云繞奇峰。圖/彭立平

翠綠峰林。圖/覃文樂

張家界何以如此獨(dú)特？以至于人們幾乎很少可以找到與它進(jìn)行對(duì)比的自然地質(zhì)景觀。

從地質(zhì)學(xué)上看，可與張家界砂巖峰林進(jìn)行比較的地貌區(qū)域在全世界僅約有四處，它們是馬達(dá)加斯加貝瑪拉哈欽吉嚴(yán)格自然保護(hù)區(qū)，馬來西亞沙撈月古納的穆魯國(guó)家公園，菲律賓巴拉望島普村寨薩暗河國(guó)家公園和巴布亞新幾內(nèi)亞凱靖德山。

大面積的石英砂巖峰林在地球上就已十分罕見，像張家界這樣擁有高度、密度，且保留有完整形成模式的景觀，是絕無僅有的。地質(zhì)公園內(nèi)拔地而起的峰柱達(dá)3000多座，高幾十米至400米，其中高度超過200米的就有1000多座。全球同樣地質(zhì)環(huán)境中的四處景區(qū)，其石英砂巖峰林的高度和密度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及張家界。張家界砂巖峰林地貌是世界上獨(dú)有的，它相對(duì)高差大，高徑地大，柱體密度大，擁有軟硬相間的夾層，柱體造型奇特，僅此一項(xiàng)，就可以完勝其他同類型景觀。

它們也沒有擁有像張家界如此豐富的地質(zhì)景觀類型。張家界完整地保留著獨(dú)特的且目前保存完整的峰林形成標(biāo)準(zhǔn)模式，即平臺(tái)、方山、峰墻、峰林、峰叢、殘林形成系統(tǒng)地貌景觀。這就是說，在張家界，你可以看到石英砂巖峰林的完整形成過程，欣賞到不同地質(zhì)歷史階段的美。對(duì)于地質(zhì)研究者而言，張家界就是一部教科書式的存在。即使與不同類型的地貌做景觀比較，張家界的景觀也具有極大的優(yōu)勢(shì)，作為迥異于喀斯特地貌、雅丹地貌、丹霞地貌、河谷地貌的一種地貌，其分布的密集度、造型的奇異度、各種地貌形態(tài)組合的有序度、巖石植被、氣象因素的色彩鮮明對(duì)比度、峽谷與溪流組合的和諧度、地形高低錯(cuò)落相配及各種象形山巖石景觀引人入勝的聯(lián)想度，都達(dá)到了地質(zhì)景觀的最高審美境界。

地理上的張家界，屬中國(guó)西南地區(qū)云貴高原東北部與湘西北中低山區(qū)的過渡地帶。得益于張家界歷史時(shí)期地理位置的偏遠(yuǎn)，這里至今仍保持著幾乎未被擾動(dòng)過的自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。這個(gè)二三級(jí)階梯之間的高山區(qū)，一直就是人跡罕至的邊緣地帶。這里植被茂盛，珍稀動(dòng)植物種類繁多，張家界地貌自形成以來，幾乎沒有受到破壞和改變，保持了“幾乎原始的亞熱帶風(fēng)景、生態(tài)環(huán)境、生物環(huán)境及其生態(tài)系統(tǒng)”（聯(lián)合國(guó)教科文組織評(píng)語）。也就是說，當(dāng)我們談?wù)搹埣医鐣r(shí)，不僅僅是在談?wù)撘环N單純的地質(zhì)景觀。它是地質(zhì)與自然景觀完美結(jié)合的一個(gè)優(yōu)秀范例。

張家界蘇木綽。圖/姜陽春▼

就張家界景區(qū)而言，它一地獨(dú)占兩種地貌：喀斯特巖溶地貌和石英砂巖峰林地貌。天門山與武陵源就是其中最典型的代表。這兩種地貌，都發(fā)育成了極為壯美的景觀，這在全世界的旅游區(qū)里，同樣是獨(dú)一無二的存在。

發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知張家界是一個(gè)極為漫長(zhǎng)的過程。歷史上那些見過這仙幻景觀的人，往往沒有能力把它傳播開來。直到上世紀(jì)的70年代末，國(guó)畫大師吳冠中為張家界壯麗的地質(zhì)地貌景觀所震撼，并極力向海內(nèi)外推廣。張家界瞬間成為中國(guó)景觀中最耀眼的那顆明星。發(fā)現(xiàn)張家界的早期，它曾經(jīng)被誤認(rèn)為是丹霞地貌。直到研究逐步深入，才逐步把它確認(rèn)為一種獨(dú)特的地貌。2010年11月，張家界砂巖地貌國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)旅游地學(xué)與地質(zhì)公園研究分會(huì)第25屆年會(huì)在張家界舉行。在這次會(huì)議上，將張家界特征鮮明、規(guī)模巨大的獨(dú)特砂巖地貌類型，確定為“張家界地貌”，凡在世界任何國(guó)家和地區(qū)發(fā)現(xiàn)類似張家界石英砂巖峰林的地貌，都可統(tǒng)稱“張家界地貌”。自此，“張家界地貌”獲得國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)定。

早在1982年，湖南省政府就批準(zhǔn)建立了張家界、索溪峪、天子山自然保護(hù)區(qū)。作為中國(guó)第一批國(guó)家地質(zhì)公園、中國(guó)第一批世界自然遺產(chǎn)、中國(guó)第一個(gè)國(guó)家森林公園、中國(guó)第一批世界地質(zhì)公園，張家界的榮耀，無可取代。

造就極致景觀，需要天地的共同造化。如同人類制作藝術(shù)品，需要有原材料、工具、工藝以及對(duì)藝術(shù)的高深理解。張家界地貌是自然造就的最極致作品之一。

準(zhǔn)備原材料：厚度超過500米的石英砂巖

遠(yuǎn)古的張家界曾經(jīng)滄海。這是一個(gè)和今天完全不同的地質(zhì)場(chǎng)景。海平面的高度遠(yuǎn)超過眼前的山峰，河流在我們今天的天空中奔涌入海。這片海，叫揚(yáng)子古海。地質(zhì)學(xué)家通過對(duì)一系列古魚類化石開展深入研究，結(jié)果證明早在4.38億年前的志留紀(jì)早期，以中國(guó)長(zhǎng)江流域?yàn)橹鞯娜A南板塊曾是一片廣闊的海洋，該海域又被進(jìn)一步分為上、下?lián)P子海，兩者通過一狹長(zhǎng)的水道相連。

然而，張家界的“滄海”并沒有變成“桑田”，它成了今天武陵源區(qū)域3000多座壯麗峰柱。

這些壯麗的峰柱主要是由一種叫石英砂巖的成分組成。

石英砂巖是什么？就是我們平時(shí)見的砂子嗎？沒錯(cuò)，石英砂就是石英石顆粒。石英石的成分和我們平時(shí)所見的砂子相同，化學(xué)成分為二氧化硅（SiO2），這是一種白色或無色透明的硅酸鹽礦物。這是一種物理化學(xué)特性都很獨(dú)特的礦物，可廣泛應(yīng)用在玻璃、陶瓷、化工和計(jì)算機(jī)芯片領(lǐng)域。

但我們平時(shí)看到的砂子多是松散的，張家界的石英砂巖峰林卻很致密。這是為什么呢？因?yàn)樯皫r是一種有著明顯層理結(jié)構(gòu)的沉積巖，其主要由砂粒與填隙物構(gòu)成。這些填隙物里包括膠結(jié)物（相當(dāng)于膠水）和碎屑雜基（比沙粒更小的東西）兩種組分。常見膠結(jié)物有硅質(zhì)和碳酸鹽質(zhì)膠結(jié)，而雜基,成分主要指與砂粒同時(shí)沉積的更細(xì)的黏土或粉砂質(zhì)物。

有了它們的黏合，石英砂自然就不會(huì)是松散狀態(tài)了。

石英砂通常是白色或透明無色，但張家界地貌的峰柱卻多是褐色或紅色，原因在于因?yàn)樯皫r主要含硅、鈣、黏土和氧化鐵，所以通常呈淡褐色或紅色。不能把石英砂巖等同于石英，它是一種沉積巖，成分也遠(yuǎn)比石英更復(fù)雜。石英砂巖在古代就經(jīng)常作為建筑材料使用，著名的大同云岡石窟、漢代的高頤闕、常德星德山的星子宮，都是用這種材料砌成。人類和自然，同時(shí)選用了這種適合雕砌的材料。

張家界為什么會(huì)有這么多的石英砂巖呢？吉首大學(xué)土建學(xué)院地理系教授何云告訴我們，晚古生代中晚泥盆紀(jì)時(shí)期，湖南西北地區(qū)殼下降，發(fā)生大面積海浸，成為一片汪洋。張家界處于“川湘凹陷地帶”之深海處。3.8億年前的武陵源是寬闊緩和的濱海環(huán)境，也就是河流入�？诘奈恢谩Ｉ嫌未罅康膸r漿巖風(fēng)化產(chǎn)生了石英砂，隨著河流長(zhǎng)途跋涉被帶到了這里，形成了單礦砂，再加上武陵源這里的地殼一直在緩慢下沉，最終，這里沉積了超過500米厚度的石英砂巖。

運(yùn)用超凡的自然力量，抬升大地

僅僅有沉積于海底的石英砂巖是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這時(shí)，一個(gè)重要的機(jī)緣出現(xiàn)了，它就是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。原本沉積在大海里的石英砂巖，因?yàn)檫@個(gè)長(zhǎng)達(dá)260萬年的運(yùn)動(dòng)，被抬升了起來。

在區(qū)域構(gòu)造體系中，張家界處于新華夏第三隆起帶，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)，經(jīng)歷了武陵——雪峰、印支、燕山、喜山及新構(gòu)成了本區(qū)域的基本構(gòu)造地貌格架，而喜山及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是形成張家界奇特的石英砂巖峰林地貌景觀的最基本的內(nèi)在因素。

從新第三紀(jì)（中新世開始）以來發(fā)生的地殼運(yùn)動(dòng)稱新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的時(shí)代稱新構(gòu)造時(shí)期。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是引起第四紀(jì)自然環(huán)境變化的另一個(gè)要因素，這一內(nèi)力作用也引起一系列環(huán)境效應(yīng)并影響地殼穩(wěn)定性。

新生代以來地殼運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈，水平和垂直運(yùn)動(dòng)規(guī)模巨大。如新阿爾卑斯運(yùn)動(dòng)或喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)，使特提斯海（古地中海）消失，出現(xiàn)地中海及兩岸的山系和亞洲南部的喜馬拉雅山；環(huán)太平洋沿岸島弧，美洲西部邊緣（科迪勒拉-安第斯山脈）都是新生代造山運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。這時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不僅改變了海陸輪廓，奠定了現(xiàn)代地貌形態(tài)，還影響現(xiàn)代地球上氣候帶分布。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)人類的活動(dòng)有直接影響，人類往往可直接觀察得到。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)現(xiàn)今地貌形成起明顯控制作用。青藏高原現(xiàn)今的地貌，也是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的，新構(gòu)造活動(dòng)中蘊(yùn)含了地?zé)�、溫泉或礦泉、旅游等資源。在沿海地區(qū)，強(qiáng)烈的沉積可造成數(shù)千米厚的第四系沉積，在高地?zé)岬谋尘跋�，這些沉積中的有機(jī)質(zhì)會(huì)很快轉(zhuǎn)變成烴類而形成具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油氣資源。

我們今天能夠看到的地貌，很多都是受到新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的直接影響而形成的。它也是張家界地貌形成中最為關(guān)鍵的一步。

張家界金鞭溪峽谷。圖/李綱▼

歷經(jīng)300萬年的終極雕琢

有了厚度超過500米的石英砂巖沉積作為原材料，又經(jīng)過了新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的抬升，最后需要完成的就是最為細(xì)致的雕琢階段。這個(gè)階段所運(yùn)用的工藝手段主要是流水侵蝕，風(fēng)，以及重力的作用。外力地質(zhì)活動(dòng)作用的流水侵蝕和重力崩塌及其生物的生化作用和物理風(fēng)化作用，則是形成張家界地貌景觀必不可少的外部條件。

300萬年來，張家界地殼緩慢間歇抬升，在這個(gè)時(shí)期，自然運(yùn)用流水、風(fēng)與重力開始了它的創(chuàng)作。水流是最主要的工具，它沿著裂隙切割巖石。原本完整的石英砂巖被切成一片片的破碎方塊。這種切割經(jīng)歷了三個(gè)階段。石英砂巖先是被切成了塊頭比較大的平臺(tái)方山，然后再被切成峰墻，最后切到極致狀態(tài)，便是今天在張家界看到的多達(dá)3000多座峰林。

外力塑造張家界石英砂巖的過程，被這里的景觀完整記錄了下來。這三個(gè)階段的形態(tài)，今天在張家界都可以清晰看到。

張家界以極為典型的空間分布系統(tǒng)性，表明了張家界砂巖峰林地貌是地表流水沿產(chǎn)狀平緩、厚度巨大的成景石英砂巖中完全內(nèi)切穿的垂直或近垂直節(jié)理侵蝕切割，使巖層逐漸肢解分離，經(jīng)歷了由原始構(gòu)造面→臺(tái)地、方山地貌→峰叢、峰林地貌→斜坡殘余峰柱林→新剝蝕地貌的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程。這是一種在特定的地質(zhì)構(gòu)造部位、特定的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和外力作用條件下形成的舉世罕見的獨(dú)特地貌，張家界世界地質(zhì)公園因此被視為地表過程演化天然實(shí)驗(yàn)室。

張家界幾乎所有的美景都是在這個(gè)時(shí)期塑造出來的。在張家界，方山、峰叢、峰墻、峰林、柱峰、石門、深切嶂谷、溪流、自生橋、穿山、一線天等地貌都是這個(gè)地質(zhì)演化過程的杰作。

大自然塑造張家界的另一類作品則是溶洞，這是典型的巖溶洞穴地貌，這里共有大小洞穴幾十個(gè)，其中以黃龍洞最具代表性。黃龍洞發(fā)育在上古生界三疊統(tǒng)石灰?guī)r和白云質(zhì)石灰?guī)r地層中，由5層上下相互連通的巖溶洞穴組成，總高度160m，總長(zhǎng)度30km以上，為全球超級(jí)長(zhǎng)洞之一。

天門山，用普通材料制造出的“湘西第一神山”

天門山的成名，遠(yuǎn)比張家界更早。和張家界地貌形成所需的特殊材料不同，構(gòu)成天門山的主要成分是地球上極為常見的碳酸鹽巖。這種巖石被流水侵蝕后形成喀斯特巖溶地貌�？λ固貛r溶地貌在中國(guó)南方，尤其是西南區(qū)域，屬于常見地貌。

天門山是大自然用普通材料完成的杰作。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，它經(jīng)歷海相沉積上升為陸相沉積，形成高山，并經(jīng)受億萬年風(fēng)雨剝蝕，尤以三疊紀(jì)燕山運(yùn)動(dòng)為最甚。白堊紀(jì)末，大規(guī)模的喜馬拉雅山造山運(yùn)動(dòng)，使天門山進(jìn)一步抬升，分別被兩條斷層峽谷切為孤山，使高山與谷地拉開極大高差，幾公里之內(nèi)高差達(dá)1300多米。

除了巨大高差形成的視覺震撼，天門山最具神山氣質(zhì)的當(dāng)屬那個(gè)巨大的天門洞。

其天際線之美，堪為山的典型。它以發(fā)育較齊全的巖溶地貌區(qū)別于武陵源的砂巖峰林景觀，是一座四周絕壁的臺(tái)形孤山。天門山屬典型的喀斯特地貌，四面絕壁，雄偉壯麗。屬于新華夏系，武陵隆起帶，是武陵山脈向東進(jìn)入洞庭湖平原的余脈。

天門山穿洞。圖/朱輝峰▼

對(duì)于天門山穿洞的形成，地質(zhì)學(xué)家覃功炯是這樣解釋的：天門山碳酸鹽巖層厚且比較純凈，歷經(jīng)溶蝕的時(shí)間長(zhǎng)，而且這一帶年降水量大，平均達(dá)1700毫米。天門山上裂隙十分發(fā)育，沿這些裂隙發(fā)育形成了古老的洞穴系統(tǒng)，之后由于地殼局部抬升，天門山被抬高形成了孤山獨(dú)立的姿態(tài)，其上的洞穴也隨之被抬升，在此過程中洞道歷經(jīng)多次崩塌，殘余部分越來越少，就形成了穿洞。

其實(shí)穿洞在湖南也屬于比較常見的地質(zhì)現(xiàn)象，但絕大多數(shù)的穿洞都沒有位于海拔如此高聳的位置。天門山的視覺震撼在張家界市區(qū)即可感知。站在山下，只見一座造型奇異的大山兀立，1518米的海拔高度如天幕般籠罩在城市上空。山頂下部，巨大的穿洞貫穿山體，云霧從其間奔涌而出。這是武俠玄幻小說里曠世仙山的現(xiàn)實(shí)景象。它的美，超乎了人們的日常感知，讓想象變成了仙境般的現(xiàn)實(shí)。