《International Journal of Geoheritage and Parks》:Inventory of karstic cavities of the Schisto-Calcaire group, republic of Congo: Applying a geoheritage promotion approach in the Madingou region
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本研究针对非洲喀斯特地貌系统性数据匮乏的现状,对刚果共和国页岩-灰岩群(Schisto-Calcaire Group)开展喀斯特洞穴系统性编目与地质遗产价值评估。通过整合文献资料与实地勘探(2021-2023),研究人员首次建立包含169个洞穴的标准化数据库,新发现24处洞穴,并基于六类地质遗产分类框架(地貌学、水文学、内喀斯特、岩相学-古生物学、构造-结构、考古学)论证了马丁古地区喀斯特系统在科学研究、旅游开发与教育传播方面的突出价值。该研究为中部非洲首个喀斯特地质遗产系统研究范例,为落实SDG 11.4(遗产保护)等可持续发展目标提供了科学支撑。
在非洲大陆广袤的土地上,喀斯特地貌如同大地的秘密花园,不仅蕴藏着丰富的水资源,更记录着地球演化和人类文明的珍贵信息。刚果共和国境内分布着新元古代(约6.3-5.8亿年前)形成的页岩-灰岩群(Schisto-Calcaire Group),这些碳酸盐岩地层中发育了规模可观的喀斯特系统。尽管早在上世纪20年代就有零星的洞穴记录,但长期以来,相关数据分散在昆虫学、考古学等不同领域的报告中,缺乏系统性的整理和科学评估。更严峻的是,与欧美、亚洲众多已成功申报世界地质公园的喀斯特区域相比,非洲尤其是中部非洲的喀斯特研究明显滞后,其巨大的科学价值和开发潜力一直被埋没。
这种数据缺失的现状严重制约了对于该地区地质演化、生态系统以及人类活动历史的深入理解,也阻碍了当地通过地质遗产促进可持续发展和社区福祉的可能。正是在这样的背景下,由马里恩·恩古瓦比大学(Marien Ngouabi University)领衔的研究团队决心填补这一空白,对刚果共和国的页岩-灰岩群喀斯特洞穴进行首次全面、系统的清查与价值评估,其研究成果发表在《International Journal of Geoheritage and Parks》上。
为了回答上述问题,研究人员设计了一套严谨的四阶段研究方法。首先是广泛的数据收集,包括对历史文献(如ORSTOM科考报告、学术论文、洞穴探险记录)的批判性梳理和2021至2023年在马丁古(Madingou)地区的实地勘察。接着是复杂的数据处理阶段,研究人员利用QGIS?软件对历史地图进行地理配准,并处理了不同坐标系(如WGS 84和Lambert Zone 33S)下的洞穴位置数据,从而将分散的信息统一到标准的空间框架内。在此基础上,研究团队构建了一个结构化的洞穴清单数据库,并绘制了空间分布图。最后,也是本研究的创新核心,是引入了基于世界遗产公约第八项标准(criterion (viii))的地质遗产分类框架,从六个维度(Type A-F)对洞穴群的遗产价值进行了系统评估。
研究结果首先揭示了一个丰富的喀斯特洞穴宝库。编目共收录了169个喀斯特洞穴,其中在马丁古地区新发现了24个。洞穴的空间分布呈现出明显的集群特征,主要集中在班古森林(Bangou Forest,50个)、马丁古地区(99个)和卢迪马谷地(Loudima valley,14个)。已知最长的洞穴是恩基拉·恩塔里洞(Nkila Ntari, KB055),其测绘长度达1500米。值得注意的是,有42个洞穴被识别出具有考古或人类学意义。
3.3. 地质遗产类型分类
对马丁古地区的深入考察显示,其喀斯特系统具有极高的地质遗产潜力,可归入六大类型。这些特征与IUCN(世界自然保护联盟)在地质世界遗产主题下的多个主题(如Theme 1, 2, 3, 5, 6)高度契合,尤其集中于Theme 6(洞穴与喀斯特系统)。
3.3.1. Type A: 地貌学
基于数字地形模型(SRTM)和野外验证,研究人员识别出三种主要地貌单元:尼阿里河(Niari River)平原、过渡地貌以及喀斯特高原与高丘陵。这些地貌是岩性差异、构造控制和地表过程(特别是尼阿里河的溯源侵蚀)共同作用的结果。该区域发育了典型的锥状喀斯特(cone karst),包括峰丛(fengcong)和峰林(fenglin)形态,展现了从成熟期(垂直发育为主)到老年期(水平发育为主)的喀斯特演化阶段。
3.3.2. Type B: 水文学
水文特征包括漏斗状渗坑(dolines)、灰岩盆(uvalas)和喀斯特泉。许多洼地常年积水,表明地下水饱和,这些特征在调节区域水文和支撑当地农业方面扮演着重要角色。
3.3.3. Type C: 内喀斯特
洞穴内部调查发现了宏伟的洞厅、支洞以及丰富的洞穴沉积物(speleothems)。这些洞穴为多种生物提供了栖息地,包括蝙蝠(其粪便被当地人用作肥料)、昆虫(甲虫、蝴蝶、蟋蟀、蚂蚁)、蛛形纲动物(蜘蛛、蝎子)以及罕见的白头石龙子(Feylinia currori)。
3.3.4. Type D: 岩相学-古生物学
洞穴的形成受宿主岩石的岩性严格控制。对姆贝洛I号洞(Mbelo I, KB135)的岩相学分析揭示了交替出现的石灰岩、白云质灰岩和硅化泥岩。微观分析发现了石膏假晶(针状结构、玫瑰花结状方解石集合体)以及富含藻类球粒(algal peloids)和有机质 filaments 的泥岩,这些证据指示了新元古代浅海、时而炎热干燥(蒸发环境)、时而水体动荡的沉积环境,具有重要的古环境指示意义。
3.3.5. Type E: 构造-结构
在表层覆盖物掩盖地表构造的情况下,洞穴为揭示区域构造提供了独特窗口。对洞穴顶板和壁上的裂缝进行立体投影分析表明,主导的断裂走向为北北东-南南西(NNE-SSW)和北西-南东(NW-SE),倾角较陡(70°–90°)。在恩宗齐洞(Nzonzi, KB142)甚至观察到一个在左行走滑断层转换带内形成的拉分构造(pull-apart structure)和裂缝穹隆(fracture-dome)。这些构造很可能与新元古代之后(如二叠纪-三叠纪的冈瓦纳造山运动、白垩纪的圣通期挤压等)的多期构造事件对古老基底的再活化有关,它们为喀斯特作用提供了优先通道。
3.3.6. Type F: 考古学
野外考察在多个洞穴的地表发现了具有不同装饰图案的陶器碎片,这些遗物未经发掘,仅作记录。其纹饰与历史上刚果王国(Kongo Kingdom, c. 1390–1914)时期的陶器风格相似,表明该地区喀斯特洞穴在历史上曾是人类活动的重要场所,具有丰富的文化内涵。
在讨论部分,研究人员深入阐述了本研究的多重意义。首先,这项研究建立的系统性编目方法和地质遗产评估框架,为中部非洲乃至其他类似地区的喀斯特研究提供了可复制的模型。其次,马丁古喀斯特系统所展现的科学价值是多维度的:其地貌演化记录了新构造运动和气候变迁的历史;其洞穴沉积物和古生物证据是解读新元古代环境的钥匙;其考古遗存连接了史前与历史时期的人类足迹;其独特的生态系统是生物多样性研究的热点。
更重要的是,这项研究将地质遗产的保护与利用提升到了推动可持续发展的高度。论文明确指出,马丁古喀斯特的保护与合理开发,直接呼应了联合国可持续发展目标(SDGs),特别是SDG 11.4(保护和捍卫世界文化和自然遗产),同时也关联到SDG 4(优质教育)、SDG 13(气候行动)和SDG 15(陆地生物)。例如,壮丽的锥状喀斯特地貌和部分适宜开放的洞穴可以发展生态旅游和科普教育,从而创造就业机会,提升社区收入;对洞穴水文系统的保护关乎区域水资源安全;而对考古和文化遗产的阐释则有助于增强当地人的文化认同感。
当然,研究也指出了面临的挑战,如部分地区交通可达性差,以及未来需要进行的更精细的地质测绘、洞穴监测、生物多样性调查和考古发掘工作。研究人员建议下一步应在班古森林和卢迪马地区推广该方法,并进行地质遗迹点(geosites)的定量评估,以确定其科学、教育、旅游价值以及脆弱性,为制定具体的保护与利用规划提供依据。
综上所述,这项研究不仅首次系统地揭示了刚果(布)页岩-灰岩群喀斯特洞穴的宝藏,更重要的是,它架起了一座连接地质科学、文化遗产与可持续发展的桥梁。它告诉我们,这些沉默的地下世界和壮丽的地表景观,不仅是地球历史的档案库,更是刚果共和国迈向绿色、包容性未来可以倚重的重要资产。随着后续研究和保护行动的跟进,马丁古的喀斯特有望成为中部非洲地质遗产保护与可持续发展的一个亮眼范例。