陳躍康

在石林的發(fā)育演化過程中，水與碳酸鹽巖的作用經(jīng)歷了曠日持久的、從地下到地表的復(fù)雜變化，不同的水動力條件或水運(yùn)動狀態(tài)，對石林形成的作用明顯不同。據(jù)此將石林的形成過程劃分為以下四個階段。

潛流帶是喀斯特含水層枯下水位以下巖石被水飽和的地帶，又稱飽水帶。在褶皺平緩的地區(qū)，碳酸鹽巖層中普遍發(fā)育一組“X”型共軛節(jié)理裂隙，為潛流帶地下水的賦存及運(yùn)移開辟了良好通道。地下水的頻繁活動將“X”型節(jié)理裂隙拓寬而成喀斯特地下管道系統(tǒng)，并將巖層分割成規(guī)模不等的菱形塊體，從而奠定了石林溶溝的基本展布格局。潛流帶水動力階段持續(xù)時間越長，巖體的喀斯特化程度越高，“X”型管道系統(tǒng)之間的菱形塊體則愈加分離。碳酸鹽巖體也由此成為具有溶洞、溶隙及溶孔等溶蝕現(xiàn)象的喀斯特化巖體，這些現(xiàn)象給日后石柱的表面形態(tài)打下了深深的烙印。

滲流帶又稱飽氣帶，系由潛流帶經(jīng)構(gòu)造抬升及地下水排泄基準(zhǔn)面下降轉(zhuǎn)化而成，是大氣降水及地表水沿溶蝕裂隙、管道向下入滲的地帶。其水動力條件以地下水的垂向運(yùn)動為主，水的溶蝕作用將潛流帶階段形成的裂隙及管道不斷加深和拓寬，促使其間的菱形塊體體積不斷變小，因而使石林的雛形趨于明朗。在黃果樹天星橋伏流頂部的古河谷盆地區(qū)，滲流帶大氣降水及地表水強(qiáng)烈入滲的水動力條件，使石林發(fā)育的雛形（墩狀石林）表現(xiàn)得十分明顯。此階段除了水的滲流作用以外，森林植被根系、土壤以及物理化學(xué)風(fēng)化等的綜合作用，都對加深拓寬石柱間的溶蝕裂縫及廊道產(chǎn)生不同程度的影響。

滲流階段形成的石林雛形一經(jīng)暴露出地表，出自附近碎屑巖區(qū)的風(fēng)化巖屑便隨水帶入并不斷充填在縱橫交叉的溶蝕裂隙及裂縫中，從而在單一的碳酸鹽巖含水介質(zhì)中嵌入了大量的松散土石含水介質(zhì)，極大地改變了地下水的流速及流態(tài)，加之土層中生物及有機(jī)質(zhì)作用產(chǎn)生大量的CO2，因而使石林發(fā)育步入一個全新的土下發(fā)育階段，主要特征是：①土層的充填及覆蓋，在喀斯特滲流帶的頂部增設(shè)了一層松散土石孔隙含水介質(zhì)，有效延長了水、巖作用的時間。②土層中生物及有機(jī)質(zhì)的作用，使CO2含量大為增加，其含量通常都是空氣中的數(shù)十倍；土層中大量的CO2溶入水中，提高了水的碳酸根濃度，從而使水對碳酸鹽巖石的溶蝕作用進(jìn)一步增強(qiáng)。③在若干粘土充填的透水性微弱的低洼地段，降雨形成暫時的或長期的積水，使土體表層附近水、巖接觸面上溶蝕作用持久進(jìn)行。④土層與巖石的接觸界面是大氣降水到達(dá)地面之后首選的相對快速的入滲通道，是喀斯特作用最活躍的場所。顯而易見，土層覆蓋下那些前期形成的石林雛形，由于受到以上十分活躍的溶蝕營力的驅(qū)動，于是便快速發(fā)育成長為石林。

構(gòu)造抬升，水文網(wǎng)下切及地下水位下降，使土下石林中的土體不斷被侵蝕搬運(yùn)帶走，埋藏石林旋即露出地表形成地上石林。降雨的強(qiáng)烈洗刷及豐沛的地表、地下徑流，是促使土下石林暴露出地面的重要營力，它們在掏蝕、搬運(yùn)土體使地表石林出露不斷增高的同時，還在石柱表面強(qiáng)烈溶蝕形成密集的刃脊?fàn)?、尖棱狀溶痕及?xì)小的溶蝕溝槽等形態(tài)。地表石林對地質(zhì)環(huán)境變化的反應(yīng)極為敏感，其形態(tài)始終處于不斷變化的動態(tài)平衡之中。在一般情況下，石柱頂部剝蝕降低的速率均小于石柱底部土層向下溶蝕加深的速率，這種溶蝕速度的差異足以使石柱能長期林立于地表。（編輯/高緯時）