图1 险峻雄奇的寺沟峡
寺沟峡（图1）位于甘肃省积石山县、永靖县和青海省民和县，是黄河从青藏高原奔流到黄土高原形成的第一道峡谷，因位列中国六大著名石窟之一的炳灵寺所处大寺沟而得名。近年来由于旅游开发，在青海省民和县亦被称为“禹王峡”；在甘肃省内则被称为“炳灵峡”，是“永靖黄河三峡”的一部分。
图2 兰州大学实习队现场测量壶穴
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《禹贡》有关此段黄河的记述为：“导河积石，至于龙门”。过去及当代历史地理学者多认为“积石”，即今甘肃、青海两省分界线的积石山（最高峰为海拔4636米的达里加山）。《水经注》记载寺沟峡：“参差夹岸，连壤负险相望，河北有层山，山甚灵秀。山峰之上，立石数百丈，亭亭桀竖。……其下层岩峭举，壁岸无阶”。近期，兰州大学冰川与沙漠研究中心在寺沟峡上游进行地貌学野外实习时发现了壶穴群（图2）。
作为微观河床侵蚀地貌的壶穴（pothole），主要是流水中急速旋转的垂直涡流携带砂砾长期侵蚀基岩河床形成的盆状、瓮状、圆柱状或不规则负地貌形态。在寺沟峡海拔高度约1800米的侵蚀阶地上，分布着大小不一、形态各异的数十个壶穴。其中数量最多的一处壶穴群多达20余个（图3），最大的壶穴长轴直径1.85米，短轴1.73米，深约6米。这些壶穴群发育在志留纪早期侵入的花岗岩上，均是过去黄河河道的急流漩涡磨蚀坚硬基岩河床而成。
图3 寺沟峡壶穴群航拍图
除保留在岸壁的残破壶穴外，河道壶穴多出现在河流上游峡谷洪水线之下的基岩河床上。野外调查表明，寺沟峡花岗岩侵蚀阶地壶穴不仅数量较多，而且地貌发育系统、演化类型比较齐全，完整地显示了壶穴的发生、发展与消亡过程。其中，雏形壶穴（图4）多肇始于花岗岩晶洞、节理、裂隙等构造薄弱部位（孙洪艳等，2018），可比拟于河流V形谷发育的早期阶段。
图4 寺沟峡幼年期的雏形壶穴
在壶穴里常发现球形或铁饼形卵石，这种砾石无疑是使得壶穴增大加深的磨具。壶穴中的湍急涡流在洞底旋转这些砂砾，就会不断磨蚀岩壁和壶底。如此磨蚀过程反复进行，天长日久便可形成无数大大小小的孔洞。壶穴底部并不平坦，有时可见磨蚀残柱（章雨旭等，2011），显然是旋转水流所致。寺沟峡壶穴的形态比较多样，有大有小，有深有浅，平面多呈圆形、椭圆形或流槽。随着时间的推移，雏形壶穴继续发展，逐渐形成垂直深度大于腹部直径的圆柱形孔洞，则是壮年期壶穴的基本面貌（图5）。
图5 寺沟峡壮年期的单体壶穴
图6 寺沟峡套叠壶穴或“穴中穴”现象
壶穴经常出现于河流侵蚀地貌突变之处，其形成过程实质上是基岩上河道下切的过程（嵇少丞，2019）。通过这个过程，亦即基岩河床受到流水不断磨蚀，壶穴加深变大。至于壶穴增生速率，则取决于水流的速度、壶穴内砾石的硬度、形状与数量以及基岩的岩性、抗蚀强度等。由于旋转流水的磨蚀作用会集中于壶底的局部地方，可在大壶穴中形成次级尺度的若干小壶穴，称为套叠壶穴或“穴中穴”（图6）。
图7 寺沟峡消亡期的残破壶穴
随着壶穴彼此贯通或相互合并，槽状河道也因此加深，最后形成具有陡立弧形曲壁的峡谷地貌。壶穴的残迹，则形成蜿蜒起伏、变化多端的“雕岩谷”（嵇少丞，2019）石壁（图7）。由此可见，壶穴作用是基岩河床侵蚀的重要机制，今后在地貌学教材撰著与野外实习中应予重视。
图8 寺沟峡花岗岩侵蚀阶地
除古壶穴外，大多数近代壶穴的形成时间一般不会超过1万年，现代河床中的壶穴甚至在数千年内便可形成。寺沟峡发现壶穴的阶地面拔河高度达60米，以及阶地面之上岸壁残破壶穴与阶地面壶穴的分层现象，它们共同反映了黄河强烈侵蚀下切的地貌过程和不同的壶穴演化阶段。寺沟峡花岗岩侵蚀阶地（图8）覆盖有数米厚度不等的黄土层，大致相当于兰州黄河的第3级基座阶地（拔河高度约70米），据此粗略推断壶穴群开始形成年代最早可能距今已有14万年。
图9 寺沟峡壶穴出土的齐家文化陶片
据当地非物质遗产传承人介绍，在寺沟峡壶穴内还发现了具有齐家文化特征的陶片（图9）和动物骨骼。据此推测应该是古人丢弃，或是与喇家灾难遗址同期的特大型洪水携带入内的，具有较高的考古研究价值。可惜这些遗物在出土时并没有专业人员在场，失去了具体位置与原始层位等重要信息，但足以说明寺沟峡峡口壶穴形成的最晚时代远在四千年之前。
图10 寺沟峡红层岩壁风化壶穴
自然界壶穴（岩穴）的成因类型十分多样（吴忱等，2013），如河谷壶穴、冰水壶穴、海蚀壶穴、溶蚀壶穴、风蚀壶穴、风化壶穴等。它们作为一种地质遗迹现象，不仅具有重要的科研价值，而且是宝贵的自然教育、旅游观光资源。以寺沟峡壶穴群和附近的岩画以及大禹治水传说等为主要题材，当地开发建设了“禹王峡”文化旅游景区。给这些造型多样的地貌景观，赋予神话传说，取了形象生动的名字，诸如“禹王洞”、“禹王足印”、“禹王宝座”、“禹王仓廪”、“禹王石瓮”等等。其中，“禹王洞”实为砂砾岩差异风化与流水侵蚀、溶蚀共同形成的岩壁风化壶穴（图10）。
图11 西藏嘉黎县忠玉乡依噶冰川末端的冰水壶穴
作为中国东部中低山丘陵有无第四纪冰川“世纪论战”的延伸，壶穴在一些文献中常被误判为“冰臼”（moulin），从而引发了地学界的广泛质疑。冰水壶穴（glacifluvial pothole）则是指在现代冰川和古冰川作用地区，由冰川内或冰川下的融水急流携带冰碛物磨蚀基岩河床产生的圆柱形凹坑（图11），其形成机理与河谷壶穴是一致的（苏珍等，2017）。对于是否为冰水壶穴的判断，应首先考虑壶穴的空间分布、地貌组合及其演化，并与当地在冰期时是否具有发育冰川的条件相联系，才能确定壶穴的真正成因。
亲爱的读者诸君，你认为对于壶穴这种自然界常见的微地貌景观，是泛称为“壶穴”，还是特指为“冰臼”，何者更为科学合理呢？
（参考文献从略）
撰稿：张律吕 王乃昂
编辑：刘江
审核：王乃昂
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