地貌的奥秘奠定了基础。

参考文献：

[1]李如生.国世界遗产保护责任重于荣誉[J].风景园林，2012， （1） ： 50-51.

[2]谌妍，盈斌，熊康宁.中国南方喀斯特系列遗产地保护策略研究[J].山地农业生物学报，2017风景园林，2017， 36（ 3） ： 54-60.

[3]夏凯生，袁道先，谢世友，等.乌江下游岩溶地貌形态特征初探—以重庆武隆及其邻近地区为例[J].中国岩溶，2010，29（2）：196-204.

[4]阮仪三.保护世界遗产的要义[J].同济大学学报（社会科学版） ，2002，13（ 3） ： 1-3.