科考文献（三）

海陆无静止风云永流迁——武陵源峰林地貌成因

    及其开发与保护浅说    陈国达    天工刻石赛人为，风雨长雕巧入微。    西海翻澜千柱抵，金鞭驱砾百泉飞。    山重水复藏幽谷，流绕四门引翠嵬。    峡险崖危峰竞秀，武陵游罢画中归。    画家写生，取材大自然。经过艺术加工，又胜过大自然。然而，武陵源的峰林景色，其造形之巧，神韵之妙，意境之美，却胜过用笔描绘的图画。它是一幅用实体镶成的巨画，出自大自然自己之手的巨画。    鉴于武陵源砂岩峰林地貌突出的世界性的价值，武陵源风景名胜区已于1992年12月14日被联合国教科文组织在纽约举行的第十七届会议通过列入世界自然遗产名录，为了全人类的利益而对它加以保护。

    一、武陵源地质风景的特色和成因    从地质学的角度来看，武陵源的峰林地貌具有下列五大特色，它们的成因互相关联。    （一）石奇峰秀    花香鸟语，流水淙淙。人们带着在观赏风景中探索自然奥秘、寓求知于旅游的心情，沿着林间石径缓缓而行，进入金鞭溪。在幽深的溪谷一侧，陡峭的石壁下，突然出现几根矗立的石柱。其中一根特别细长，犹如一支长剑，自草丛中竖起，高入云端。这就是名不虚传的金鞭岩。它的柱面平直，好像被巨人的刀削切而成的。走近细看，这样的平面有好几个，其中最明显的有四个，两两平行，分属两组，互相交叉，把石柱切成近四方形；该石柱由于边棱尖锐笔直，显得特别刚劲有力。进一步观察，这些岩石所含的矿物，绝大部分为石英，同溪中所见的砂子一样，所以叫做“石英砂岩”。它的砂粒大小相当均匀，固结紧密，质地坚硬，足以构成如此壮观的石柱。在柱身上还可见到一些横纹，那是砂岩的“层理”。若顺层理把石劈开，就可见到“层面”。这是辨认沉积岩的特征之一。岩层颇厚，由几十厘米至一米不等。其层面倾斜平缓，几近水平，石柱就好像一块叠得很高的千层糕。由于石质既硬，柱身又垂直，岩层既厚且产状（倾向及倾角）平缓，各个岩层之间不易沿层面滑动，故石柱虽高也不致倒倾或顶部滑落。此外，在层理面上还有一些垂直的裂面，其中最明显的分属二组，各与一组柱面平行，证明它们与柱面是属于同一种构造。这些裂面叫“节理”。假如把石柱切断，这些节理纵横交错，构成网格状。根据这些事实，可以看出：原来，这条石柱就是顺着两组交叉的直立节理面将岩石劈开而形成的。

    环顾四周，在邻侧的石柱上，以至溪谷两侧的山坡上，都是由同样的岩石构成的，其岩层厚度又相似，更有同样的直立节理，并且层理面及主要的两组节理面的产状方向均与金鞭岩者相同或相近似。可以据此判断：高高矗立的金鞭岩及其侧旁的几根石柱，原来与溪谷两侧的山峰是连在一起的，它们本是同一种砂岩组成的大片地层的一部分，只是后来由于某种作用（详后）把它们之间的那部分岩石去掉，才留下及形成这样的壮观奇柱，耸峙在你面前。    造成这种奇观的作用是什么呢？首先，空气中含有氧气和水蒸气，可以通过化学作用使岩石发生化学分解（简称化解）。这一带的岩石虽然都主要是砂岩，其成分几乎全是石英（占95%），故名石英砂岩。石英对这些气体的化学作用抵抗力强，不易被化解，但砂粒之间的泥质胶结物则抵抗力弱，胶结物被化解后，石英粒便易于脱落出来。其次，冬天岩石孔隙裂缝中水结冰时，其膨胀力可使岩石爆破；气温变化所引起的岩石冷缩热胀，长时期反复进行也可使岩石碎解。第三，植物的根插入岩石裂缝，既可分泌出有机酸使岩石化解，又可通过增长过程中的膨胀力使岩石爆裂碎解。以上几种作用统称为“风化作用”，并相应地依次称为“化学风化”、“机械物理风化”及“生物风化”作用。

    再有，雨水降落时，可把岩石表面风化产物冲走。当雨水汇集成流后，既可冲走风化物，又可利用夹带的砂粒当研密砂，好像锯子锯木那样，把所流经的岩石磨削锯切．遇上岩石中的裂缝，更易大显身手，于是小涧逐渐变成大溪，小缝逐渐变成深谷。这种作用叫做“流水的侵蚀作用’，简称“水蚀作用”。    此外，“重力作用”也是一个重要的因素。风化作用把岩石化解和碎解，水蚀作用使岩石裂缝扩大，致使一些岩块失去稳定性时，都会由于重力作用而坠落和崩塌。金鞭岩的石柱脚下就堆有乱石，其上已长满杂草灌木，可以证明它们是在今天所见的金鞭岩石柱形成之前坠落已久的岩块。    由此可以看出，在武陵源风景区内，像金鞭岩这样的奇丽石柱，以至石峰，其成因乃是风化作用及水蚀作用，加上重力作用，对石英砂岩长期精心雕刻的结果。    发育于武陵源的奇峰怪石群落中，其形态神韵像金鞭岩这样刚强劲直者不少。既有成排并立、齐刺蓝天的御笔峰，又有粗壮雄厚、高压不屈的南天一柱等等。它们都是像金鞭岩那样，在坚硬的石英砂岩的物质基础上，通过风化、水蚀及重力的综合作用利用直立节理劈成的。    武陵源峰林之所以引人人胜，还在于它的石柱石峰形态各异，形神变幻，丰富多彩。当你面对仙女献花，心里盼望着花球抛中你时，她好像正在向你微笑。夫妻岩也五官逼真，笑露牙齿。原来这是由于造成石柱的岩石性质与金鞭岩这类石柱各有不同之故。这一带的岩石虽然主要是质纯性硬层厚的石英砂岩，但其石英的含量并非到处一致的。同一岩层的不同部分固有差别，不同岩层差别更大。在石英含量较少部分，特别是夹在厚层砂岩中的薄层，所含泥质成分就相对要多，岩石的坚硬程度也相应减低，对风化、水蚀的抵抗力必然减弱。由于不同岩层或同层岩石不同部分的强弱不同，便使石柱、石峰发生凹凸不平，形成了各种形状和神态。十里画廊的采药老人，他的头部及背部是由硬岩所成。天子山的将军岩，有如站在点将台的大将，正在指挥千军万马冲向敌阵。还有花瓶石，轮廓清晰。这些都是坚硬岩层昂然屹立，形成奇特造型的例子。梭镖岩的柱顶，似被刀削尖以致柱身变小，也是由较硬较强的岩层对风化水蚀的不同反应所成。总之，由于岩石软硬不同的部位配合巧妙，遂在不同石柱上出现了如此引入遐想的各种各样形状和神态。    （二）寨高台平    “不登黄狮寨，枉到张家界”，这是富有导游意义之言。因为武陵源峰林发育最盛的地段是在“西海”，但最好的观景点却是在黄狮寨。由于适宜于构成峰林的石英砂岩主要分布地带，是从这里的西南部开始，往东北方向伸延，直到枫树湾，长达20公里、宽约10公里。这就是所谓“西海”的地带。黄狮寨是一座宽厚而顶平坡陡，高1000米的石山。它既高耸可以望远，又宽平可供休息。当你登到这座天然的大观景台上时，放眼望去，数不清的石峰石柱，嶙峋挺拔，争露头角，密集广布，形成浩瀚的峰林，使人胸怀顿畅，欢乐不己。若遇云海连绵，群峰白纱披肩，峥嵘时隐时现，虚无飘渺，瞬息万变。这时，石峰、石柱就好像沧海上汹涌的狂澜中的砥柱，更富诗意。这就是“西海翻澜千柱抵”奇景的由来。

    黄狮寨也是由石英砂岩所成。它之所以成为如此优越的观景佳地，是由于下述的原因：该地段的砂岩层露出地面的时间较后，受风化水蚀作用的侵袭尚浅，还未被很多的溪壑所分割，因而石峰石柱尚未大量发育，得以基本上保存原有的完整面貌，成为面积较大的块体。这样的形态特点，在地貌学上叫做尚处于峰林演化史中的青年期。由于该岩块既宽广，岩质又坚，岩层倾斜既平缓，周围山坡又都是由直立节理面构成的峭壁，遂形成高入云霄，顶端开阔平坦，气势雄壮的山寨。腰子寨也是如此。这种地形叫做方山。    此外，在石柱或石峰顶上出现蘑菇状小平台，例如“金龟探海”等奇石，也是武陵源峰林地貌常见的奇特景色。这是由于硬软相间的产状平缓岩层，其下部的软层被风化、水蚀较快而凹入，有时加上重力崩塌后，致使盖在它顶上的硬岩层显得凸出，形成盖顶岩层大部分悬空的伞状平台，成为奇景。金鞭溪等处所见的谷壁岩石，在崖壁上端有凌云飞出的石块，高悬半空，垂垂欲坠，使人仰观时胆颤心惊，也是成于相似的原因。它们通常以崖壁下段的石块崩落起主要作用，致使上段的岩石悬空，是其特点。    当硬岩层盖在石峰顶上时，如果下部的软弱岩层的中部被风化水蚀作用侵袭消失较快，两旁尚有残留，则形成洞穴。如果洞穴穿透石墙，形成门孔通道，硬砂岩层便高跨两端，架作桥状。例如仙人桥、天下第一桥、天生桥，均是由于这样的原因形成的。    （三）壁险峡幽    走进百丈峡，两侧陡壁千仞，危崖如削，仰头只见一线天，使人疑是此身失足坠入地壳的狭缝里。人们走过了插旗峰下的系马桩后，沿小径往西南行，会看到峡谷越来越险，所谓“一夫当关，万夫莫开”，确非虚言。漫步溪边，欣赏野花，在静寂中时闻潺潺水声，猿啼鸟语，格外清脆悦耳。正是“峡高百丈洞云深，要识桃源此处寻”（明·胡桂芳诗）。这条峡谷从东北向西南伸延，大体上接近于直线。经过跳鱼潭至插旗峪，长达10公里。

    类似百丈峡那样风格的深邃清幽，笔直伸长的峡谷或深壑，尚有多条，堪称武陵源胜景的又一特色。打开武陵源导游图，可以清楚地看到，与百丈峡大致上平行的溪谷，在西北面就有王家峪、索溪，以及著名的金鞭溪等。在东南方则有董家峪、施家峪等。它们虽然长短有异，大小不同，但有一共同点，就是均作东北——西南方的延伸，可以归属于同一组。    与此同时，还可发现另有一组峡谷是自西北向东南延伸的。水绕四门就是其中最典型的一条，它北接矿洞溪，南连龙尾溪，大体上在一条近于直线上。与它约略平行的，东面还有十里画廊，西面则有琵琶溪、畲刀沟等。这组峡谷与百丈峡一组互相交叉，呈网络状。    关于这些峡谷的成因，可从下面两点来思考：第一，谷旁陡壁悬崖上发育有无数的直立节理，中有一组特别发育，其水平延伸的方向与峡谷的延伸方向大致平行。当雨水袭来，很自然地顺着节理下切岩石，开始产生小涧，并逐渐由小到大，由浅到深。同时，在这个过程中，此地的地壳上升运动强烈，以致溪涧落差加大，并使流水下切谷底的速度比横切谷壁的速度大，即加深比扩宽快，逐步形成了这样峻深而狭隘的长谷。这一点是比较易于理解的。其次，在武陵源地区最发育的区域性节理共有两组，一为东北——西南，另一为西北——东南。上述的峡谷也分为两组，各与它们中的一组平行。可见，两组峡谷的方向与两组节理的方向相对应，其间因果关系也是明显易见的：它们的发育是各受与它相同方向的一组节理控制的。但是最引人思考的是它们的伸展形态为何都是在几公里以上的延伸范围内能保持近于直线的形态。是否沿这些峡谷有可能存在着利用某组节理而发育的断层，峡谷是既循着特别发育的节理又循着断层面产出的，其近于直线的形态是受断层控制的？这一问题，有待进一步研究。

    断层与节理均是岩石中的裂缝，但二者是有区别的。断层的主要特征是，两侧的岩块有过明显的移动，因此带有由于岩块被磨破所生的小裂隙，形成复杂的裂缝带，有时且变为强烈破碎带，宽自几米到几十米以上。因此，这种构造常为水流所切削，以形成溪谷的最有利地带。它们大小悬殊，大的可长达几十公里以致百公里或更长。虽可有弯曲，但多数大体上呈直线或弧线形。故所成溪谷也大多数长而具有这种伸展形态。至于节理，则主要特征为两侧岩块没有过明显移动，为一简单的裂缝。长度一般短小，但常成组成群出现，形成长带，故也可被流水利用来削蚀岩石形成溪谷。要鉴别武陵源诸峡谷的地质构造背景，可沿峡谷两壁寻找断层证据。断层证据中最常见的有由于裂缝两侧岩块移动时互相磨擦所生的光滑“镜面”，以及因磨擦使裂面刮损的线条状或槽状的“擦痕”。如在百丈峡的峡谷里面即有见之。此外还有伴生的小裂隙、破碎带等。虽然由于溪中泥土砾石的掩盖，这些证据不一定出露，但沿途仔细观察，有时仍可找到一二。读者如有兴趣，请自己注意搜索，并思考这个问题。    （四）水碧山青    武陵源峰林景观的佳丽，不仅在于它的峰石之奇秀，寨台之高平，危崖长峡之险幽，还在于它的水木清华，从而富于泉石相伴，树峰相依之美。既有石丛小涧，峰间溪湖，水琴长鸣，银瀑高泻；复有古木参天，芳竹繁茂，峰顶葱笼，苍松垂壁。再有，由于水丰林密，便多珍禽异兽，鸟歌枝头，蝶舞花丛，使得千峰万壑的胜景更添丽色，倍增魅力。    在武陵源，水的来源有二：一是直接来自降雨。据统计，本区年降水量近1500毫米，既是华南多雨地区之一，且是暴雨集中区之一。二是来自泉水，即间接来自降雨。构成武陵源峰林的砂岩，孔隙及裂缝（例如节理）多，故蓄水条件好。这些蓄在岩石孔隙缝中的地下水，慢慢地渗滴出来，便形成清泉甘露，并为瀑布溪涧供给源源不断的流水。    树木的生长，既需要水，也需要土壤。构成峰林的砂岩中含有少量泥质，这些泥质风化后就变成土壤。它就是武陵源风景区内，无论是峰顶崖边，抑或是石隙砾丛，都可长树披草，千仞陡崖之上可以挂着岩松，天然桥上下可以伸出绿枝，为游人增兴的原因。    水土充足，为植被的繁茂提供了条件；而植被广布反过来又为水土保持创造了良好的前提。水土植被的协同作用，既为武陵源增光添艳，更为峰林景观保持住长久的青春。    综观上述几点，可以看出，构成武陵源峰林地貌的地质因素是多方面的，由于它们的综合作用，才形成了如此壮丽绝伦的景观。这些地质因素可归纳为两大类，即内部因素和外部因素。前者提供物质基础，是依据；后者提供加工动力，是条件。简列如下：    1．内部因素。这是指地壳本身的地质作用。包括两个方面：(1)岩石因素。提供了质地坚实，厚层为主的石英砂岩，其中含有少量比例不均的泥质。(2)构造因素。砂岩层的褶皱和缓，保持平展，而直立节理十分发育，可能还有断层（尚待证实，已见上文）。    2．外部因素。指空气和水，还有重力所起的地质作用。包括三个方面：(1)风化作用。包括化学、机械（物理）及生物的风化作用。(2)水蚀作用。主要是流水的冲刷和侵蚀。(3)重力作用。使风化物散落，岩块滑坠、崩塌。   

    二、武陵源形成的历史背景和有利环境    （一）历史背景    依笔者研究结果，地壳构造的演化是循着这样的一条规律进行的：地壳运动的强烈阶段与和缓阶段交替出现。一个地区某一地质时代处于地壳运动强烈阶段时，叫做“活动区”阶段；其后进入和缓的相对稳定阶段时，则叫“稳定区”阶段；再往后到了另一个强烈阶段时，又重新转入活动区阶段。但这时的活动区不是前一强烈阶段的历史重演，它已变为更为复杂、代表更高演化阶段的新型活动区。这个规律叫做“动定转化递进律”。武陵源地区就曾经历了这样的地壳演化历程。    构成武陵源峰林的岩石及其所具有的构造特点，是由本区如同上述的地壳演化史的特点所决定的。本区的地壳演化吏可分为四个时期，依次出现于不同的地壳演化阶段。    1．石英砂岩物质准备期    回溯到15亿年前，即地质学上叫“中元古代”时，湘西北地区正处于活动区阶段。这时地壳运动强烈，有些地段发生裂陷沉降形成海槽；介于海槽之间有留在海面的列岛，它们分别叫做“地槽”和“地背斜”。从邻侧陆地及列岛上河流冲下海槽中的砂泥，沉落海底，积成厚层。这一时期由于地壳断裂多，地壳下面的岩浆从断裂喷出海底或岛上，成为火山，有点像现在的菲律宾海或印度尼西亚地区那样。这一时期地壳运动如此强烈，显然属于活动区阶段。又由于这种活动区以具有地槽为特征，故名“地槽区”；这一时期也相应地称“地槽阶段”。随后，地壳运动继续增强，到地槽阶段发展的中期，出现了造山作用，致使地槽中的沉积物发生褶皱和断裂，并垒叠起来，升露海面成为山脉。在造山过程中，还有大量岩浆侵入，形成了许多花岗岩体。以后本区地槽阶段转入晚期，地壳运动逐渐减弱。

    经历了这一时期后，湘西北地区的地壳演化史就为武陵源石英砂岩的形成打下物质来源的基础。因为已褶皱成为山脉的地槽沉积物中，特别是这时所成的花岗岩中，都含有大量的石英，可为后来产生石英砂岩提供石英砂粒的一部分。    2．石英砂岩产生期    自从地槽区的山脉形成后，本区的地槽阶段就进入晚期。随着该山脉被当时的风化、水蚀等作用的削蚀，高度便逐渐减低。到了约6亿年前“古生代”初期，山脉被削平，变成平坦的地面。这时地壳运动较弱，没有造山作用，以大范围的整体缓慢升降运动为主，可见是属于稳定区阶段。又因其地面高低起伏的坡度很小，平宽开阔，一望无际好像平台，故具体的名称叫做“地台区”。这一时期的相对稳定阶段，也叫“地台阶段”。由于这一时期地壳时升时降，比较频繁，地台区的地貌又平坦，所以在地壳沉降时期，海水易于浸进，掩盖广大地区。约在3.8亿年前，即古生代中期称为“中泥盆世”的时候，适值地壳沉降，有海水浸进，武陵源一带位于浅海的近岸地带，因离陆地不远，从河流冲下来的泥砂入海后，砂子及少量泥土先在此沉入海底。经过若干万年的积累，遂积成厚达千米以上的石英砂层。后来砂层经过压实固结，便成今天所见的石英砂岩。又由于当时这里是地台区，海底平广开阔，所成的石英砂岩也就分布很广。今天构成峰林砂岩只是其中在武陵源区内出露地面的一部分而已。    附带指出：在金鞭溪的跳鱼潭等处路旁的石英砂岩中，其层面上见有波浪状高低不平的形态，称为“波痕”。乃是当时砂子沉到水底之初，尚系松散状态，同时海水较浅，故它可受到波浪的冲击，遂发生波浪留痕。后来砂层固结成为岩石，这些波痕便保存下来。其形状特点，可供识别。此外，在索溪峪等处的砂岩里面，有时还可见到许多的条状小孔遗迹，叫“痕迹化石”，是当时海滨小动物在砂层中活动或居住遗留下来的小洞穴。波痕和痕迹化石通常见于由浅水海滨沉积物所成的岩石中，都可作为识别古地理环境的依据之一O    上述的石英砂岩层产生以后，随着地壳的时升时降，海水也时有进退。至2.85亿年前的二叠纪时代石英砂岩因地壳上隆而升露地面以后，陆上一度成为沼泽，有植物繁衍，形成了含煤地层，把砂岩层覆盖起来。我们今天在袁家界即可见到石英砂岩之上盖有这个含煤地层，里面含有黑色碳质页岩及一些植物化石。    3．有利构造发育期    随着地壳动定转化进程的继续发展，到了约2亿年前的三叠纪末，中国东南部开始转入一个新的活动阶段，叫做“地洼阶段”。因为这一时期，地壳运动转变为强烈，出现了造山作用，使在以前地台阶段中形成的、原属平整的各个地层，一同褶皱起来，又一次形成山脉，并发生断层和节理。由于这些山脉之间多有盆地，名叫“地洼”，所以这种构造区就叫做“地洼区”，这时的造山作用也发生于湘西北，使武陵源的石英砂岩也发生了褶皱，不过在该处的褶皱作用比较和缓，属于宽展型的，故石英砂岩得以产状平缓完整，而突出表现则是直立节理十分发育，遂为后来产生峰林地貌提供了很有利的构造条件。    4．峰林诞生和发展期    地壳演化的地洼阶段，其进程可以划分为三期。早、中两期地壳运动渐趋强烈，主要的造山作用即发生于此时。到了晚期，则地壳运动逐渐转弱，造山作用渐趋和缓。在武陵源地区，原在地台阶段造成的各个地层，自从地洼阶段中期被强烈的造山作用褶皱成为山脉后，在其露出地面部分即已开始遭受风化水蚀。到了大约三百万年前以来，本区地壳运动时升时降，但总的进程是以上升为主，直到目前仍属这样，故出露地表的地层所遭受的风化水蚀仍在继续。于是，当某处位于上部的地层被剥蚀殆尽时，新露出的下部地层接着遭受风化水蚀。在二叠纪含煤地层被剥蚀无余的地段，石英砂岩便暴露地表，成为风化水蚀作用施展灵巧技术，雕造峰林的优先地区。今天的武陵源峰林发育地带，即是其例。袁家界虽然也有同样的石英砂岩层分布，但因其上有二叠纪含煤地层的保护，未能接受天工的雕刻，就只能做若干万年以后未来峰林的后备区了。    总结上述各点，武陵源石英砂岩峰林的形成过程可以归纳为下列几句：    曾是地台浅海滨，沉砂结石广平伸。    连山揭出地洼幕，褶断诞生节理纷。    升露岩层遭水蚀，劈为崖柱顺裂纹。

    万年雕镂功成渐，绣就画图稀世珍。    （二）有利环境    武陵源峰林之所以如此风景奇丽，除了地壳演化史的背景特点外，还有一个重要因素，就是有利的开发和保存的环境。这是指它在其历史背景的第三时期之末，即现在所见的峰林诞生以后的现代环境。如果把历史背景叫做先天条件，那么这就是后天条件。这一时期的有利条件就是武陵源所处的地理位置及气候特点。    武陵源目前位于湘西北的中山区，海拔高度平均为千米左右。地居北纬29。20’左右，属北温带的南缘。其降水量达到年平均1500毫米，属于多雨地区，已如前述。年平均气温13.4℃，最冷月（1月）平均气温2.6℃，最热月（7月）平均气温24.3℃。因此气候温和，雨量充足。正是由于具备了这样优越的地理位置和气候环境，才使得武陵源地区水木清华，泉丰林密，飞瀑溪流深潭处处，峰石上下绿冠翠裳。既为砂岩峰林增添秀色，又有珍禽异兽出没，花香蝶舞，增添了观光价值，吸引游人；更为保持水土，减少风雨流水对石峰石柱的侵蚀破坏提供了良好条件。此外，由于夏无酷暑，寒冷期短，遂成为全年型旅游胜地。    三、开发与保护    （一）峰林之钰，稀世之珍    尝闻世界上石林峰林不少，但就现在已知者来说，能与武陵源相比者不多。依笔者游踪所及，形态颇似武陵源景观的峰林有五种：即丹霞峰林、科罗拉多峰林、喀斯特峰林、玄武岩峰林及黄土峰林。它们风格各有优点，但其综合观赏价值比起武陵源来，则尚有逊色。    如上所述，武陵源地貌的优胜之处，共有五点：一是石峰石柱本身，个个形神兼备，秀丽奇幻。二是柱峰众多而且密集，真正成林，名不虚传。三是分布范围宽广而连续，内部为整片，有如林海。四是在峰林之海里面，千壑纵横交错，配合峰林构成美丽的图案。五是水丰林密，苍翠连绵，把石峰石柱衬托有力，增添色彩。    首先对比丹霞峰林，它最近似于武陵源峰林。它的千姿百态的奇峰怪石，是由红色砂岩砾岩所成，以其鲜艳的色调著称。这是武陵源峰林所不及的。但因其岩石的生成时代较新（自1亿年前至3000万年前，即白垩纪末至老第三纪）．固结坚硬程度较差，因此较易被风化水蚀，峰柱棱角易被磨钝，大都缺少刚劲峥嵘的神态。再者，它只发育于地洼盆地里面，人烟大都稠密，植被破坏太多，石峰石柱缺少茂密的树林衬托。故不论北方的承德双塔山、棒槌山等，都是单调的，只有一二根石柱孑立地面之上，缺乏生气。即使是南方的粤北坪石金鸡岭，以至最著名的丹霞山——它是笔者命名“丹霞地貌”的标准地——其树木也不及武陵源之茂密。还有，丹霞峰林现知者比较分散，像武陵源这样大片密集形成峰林之海者较罕见。在日本爱嫒县的古岩层公园，笔者曾看到过“暮霭峰林披薄纱，几疑此日在丹霞”的美景，并且古树参天，水清泉甘，但仅有石峰数座疏落地立于一隅，并不成林。    次说科罗拉多峰林。它发育于美国科罗拉多高原上的红石公园内和石拱公园内，以及其他一些分散地区。它是由二叠纪红色砂岩构成。因其岩石的年龄较丹霞峰林的岩石老，固结刚硬程度略近于武陵源的石英砂岩，故峰石虽具丹霞峰之艳色但不及武陵源峰林之神韵，差别只是在于其砂岩为复矿砂岩，而非纯石英颗粒，抵抗风化力较弱。并且由于科罗拉多高原海拔3000余米，为一干旱寒冷的半沙漠地带，树木罕见，更缺少泉声鸟歌，满目荒凉。又因峰柱稀疏，少有成片。在那凄寂的环境中，竖立着几根为印第安人所崇拜的“图腾”，虽然看去觉得壮丽奇特，但难免感到形影孤单，枯燥无味。在夕阳斜照下，三两株枯黄的小树，陪着这些裸露的石柱共度黄昏，令人不禁兴趣索然。正是：“虽话荒原多异面，还欠文物饰风光。”    喀斯特峰林是由石灰岩受含有二氧化碳的地下水“溶蚀”所成（已见上文）。由于它的岩石与武陵源者不同，成因有异，故形态神韵均另具特色。自古有言：“桂林山水甲天下，阳朔山水甲桂林。”其“平地孤峰一样齐”的怡人景色，自不待言。它如云南路南的石林，广东肇庆的七星岩，江西峡江县何君等地的卡斯特峰林，都很有观光价值。并且这种峰林还伴有由溶蚀而成的洞穴，深幽而变幻莫测的优点。在武陵源风景区内的黄龙洞，即属于这种溶洞。这也是武陵源峰林所不及的。但若仅以峰林本身来比，则即使卡斯特地貌的标准地南斯拉夫来论，虽以洞穴之胜驰名世界，但其峰林之美丽壮观，依笔者所见，仍不及具有千峰万壑、劲柱林立之壮丽的武陵源。    玄武岩峰林的岩石属于火山岩。这种岩石分布地区，如我国沿海一些地区，以及日本等处，有时见之。其岩石色黑。因属火成岩，故石柱的成因与砂岩峰林有所区别。论其形貌风格，由于玄武岩是由喷出地面的岩浆（叫做“岩流”）冷凝后所成的，当岩流层冷凝过程中，由于体积收缩而形成的直立节理把岩石裂成六角形，故所成石柱形状独有特色。但因各个部分的抗风化水蚀的能力一般比较均匀，故所成石柱形态显得单调，缺乏砂岩石柱所赋有的线条曲折，凹凸复杂，造形奇特，形神变幻的谐趣。

    土林可分为二种，一是我国西北地区所见的黄土林，另一种为一般土林。二者均是由于流水沿着它们的直立节理侵蚀或兼溶蚀，再加上重力作用的崩塌而残留的柱状地貌。黄土林通常出现于黄土分布地带，如我国的甘陕晋冀诸省均见之。一般土柱多见于未固结的河湖或近海沉积物中，如山西太谷盆地有由湖底粘土层、砂质粘土层所成的土柱，是其一例。这类地貌的风景特色是：土柱矗立，嶙峋雅致。但因土质所限，能构成刚劲雄伟、高插云天者不多，并且多数缺乏绿荫流泉陪衬，虽然风格有其独特之处，但若论奇比趣，则更难与武陵源为伍了。而且，由于土柱脆弱，又多数缺乏植被保护，寿命较短。    至于风蚀石林，是由带着砂粒的风将岩石磨剥而成的地貌，见之于干旱地带。多呈方或多角柱状（名风蚀柱）、蘑菇状、塔状（名风蚀塔）。有时呈城堡状，成群出现连绵成长带，叫做风城，有时也叫魔鬼城。如新疆北部的乌尔禾风城，是其一例。这种景观虽有“玉宇琼楼胜天宫，舒展谁家卷画丛”之美，但若论气势，远不如武陵源石英砂岩峰林之刚劲雄伟，更少见有如同武陵源的绿水青山衬托的优点。    （二）珠联璧合，双胜并美    武陵源峰林之胜，除具有如同第一节所列属于该石英砂岩峰林本身的四大特色之外，还有另一大特色，那就是它得天独厚，其邻侧及外围还巧妙地点缀着许多奇趣的石灰岩洞穴和峰林，成为配景，后者与雄伟壮丽的石英砂岩互相衬托，融为一体，并使武陵源风景区的内容更加丰富多彩，大增观光价值。游人于饱览一种景色之余，换上另一种观赏，对比品尝，乐趣无穷。    在武陵源区内的石灰岩洞穴，主要集中于索溪峪河谷的北侧，以及天子山东南麓。石灰岩峰林则主要分布于天子山、喻家咀、腰子垭至水兴凸一带，面积颇广。在较大范围内，除了邻近诸县境的石灰岩分布地区外，还有永顺县的猛洞河，澧水上游的茅岩河，张家界市东南的天门山等处，均有这种溶洞及峰林发育，成为外围的风景胜地。    1．成因 上文已经提到，石灰岩洞穴是一种溶蚀洞。它们是由于石灰岩受含有二氧化碳气的水流入地下，经过石灰岩时对石灰岩的破坏作用。水吸收了二氧化碳，便变成碳酸。石灰岩的化学成分为碳酸钙。这种岩石外表虽然相当坚硬，质地致密，但遇着含有二氧化碳的水就会慢慢地与之发生化学作用，从而一点一点地被溶解，变为可溶于水的重碳酸钙，随水流失，留下空洞。洞穴起初很小，以后因石灰岩继续被溶解而逐步扩大，成为今天可供人进去游览的大洞。流入地下的水叫做地下水。含二氧化碳的地下水对石灰岩这样的破坏作用，称为溶蚀作用，也叫岩溶作用。    石灰岩为水成岩，是由水中的生物遗骸骨骼沉积，以及由溶于水中的钙质沉淀而成的，故有层理。它生成后又可发生节理。此外，有时还可发生断层。这几种裂缝都是地下水沿着渗透或流经石灰岩并发挥溶蚀作用的有利构造。武陵源区内的石灰岩既有众多的层理，其节理又很发育，并有断层，加上雨量充沛，地下水丰富，所以溶洞很多，而且巨大的不少。    黄龙洞是武陵源溶洞中最著名的一个。当走进它里面时，沿路只感到巷道曲折延伸，幽邃不知远近，并且分叉纵横，如入迷宫，难辨归路。还有殿堂厅室，高低层出不穷，离奇变幻，莫测高深。然而，若加仔细观察，识别方位，又觉得这些厅堂巷道的布局并非全无规则。原来，这里的石灰岩，其层理比较平缓，在岩石中发生的节理，大多数是直立的。共有几组，其中最发育的有二组，互相交叉，与平缓产状的岩层理面共同把石灰岩裂成三维空间的网格状。因此，沿着层面发生的溶洞，成为平宽阔大的厅堂，而沿节理发育的溶洞就成为纵横交错、曲折变化的巷道。    在殿堂厅室的天花板下，垂着千姿百态的华丽“吊灯”。在地板上还摆设着许多个令人遐思的“盆景”。更有时见到龙柱支撑着洞顶。这些奇景的成因乃是由于海水造成的产物，依次叫做石钟乳、石笋及石柱。它们的形成机理是：当含有自石灰岩溶解出来的重碳酸钙溶液的地下水自洞顶裂缝渗出时，其中的二氧化碳逸出及水分蒸发了，碳酸钙便沉淀出来，重新形成石灰岩，粘附在裂缝口处。在这个沉淀作用滴滴点点地进行过程中，起初只在洞顶出现一个小突起，其后逐渐加厚增大，并向下方增长，久而久之，就形成了今天所见的钟状或乳房状的石钟乳。未能及时在洞顶沉淀的重碳酸钙液，便滴落地面上，然后蒸发沉淀、积累，向上增长，形成石笋。当石钟乳同下面对应位置的石笋双方增长相遇接合，连在一起后，就形成了石柱。

    在石钟乳或石笋里如果存在着空洞，又或石灰岩被地下水溶蚀成为巧合的空洞时，就可以形成石鼓或石琴，敲击有声，弹奏成乐。被誉为“击石胜似管弦声，如闻仙乐耳暂明”的音响石，就是由于这种原因所成的。    此外，在石灰岩洞穴里面，有地下水淹没的地段，就出现了地下河，也叫暗河。倘若暗河只是地表河流潜入地下的一段，则称伏流。    至于石灰岩峰林，因岩石与石英砂岩峰林者不同，故其成因也相异。因为它们是由地下水的岩溶作用造成的，故从成因上命名时，也叫岩溶峰林。其形成过程有两种：一种是自石灰岩的上部裂缝顶端开始溶蚀，把裂缝扩展越来越大，使两侧的石灰岩逐步消失，残留下一堆堆的石峰。但在更多的情况下，则是通过溶洞的扩大，洞顶越来越薄，而跨度又越来越大，最后穿透出现“天窗”。天窗以后逐渐扩大，以致全顶消失（或者由于洞顶崩塌）．形成陷阱状的深坑，叫做“溶斗”（也叫“石灰阱”）。当多个溶斗衔接发育互相连通，便残留下石峰。起初有些相邻石峰的基部还相连着，叫做“峰丛”。到后来基部也分离了，就成峰林。这种峰林依其标准地命名，依南斯拉夫国一个地方的名字，称为卡斯特峰林。    卡斯特峰林的分布，常有规则，即成列成行出现。这也是由于该处石灰岩中节理十分发育，其裂缝成为岩溶作用发挥力量的薄弱地带，当沿几组主要节理形成的溶洞和溶斗，使大部分石灰岩消失后，便留下这些如此整齐排列的峰林。    石灰岩石峰的形态多种多样，变化万千。但它们大体轮廓常与岩层的产状有关。一般说来，层理产状平缓的，顶平呈柱状或筒状。层理倾斜的，则是顶尖的锥状。在锥状石峰中，其两坡有时一边陡一边缓，状似驼背的老人，称为“老人峰”，这名起源自广西一个名叫老人山的石峰。    在石灰岩峰林区内，常见有穿洞、天然桥等胜景，也是由于溶蚀作用所成。    2．形成的历史背景 武陵源风景区内的石灰岩溶洞及峰林的形成，其历史背景基本上与石英砂岩峰林颇相近似，因为它们二者是属于同一个地区的地壳演化史的产物。只是在它们的岩石产生之时，其所在的古地理位置及物质来源等方面略有不同。其产生的历程如下：    (1)石灰岩的诞生 上文已经指出过：在湘西北地区的地壳演化过程中，于地台阶段的3.85亿年前处于沉降运动时期，形成了石英砂岩之后，至2.8亿年前的二叠纪初，曾经隆起成陆，并产生了含煤地层。但这一段隆起运动的时间并不太长。不久就再度沉降，形成浅海。因为这时仍属地台环境，地壳相对稳定，海底沉降缓慢，同时又因离陆地较远，河流冲来的砂泥很少到达该处。再有，由于海底平坦开阔，海水深度不大，阳光充足，底栖生物繁衍，多珊瑚、海百合及其他浅海动物生长其上，又有鱼类栖息。因此，由这些生物骨骼遗骸积成的石灰岩，厚度大而分布广，为今天所见的溶洞、溶峰的形成提供了物质基础。我们在索溪峪管理处至蔡家峪的公路所经过的石灰岩中，还可找到这些生物的化石，可以证明。    (2)构造条件的配备前面在介绍石英砂岩峰林形成的构造条件时，曾经指出，在武陵源的地壳演化史中，于2亿年前的中生代初进入地洼阶段后，遭受了造山运动的侵袭，形成了许多节理，使后来风化水蚀作用有了可供利用的裂缝。对于本地区的二叠纪石灰岩来说，这一时期的造山作用也对它同样发生了影响，并造成了多组交叉的直立节理，为后来造成溶洞、峰林创造了构造条件。    (3)溶洞溶峰的溶造上文在论述石英砂岩峰林形成时期，湘西北地区的地壳运动以升降为特色，并以上升占优势。本区溶洞、溶峰的形成，也主要在于这一时期，并且与升降运动有关。因为这一时期的地壳间歇上升运动可使地下水的岩溶作用随之逐步下移，遂使所成溶洞具有多层的特色。在武陵源地区，溶洞计有五层次，其海拔高度依次为1000、800、500、350及200米。    （三）珍惜国宝，爱护国宝    综上所述．武陵源峰林堪称奇甲天下的国宝。它是我们中华民族天赋宝贵的旅游资源。况且近旁又辅有像黄龙洞等喀斯特溶洞及峰林之胜，真乃锦上添花。毫无疑问，必须大力开发，使之为发展旅游事业，为发展国民经济服务。    然而，另一方面，在开发过程中，又要注意保护。因为事物总是不断发展和变化的。“海陆从来无静止，风云自古永流迁。”有生必有灭，这是自然规律，武陵源峰林自然也不例外。除物质准备阶段的时间不计外，它度过的岩石形成，构造条件配备，以及天工巧匠精心雕刻几个大的阶段，历时就长达3亿多年，才形成今天的面貌。它的变化和发展决不会到此为止，今后还会继续不断地前进。目前尚在青年期的，如黄狮寨、腰子寨，将会逐渐转入壮年期；现已到壮年期的，如西海，将会逐渐进入老年期。也就是说，肥峰将逐步变成瘦峰，高柱将变成矮柱。于是，美景将会逐渐消失。即使像御笔峰、金鞭岩等石柱那样刚强劲直，顶天立地，从人生的历程或诗人的情怀意境看来，它们好像是“长历风霜犹矫健”，因而崇尚它们坚强不屈，高压不怕，“高穿云表引自豪”的无畏精神，并歌颂它们“频迎雪雨砺骨坚”的英雄气质。但从地质时间的尺度和自然规律看来，则还是不能脱离诞生一生长一衰老一消亡这个进程的。虽然这个过程用人类的时间尺度来说是漫长的，进行十分缓慢的，它以若干个十万、百万年计，但最终还是要走完的。    自然界的规律虽然是不可改变的，但可以使它的进度减慢。怎样才能做到这一点？就是科学开发，科学管理，科学保护。

    分析我们之所以享有这个天赋国宝的原因，是在于地利、天时、人和。地利就是有利的地壳演化史，给我们造就了足以构成这样峰林的岩石和节理构造，加上后来外力的风化水蚀雕成峰林。天时就是峰林形成以后的地理气候条件，培养出林茂水丰的现代环境，既有植被的掩护，又有山青水绿之美。人和就是这个峰林以往藏在深闺，人为破坏很少。据此可以得出结论，要科学开发、科学管理、科学保护，就必须人和。    关于开发、管理及保护的人和，包括的内容有两方面。直接方面主要是：不在峰林区内采石。在建房、开路时不损害峰林石柱。遇有崩塌可能的石块要加以处理，使之稳定。不在区内及邻近污染空气。间接方面则是保护树木，维护植被。这方面的作用是多种的。最显而易见的作用是保护风景。试想，假如夫妻岩顶上的树木被砍掉，原来有说有笑的两口子岂不是变成僧尼，他们既进了佛门，没有了凡间乐趣，怎能使游人欣羡？仙女献花手上的树如被去掉，就会抱着空篮，怎能引人狂想遐思，流连忘返？其次，保护植被，不独保持了水土，使石柱石峰减少风化水蚀的影响，还使气候保持有利于植物的生长，造成良性循环。    ★作者为世界著名地质学家，中国科学院院士，国际地科联矿床大地构造委员会副主席兼地洼研究组主席。国际地洼构造与成矿研究中心主席，中南工业大学顾问，中国科学院长沙大地构造研究所名誉所长。此文录自《武陵源风景志》（湖南人民出版社1998年6月版）。    ★★武陵源的峰林，按其岩石计有二种：一为石英砂岩峰林；另一为石灰岩峰林。本文所称的“武陵源峰林”是仅指前一种。因其标准地为武陵源，故以地名名之，以便识别。后一种已习惯称“喀斯特峰林”，起源自南斯拉夫的一个地名，按成因也称“岩溶峰林”，在本文中仅作附带介绍。