横断山东缘的奇异喀斯特

岷山式喀斯特

广布于桂、黔、滇、川、湘和鄂诸省的中国南方喀斯特（如桂林山水、云南石林和重庆武隆等）是世界上最壮观的喀斯特景观带之一，它的一些典型景观地已经被列入《世界自然遗产名录》，因而受到广泛关注。

但以九寨沟、黄龙为代表的钙华景观，则向人们展开了一幅横断山东缘高寒山区另类喀斯特的奇异画卷。早在1992年，九寨沟、黄龙就被列入《世界自然遗产名录》。

九寨沟、黄龙的奇异景观，分布在世界屋脊——青藏高原东缘的岷山山脉之中。其实不仅仅是在岷山山脉，在青藏高原横断山区的东缘，从北到南，也有一条壮观的钙华景观带，仿佛世界屋脊边缘的瑰丽花环。由于在九寨沟、黄龙所处的岷山山区这类钙华景观最发育、最典型，有专家将其称之为“岷山式喀斯特”。

标新立异的岷山式喀斯特，完全“逆反”了中国南方喀斯特。

中国南方喀斯特，地表有大规模的峰丛、峰林、石林和天坑等溶蚀地貌;同时，地下也存在大规模的溶洞群;石灰岩被溶蚀后，在一定的条件下，还会以钙华的形式重新沉积。在华南，钙华主要沉积在地下的洞穴里，形成光怪陆离的钟乳石、石笋、石柱、石花和钙华池等。

而九寨沟、黄龙所在的岷山，地表主要为冰川侵蚀、高山物理风化形成的石灰岩山地，地下深处有大量的石灰岩被溶蚀，还有一些石灰岩被溶蚀后再沉积为钙华，但这些溶蚀主要不是堆积在地下洞穴，而是都“跑到”地表来了——在地面上形成大规模的钙华滩、钙华池、钙华瀑和钙华堰塞湖等。

和华南一样，岷山地区有大面积的石灰岩分布;岷山山脉地处青藏高原东缘的迎风坡，降水丰沛;九寨沟、黄龙所在的岷山地区，地形起伏很大，岩层中的断裂发育，给降水的渗流提供了有利的通道;地表有大规模的钙华沉积，表明有大量石灰岩被溶解，同时也证明有充足的二氧化碳来源。因此，九寨沟—黄龙所在的岷山地区和华南一样，都具有产生喀斯特作用、形成喀斯特地貌的自然条件。

景观为什么迥然不同？

那么，既然同样是喀斯特地貌，为什么岷山式喀斯特和中国南方喀斯特景观差别那么大呢？这主要是因为地质构造背景与气候条件的差异。就像中国古语所说：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。”

包括岷山在内的横断山区，是整个青藏高原地壳强烈上升的区域之一。当地壳运动时，喀斯特的溶蚀作用来不及对地表的石灰岩进行充分的塑造，山体就已快速抬升，当山体上升到雪线附近及以上时，外部的侵蚀作用就会被寒冻风化和冰雪侵蚀所代替。

而在华南，地壳运动相对平稳，喀斯特的溶蚀作用可以从容不迫地在地表雕刻出峰丛、峰林和石林等。

虽然在地表很难形成喀斯特溶蚀地貌，但横断山区石灰岩广布，降水充沛，断裂密布，高山深谷，利于降水向地下深处渗流，地下水也容易沿沟谷溢出形成泉群。溶解了石灰岩并成为饱含碳酸钙的地下水在地表溢出后，一旦条件合适，水中的碳酸钙又会沉淀为钙华。

二氧化碳来源之谜

在九寨沟、黄龙以及相邻的横断山东缘，地表钙华堆积的规模是惊人的。这表明这里地下有大量的石灰岩被溶蚀，而且还存在大量的二氧化碳。如果没有大量二氧化碳加入到地下水中，这种大规模的溶蚀是很难进行的，因为正是二氧化碳与水结合产生了大量碳酸，才足以对石灰岩进行溶蚀。这就引出了一个问题：加入到地下水中的大量二氧化碳，是从哪里来的？

一般情况下，当降水由地表向下渗透淋滤时，会把植物根系以及土壤有机质中产生的二氧化碳带入到水中，这是喀斯特作用中二氧化碳的主要来源。因此在植被茂密、土壤层深厚的华南，喀斯特很容易发育。在植被茂密的横断山区，这种因素也是存在的。这样产生的二氧化碳被称为“冷源”二氧化碳。

但科学家发现，在黄龙等地溢出地表的泉水中，被溶解的碳酸钙以及二氧化碳的浓度异常高，如果仅用“来自地表生物的二氧化碳”来解释，显然不够充分。通过对泉水的碳同位素分析发现，其中的确可能有来自地下深处的温度较高环境中的二氧化碳，被称为“热源”二氧化碳。

上述二氧化碳冷源和热源的差异，实际上是二氧化碳浅源和深源的不同，并不是指钙华沉积的泉水冷热之别。横断山的钙华景观大都是在冷泉环境下堆积的。

有意思的是，九寨沟—黄龙紧邻岷山主峰雪宝顶这个地貌高点，也是断裂错动和断块抬升最强烈的区域，这里给地下水在石灰岩层中深度循环提供了空间。而且，在九寨沟、黄龙，与喀斯特作用相关的泥盆系至三叠系的石灰岩地层中，夹有多层碳质页岩、沥青质灰岩、生物灰岩。在造山过程中，因地下压力、温度升高，这些岩石会产生变质，并可以释放出较多的二氧化碳，加入到地下水中。

无独有偶，横断山最精彩的钙华堆积，似乎都和著名的高峰形影不离，岷山主峰雪宝顶周边，除了九寨沟、黄龙，还有牟尼沟;蜀山之王贡嘎山附近有玉龙溪、亚拢沟;哈巴雪山旁侧有白水台……这些钙华堆积规模较大的区域都有类似的地质构造背景。

喀斯特泉——钙华堆积的源泉

在九寨沟、黄龙的钙华堆积区源头，都有水量巨大的喀斯特泉。这些喀斯特泉涌出的泉水都是碳酸钙含量很高的泉水。喀斯特泉就像一台台钙华制造机的喷口，成为钙华堆积的源泉。

在横断山的其他地方也不例外。例如：在贡嘎山西侧，四川康定玉龙溪的钙华滩源头，有喷高可达1.6米的喀斯特喷泉;在附近的亚拢沟钙华滩，也以一个巨大的喀斯特泉作为源头;位于四川黑水卡龙沟的钙华瀑群，皆出自上游的喀斯特大泉;云南香格里拉白水台的钙华池群，亦源于上游的喀斯特泉群。

溶解在水中的碳酸钙要重新沉淀，关键在于水中二氧化碳的逸出。来自深处的地下水涌出地表后，压力会骤然减小;加上高山、高原水的蒸发量较大等因素，都会导致水中的二氧化碳容易逸出，从而使钙华沉积。

光合作用促进钙华沉积

使九寨沟、黄龙地表钙华沉积的一个重要因素，是水生植物的光合作用。

在水体中或钙华的表面，生长着许多藻类和其他水生植物。以黄龙为例，这里已发现蓝藻门、黄藻门、绿藻门和硅藻门的19个属共86种藻类。

藻类和水生植物白天要进行光合作用，吸收水中的二氧化碳，放出氧气，使水中的二氧化碳减少，促进钙华沉积;但在夜晚要进行呼吸作用，消耗水中的氧气，产生二氧化碳，让钙华溶解。

最终是否产生钙华的沉积，要看总的光合作用是否大于总的呼吸作用，也就是净光合作用（总光合作用减去总呼吸作用）的大小。据已有实验和研究，只有在较低的气温下（低于20 ℃），净光合作用才会为正值。这也可以解释：为什么在常年气温较低的横断山高寒山区，会出现大规模的地表钙华堆积。

藻类的光合作用可以促进钙华沉积，藻类还可以成为钙华生长的晶核，藻类的黏液和丝状体具有的粘裹作用也有利于钙华沉淀。在显微镜下，可以观察到钙华晶体与藻类相互嵌生的现象。

我们用肉眼也可以观察到，钙华表面可以被厚达数厘米的藻体覆盖，就像“藻被”，钙华看上去的颜色，实际上是“藻被”的颜色。此外，在九寨沟、黄龙，常常可以看到水中的植物枝干被白色的钙华所包裹，或者围绕植物根系形成的圆丘状钙华体，这都证实了生物作用与钙华沉积之间的联系。

多姿多彩的高寒喀斯特景观

横断山的钙华地貌主要有钙华池、钙华滩、钙华瀑和钙华堰塞湖等。在不同地段，有不同的类型组合与特点，呈现出丰富多彩的景观。

钙华池 多见于地势较平缓的斜坡台地。它可以看成是放大的鱼鳞状波纹流痕，每一个波纹状的小坑都有可能生长、合并和扩展成更大的水池。

最精彩、最让人神迷的钙华池当属四川的黄龙、神仙池和云南的白水台。看着这些玲珑剔透、晶莹如玉的彩池，就像是在欣赏陶艺大师的杰作，很难想象凭借自然水流，就可造出如此精巧的“杯盘碟盏”来。

钙华池的池埂（堤坝）形态丰富多样，有尖削内空的外倾型，有端庄厚重的直立型，还有上端前突的内倾型……有专家认为，外倾型、直立型多出现在钙华池的雏形期和稳定期，而内倾型意味着钙华池开始由稳定转向衰退。