海陸無靜止風云永流遷——武陵源峰林地貌成因

    及其開發(fā)與保護淺說    陳國達    天工刻石賽人為，風雨長雕巧入微。    西海翻瀾千柱抵，金鞭驅礫百泉飛。    山重水復藏幽谷，流繞四門引翠嵬。    峽險崖危峰競秀，武陵游罷畫中歸。    畫家寫生，取材大自然。經過藝術加工，又勝過大自然。然而，武陵源的峰林景色，其造形之巧，神韻之妙，意境之美，卻勝過用筆描繪的圖畫。它是一幅用實體鑲成的巨畫，出自大自然自己之手的巨畫。    鑒于武陵源砂巖峰林地貌突出的世界性的價值，武陵源風景名勝區(qū)已于1992年12月14日被聯(lián)合國教科文組織在紐約舉行的第十七屆會議通過列入世界自然遺產名錄，為了全人類的利益而對它加以保護。

    一、武陵源地質風景的特色和成因    從地質學的角度來看，武陵源的峰林地貌具有下列五大特色，它們的成因互相關聯(lián)。    （一）石奇峰秀    花香鳥語，流水淙淙。人們帶著在觀賞風景中探索自然奧秘、寓求知于旅游的心情，沿著林間石徑緩緩而行，進入金鞭溪。在幽深的溪谷一側，陡峭的石壁下，突然出現幾根矗立的石柱。其中一根特別細長，猶如一支長劍，自草叢中豎起，高入云端。這就是名不虛傳的金鞭巖。它的柱面平直，好像被巨人的刀削切而成的。走近細看，這樣的平面有好幾個，其中最明顯的有四個，兩兩平行，分屬兩組，互相交叉，把石柱切成近四方形；該石柱由于邊棱尖銳筆直，顯得特別剛勁有力。進一步觀察，這些巖石所含的礦物，絕大部分為石英，同溪中所見的砂子一樣，所以叫做“石英砂巖”。它的砂粒大小相當均勻，固結緊密，質地堅硬，足以構成如此壯觀的石柱。在柱身上還可見到一些橫紋，那是砂巖的“層理”。若順層理把石劈開，就可見到“層面”。這是辨認沉積巖的特征之一。巖層頗厚，由幾十厘米至一米不等。其層面傾斜平緩，幾近水平，石柱就好像一塊疊得很高的千層糕。由于石質既硬，柱身又垂直，巖層既厚且產狀（傾向及傾角）平緩，各個巖層之間不易沿層面滑動，故石柱雖高也不致倒傾或頂部滑落。此外，在層理面上還有一些垂直的裂面，其中最明顯的分屬二組，各與一組柱面平行，證明它們與柱面是屬于同一種構造。這些裂面叫“節(jié)理”。假如把石柱切斷，這些節(jié)理縱橫交錯，構成網格狀。根據這些事實，可以看出：原來，這條石柱就是順著兩組交叉的直立節(jié)理面將巖石劈開而形成的。

    環(huán)顧四周，在鄰側的石柱上，以至溪谷兩側的山坡上，都是由同樣的巖石構成的，其巖層厚度又相似，更有同樣的直立節(jié)理，并且層理面及主要的兩組節(jié)理面的產狀方向均與金鞭巖者相同或相近似。可以據此判斷：高高矗立的金鞭巖及其側旁的幾根石柱，原來與溪谷兩側的山峰是連在一起的，它們本是同一種砂巖組成的大片地層的一部分，只是后來由于某種作用（詳后）把它們之間的那部分巖石去掉，才留下及形成這樣的壯觀奇柱，聳峙在你面前。    造成這種奇觀的作用是什么呢？首先，空氣中含有氧氣和水蒸氣，可以通過化學作用使巖石發(fā)生化學分解（簡稱化解）。這一帶的巖石雖然都主要是砂巖，其成分幾乎全是石英（占95%），故名石英砂巖。石英對這些氣體的化學作用抵抗力強，不易被化解，但砂粒之間的泥質膠結物則抵抗力弱，膠結物被化解后，石英粒便易于脫落出來。其次，冬天巖石孔隙裂縫中水結冰時，其膨脹力可使巖石爆破；氣溫變化所引起的巖石冷縮熱脹，長時期反復進行也可使巖石碎解。第三，植物的根插入巖石裂縫，既可分泌出有機酸使巖石化解，又可通過增長過程中的膨脹力使巖石爆裂碎解。以上幾種作用統(tǒng)稱為“風化作用”，并相應地依次稱為“化學風化”、“機械物理風化”及“生物風化”作用。

    再有，雨水降落時，可把巖石表面風化產物沖走。當雨水匯集成流后，既可沖走風化物，又可利用夾帶的砂粒當研密砂，好像鋸子鋸木那樣，把所流經的巖石磨削鋸切．遇上巖石中的裂縫，更易大顯身手，于是小澗逐漸變成大溪，小縫逐漸變成深谷。這種作用叫做“流水的侵蝕作用’，簡稱“水蝕作用”。    此外，“重力作用”也是一個重要的因素。風化作用把巖石化解和碎解，水蝕作用使巖石裂縫擴大，致使一些巖塊失去穩(wěn)定性時，都會由于重力作用而墜落和崩塌。金鞭巖的石柱腳下就堆有亂石，其上已長滿雜草灌木，可以證明它們是在今天所見的金鞭巖石柱形成之前墜落已久的巖塊。    由此可以看出，在武陵源風景區(qū)內，像金鞭巖這樣的奇麗石柱，以至石峰，其成因乃是風化作用及水蝕作用，加上重力作用，對石英砂巖長期精心雕刻的結果。    發(fā)育于武陵源的奇峰怪石群落中，其形態(tài)神韻像金鞭巖這樣剛強勁直者不少。既有成排并立、齊刺藍天的御筆峰，又有粗壯雄厚、高壓不屈的南天一柱等等。它們都是像金鞭巖那樣，在堅硬的石英砂巖的物質基礎上，通過風化、水蝕及重力的綜合作用利用直立節(jié)理劈成的。    武陵源峰林之所以引人人勝，還在于它的石柱石峰形態(tài)各異，形神變幻，豐富多彩。當你面對仙女獻花，心里盼望著花球拋中你時，她好像正在向你微笑。夫妻巖也五官逼真，笑露牙齒。原來這是由于造成石柱的巖石性質與金鞭巖這類石柱各有不同之故。這一帶的巖石雖然主要是質純性硬層厚的石英砂巖，但其石英的含量并非到處一致的。同一巖層的不同部分固有差別，不同巖層差別更大。在石英含量較少部分，特別是夾在厚層砂巖中的薄層，所含泥質成分就相對要多，巖石的堅硬程度也相應減低，對風化、水蝕的抵抗力必然減弱。由于不同巖層或同層巖石不同部分的強弱不同，便使石柱、石峰發(fā)生凹凸不平，形成了各種形狀和神態(tài)。十里畫廊的采藥老人，他的頭部及背部是由硬巖所成。天子山的將軍巖，有如站在點將臺的大將，正在指揮千軍萬馬沖向敵陣。還有花瓶石，輪廓清晰。這些都是堅硬巖層昂然屹立，形成奇特造型的例子。梭鏢巖的柱頂，似被刀削尖以致柱身變小，也是由較硬較強的巖層對風化水蝕的不同反應所成。總之，由于巖石軟硬不同的部位配合巧妙，遂在不同石柱上出現了如此引入遐想的各種各樣形狀和神態(tài)。    （二）寨高臺平    “不登黃獅寨，枉到張家界”，這是富有導游意義之言。因為武陵源峰林發(fā)育最盛的地段是在“西海”，但最好的觀景點卻是在黃獅寨。由于適宜于構成峰林的石英砂巖主要分布地帶，是從這里的西南部開始，往東北方向伸延，直到楓樹灣，長達20公里、寬約10公里。這就是所謂“西海”的地帶。黃獅寨是一座寬厚而頂平坡陡，高1000米的石山。它既高聳可以望遠，又寬平可供休息。當你登到這座天然的大觀景臺上時，放眼望去，數不清的石峰石柱，嶙峋挺拔，爭露頭角，密集廣布，形成浩瀚的峰林，使人胸懷頓暢，歡樂不己。若遇云海連綿，群峰白紗披肩，崢嶸時隱時現，虛無飄渺，瞬息萬變。這時，石峰、石柱就好像滄海上洶涌的狂瀾中的砥柱，更富詩意。這就是“西海翻瀾千柱抵”奇景的由來。

    黃獅寨也是由石英砂巖所成。它之所以成為如此優(yōu)越的觀景佳地，是由于下述的原因：該地段的砂巖層露出地面的時間較后，受風化水蝕作用的侵襲尚淺，還未被很多的溪壑所分割，因而石峰石柱尚未大量發(fā)育，得以基本上保存原有的完整面貌，成為面積較大的塊體。這樣的形態(tài)特點，在地貌學上叫做尚處于峰林演化史中的青年期。由于該巖塊既寬廣，巖質又堅，巖層傾斜既平緩，周圍山坡又都是由直立節(jié)理面構成的峭壁，遂形成高入云霄，頂端開闊平坦，氣勢雄壯的山寨。腰子寨也是如此。這種地形叫做方山。    此外，在石柱或石峰頂上出現蘑菇狀小平臺，例如“金龜探海”等奇石，也是武陵源峰林地貌常見的奇特景色。這是由于硬軟相間的產狀平緩巖層，其下部的軟層被風化、水蝕較快而凹入，有時加上重力崩塌后，致使蓋在它頂上的硬巖層顯得凸出，形成蓋頂巖層大部分懸空的傘狀平臺，成為奇景。金鞭溪等處所見的谷壁巖石，在崖壁上端有凌云飛出的石塊，高懸半空，垂垂欲墜，使人仰觀時膽顫心驚，也是成于相似的原因。它們通常以崖壁下段的石塊崩落起主要作用，致使上段的巖石懸空，是其特點。    當硬巖層蓋在石峰頂上時，如果下部的軟弱巖層的中部被風化水蝕作用侵襲消失較快，兩旁尚有殘留，則形成洞穴。如果洞穴穿透石墻，形成門孔通道，硬砂巖層便高跨兩端，架作橋狀。例如仙人橋、天下第一橋、天生橋，均是由于這樣的原因形成的。    （三）壁險峽幽    走進百丈峽，兩側陡壁千仞，危崖如削，仰頭只見一線天，使人疑是此身失足墜入地殼的狹縫里。人們走過了插旗峰下的系馬樁后，沿小徑往西南行，會看到峽谷越來越險，所謂“一夫當關，萬夫莫開”，確非虛言。漫步溪邊，欣賞野花，在靜寂中時聞潺潺水聲，猿啼鳥語，格外清脆悅耳。正是“峽高百丈洞云深，要識桃源此處尋”（明·胡桂芳詩）。這條峽谷從東北向西南伸延，大體上接近于直線。經過跳魚潭至插旗峪，長達10公里。

    類似百丈峽那樣風格的深邃清幽，筆直伸長的峽谷或深壑，尚有多條，堪稱武陵源勝景的又一特色。打開武陵源導游圖，可以清楚地看到，與百丈峽大致上平行的溪谷，在西北面就有王家峪、索溪，以及著名的金鞭溪等。在東南方則有董家峪、施家峪等。它們雖然長短有異，大小不同，但有一共同點，就是均作東北——西南方的延伸，可以歸屬于同一組。    與此同時，還可發(fā)現另有一組峽谷是自西北向東南延伸的。水繞四門就是其中最典型的一條，它北接礦洞溪，南連龍尾溪，大體上在一條近于直線上。與它約略平行的，東面還有十里畫廊，西面則有琵琶溪、畬刀溝等。這組峽谷與百丈峽一組互相交叉，呈網絡狀。    關于這些峽谷的成因，可從下面兩點來思考：第一，谷旁陡壁懸崖上發(fā)育有無數的直立節(jié)理，中有一組特別發(fā)育，其水平延伸的方向與峽谷的延伸方向大致平行。當雨水襲來，很自然地順著節(jié)理下切巖石，開始產生小澗，并逐漸由小到大，由淺到深。同時，在這個過程中，此地的地殼上升運動強烈，以致溪澗落差加大，并使流水下切谷底的速度比橫切谷壁的速度大，即加深比擴寬快，逐步形成了這樣峻深而狹隘的長谷。這一點是比較易于理解的。其次，在武陵源地區(qū)最發(fā)育的區(qū)域性節(jié)理共有兩組，一為東北——西南，另一為西北——東南。上述的峽谷也分為兩組，各與它們中的一組平行。可見，兩組峽谷的方向與兩組節(jié)理的方向相對應，其間因果關系也是明顯易見的：它們的發(fā)育是各受與它相同方向的一組節(jié)理控制的。但是最引人思考的是它們的伸展形態(tài)為何都是在幾公里以上的延伸范圍內能保持近于直線的形態(tài)。是否沿這些峽谷有可能存在著利用某組節(jié)理而發(fā)育的斷層，峽谷是既循著特別發(fā)育的節(jié)理又循著斷層面產出的，其近于直線的形態(tài)是受斷層控制的？這一問題，有待進一步研究。

    斷層與節(jié)理均是巖石中的裂縫，但二者是有區(qū)別的。斷層的主要特征是，兩側的巖塊有過明顯的移動，因此帶有由于巖塊被磨破所生的小裂隙，形成復雜的裂縫帶，有時且變?yōu)閺娏移扑閹В瑢捵詭酌椎綆资滓陨稀Ｒ虼耍@種構造常為水流所切削，以形成溪谷的最有利地帶。它們大小懸殊，大的可長達幾十公里以致百公里或更長。雖可有彎曲，但多數大體上呈直線或弧線形。故所成溪谷也大多數長而具有這種伸展形態(tài)。至于節(jié)理，則主要特征為兩側巖塊沒有過明顯移動，為一簡單的裂縫。長度一般短小，但常成組成群出現，形成長帶，故也可被流水利用來削蝕巖石形成溪谷。要鑒別武陵源諸峽谷的地質構造背景，可沿峽谷兩壁尋找斷層證據。斷層證據中最常見的有由于裂縫兩側巖塊移動時互相磨擦所生的光滑“鏡面”，以及因磨擦使裂面刮損的線條狀或槽狀的“擦痕”。如在百丈峽的峽谷里面即有見之。此外還有伴生的小裂隙、破碎帶等。雖然由于溪中泥土礫石的掩蓋，這些證據不一定出露，但沿途仔細觀察，有時仍可找到一二。讀者如有興趣，請自己注意搜索，并思考這個問題。    （四）水碧山青    武陵源峰林景觀的佳麗，不僅在于它的峰石之奇秀，寨臺之高平，危崖長峽之險幽，還在于它的水木清華，從而富于泉石相伴，樹峰相依之美。既有石叢小澗，峰間溪湖，水琴長鳴，銀瀑高瀉；復有古木參天，芳竹繁茂，峰頂蔥籠，蒼松垂壁。再有，由于水豐林密，便多珍禽異獸，鳥歌枝頭，蝶舞花叢，使得千峰萬壑的勝景更添麗色，倍增魅力。    在武陵源，水的來源有二：一是直接來自降雨。據統(tǒng)計，本區(qū)年降水量近1500毫米，既是華南多雨地區(qū)之一，且是暴雨集中區(qū)之一。二是來自泉水，即間接來自降雨。構成武陵源峰林的砂巖，孔隙及裂縫（例如節(jié)理）多，故蓄水條件好。這些蓄在巖石孔隙縫中的地下水，慢慢地滲滴出來，便形成清泉甘露，并為瀑布溪澗供給源源不斷的流水。    樹木的生長，既需要水，也需要土壤。構成峰林的砂巖中含有少量泥質，這些泥質風化后就變成土壤。它就是武陵源風景區(qū)內，無論是峰頂崖邊，抑或是石隙礫叢，都可長樹披草，千仞陡崖之上可以掛著巖松，天然橋上下可以伸出綠枝，為游人增興的原因。    水土充足，為植被的繁茂提供了條件；而植被廣布反過來又為水土保持創(chuàng)造了良好的前提。水土植被的協(xié)同作用，既為武陵源增光添艷，更為峰林景觀保持住長久的青春。    綜觀上述幾點，可以看出，構成武陵源峰林地貌的地質因素是多方面的，由于它們的綜合作用，才形成了如此壯麗絕倫的景觀。這些地質因素可歸納為兩大類，即內部因素和外部因素。前者提供物質基礎，是依據；后者提供加工動力，是條件。簡列如下：    1．內部因素。這是指地殼本身的地質作用。包括兩個方面：(1)巖石因素。提供了質地堅實，厚層為主的石英砂巖，其中含有少量比例不均的泥質。(2)構造因素。砂巖層的褶皺和緩，保持平展，而直立節(jié)理十分發(fā)育，可能還有斷層（尚待證實，已見上文）。    2．外部因素。指空氣和水，還有重力所起的地質作用。包括三個方面：(1)風化作用。包括化學、機械（物理）及生物的風化作用。(2)水蝕作用。主要是流水的沖刷和侵蝕。(3)重力作用。使風化物散落，巖塊滑墜、崩塌。   

    二、武陵源形成的歷史背景和有利環(huán)境    （一）歷史背景    依筆者研究結果，地殼構造的演化是循著這樣的一條規(guī)律進行的：地殼運動的強烈階段與和緩階段交替出現。一個地區(qū)某一地質時代處于地殼運動強烈階段時，叫做“活動區(qū)”階段；其后進入和緩的相對穩(wěn)定階段時，則叫“穩(wěn)定區(qū)”階段；再往后到了另一個強烈階段時，又重新轉入活動區(qū)階段。但這時的活動區(qū)不是前一強烈階段的歷史重演，它已變?yōu)楦鼮閺碗s、代表更高演化階段的新型活動區(qū)。這個規(guī)律叫做“動定轉化遞進律”。武陵源地區(qū)就曾經歷了這樣的地殼演化歷程。    構成武陵源峰林的巖石及其所具有的構造特點，是由本區(qū)如同上述的地殼演化史的特點所決定的。本區(qū)的地殼演化吏可分為四個時期，依次出現于不同的地殼演化階段。    1．石英砂巖物質準備期    回溯到15億年前，即地質學上叫“中元古代”時，湘西北地區(qū)正處于活動區(qū)階段。這時地殼運動強烈，有些地段發(fā)生裂陷沉降形成海槽；介于海槽之間有留在海面的列島，它們分別叫做“地槽”和“地背斜”。從鄰側陸地及列島上河流沖下海槽中的砂泥，沉落海底，積成厚層。這一時期由于地殼斷裂多，地殼下面的巖漿從斷裂噴出海底或島上，成為火山，有點像現在的菲律賓海或印度尼西亞地區(qū)那樣。這一時期地殼運動如此強烈，顯然屬于活動區(qū)階段。又由于這種活動區(qū)以具有地槽為特征，故名“地槽區(qū)”；這一時期也相應地稱“地槽階段”。隨后，地殼運動繼續(xù)增強，到地槽階段發(fā)展的中期，出現了造山作用，致使地槽中的沉積物發(fā)生褶皺和斷裂，并壘疊起來，升露海面成為山脈。在造山過程中，還有大量巖漿侵入，形成了許多花崗巖體。以后本區(qū)地槽階段轉入晚期，地殼運動逐漸減弱。

    經歷了這一時期后，湘西北地區(qū)的地殼演化史就為武陵源石英砂巖的形成打下物質來源的基礎。因為已褶皺成為山脈的地槽沉積物中，特別是這時所成的花崗巖中，都含有大量的石英，可為后來產生石英砂巖提供石英砂粒的一部分。    2．石英砂巖產生期    自從地槽區(qū)的山脈形成后，本區(qū)的地槽階段就進入晚期。隨著該山脈被當時的風化、水蝕等作用的削蝕，高度便逐漸減低。到了約6億年前“古生代”初期，山脈被削平，變成平坦的地面。這時地殼運動較弱，沒有造山作用，以大范圍的整體緩慢升降運動為主，可見是屬于穩(wěn)定區(qū)階段。又因其地面高低起伏的坡度很小，平寬開闊，一望無際好像平臺，故具體的名稱叫做“地臺區(qū)”。這一時期的相對穩(wěn)定階段，也叫“地臺階段”。由于這一時期地殼時升時降，比較頻繁，地臺區(qū)的地貌又平坦，所以在地殼沉降時期，海水易于浸進，掩蓋廣大地區(qū)。約在3.8億年前，即古生代中期稱為“中泥盆世”的時候，適值地殼沉降，有海水浸進，武陵源一帶位于淺海的近岸地帶，因離陸地不遠，從河流沖下來的泥砂入海后，砂子及少量泥土先在此沉入海底。經過若干萬年的積累，遂積成厚達千米以上的石英砂層。后來砂層經過壓實固結，便成今天所見的石英砂巖。又由于當時這里是地臺區(qū)，海底平廣開闊，所成的石英砂巖也就分布很廣。今天構成峰林砂巖只是其中在武陵源區(qū)內出露地面的一部分而已。    附帶指出：在金鞭溪的跳魚潭等處路旁的石英砂巖中，其層面上見有波浪狀高低不平的形態(tài)，稱為“波痕”。乃是當時砂子沉到水底之初，尚系松散狀態(tài)，同時海水較淺，故它可受到波浪的沖擊，遂發(fā)生波浪留痕。后來砂層固結成為巖石，這些波痕便保存下來。其形狀特點，可供識別。此外，在索溪峪等處的砂巖里面，有時還可見到許多的條狀小孔遺跡，叫“痕跡化石”，是當時海濱小動物在砂層中活動或居住遺留下來的小洞穴。波痕和痕跡化石通常見于由淺水海濱沉積物所成的巖石中，都可作為識別古地理環(huán)境的依據之一O    上述的石英砂巖層產生以后，隨著地殼的時升時降，海水也時有進退。至2.85億年前的二疊紀時代石英砂巖因地殼上隆而升露地面以后，陸上一度成為沼澤，有植物繁衍，形成了含煤地層，把砂巖層覆蓋起來。我們今天在袁家界即可見到石英砂巖之上蓋有這個含煤地層，里面含有黑色碳質頁巖及一些植物化石。    3．有利構造發(fā)育期    隨著地殼動定轉化進程的繼續(xù)發(fā)展，到了約2億年前的三疊紀末，中國東南部開始轉入一個新的活動階段，叫做“地洼階段”。因為這一時期，地殼運動轉變?yōu)閺娏遥霈F了造山作用，使在以前地臺階段中形成的、原屬平整的各個地層，一同褶皺起來，又一次形成山脈，并發(fā)生斷層和節(jié)理。由于這些山脈之間多有盆地，名叫“地洼”，所以這種構造區(qū)就叫做“地洼區(qū)”，這時的造山作用也發(fā)生于湘西北，使武陵源的石英砂巖也發(fā)生了褶皺，不過在該處的褶皺作用比較和緩，屬于寬展型的，故石英砂巖得以產狀平緩完整，而突出表現則是直立節(jié)理十分發(fā)育，遂為后來產生峰林地貌提供了很有利的構造條件。    4．峰林誕生和發(fā)展期    地殼演化的地洼階段，其進程可以劃分為三期。早、中兩期地殼運動漸趨強烈，主要的造山作用即發(fā)生于此時。到了晚期，則地殼運動逐漸轉弱，造山作用漸趨和緩。在武陵源地區(qū)，原在地臺階段造成的各個地層，自從地洼階段中期被強烈的造山作用褶皺成為山脈后，在其露出地面部分即已開始遭受風化水蝕。到了大約三百萬年前以來，本區(qū)地殼運動時升時降，但總的進程是以上升為主，直到目前仍屬這樣，故出露地表的地層所遭受的風化水蝕仍在繼續(xù)。于是，當某處位于上部的地層被剝蝕殆盡時，新露出的下部地層接著遭受風化水蝕。在二疊紀含煤地層被剝蝕無余的地段，石英砂巖便暴露地表，成為風化水蝕作用施展靈巧技術，雕造峰林的優(yōu)先地區(qū)。今天的武陵源峰林發(fā)育地帶，即是其例。袁家界雖然也有同樣的石英砂巖層分布，但因其上有二疊紀含煤地層的保護，未能接受天工的雕刻，就只能做若干萬年以后未來峰林的后備區(qū)了。    總結上述各點，武陵源石英砂巖峰林的形成過程可以歸納為下列幾句：    曾是地臺淺海濱，沉砂結石廣平伸。    連山揭出地洼幕，褶斷誕生節(jié)理紛。    升露巖層遭水蝕，劈為崖柱順裂紋。

    萬年雕鏤功成漸，繡就畫圖稀世珍。    （二）有利環(huán)境    武陵源峰林之所以如此風景奇麗，除了地殼演化史的背景特點外，還有一個重要因素，就是有利的開發(fā)和保存的環(huán)境。這是指它在其歷史背景的第三時期之末，即現在所見的峰林誕生以后的現代環(huán)境。如果把歷史背景叫做先天條件，那么這就是后天條件。這一時期的有利條件就是武陵源所處的地理位置及氣候特點。    武陵源目前位于湘西北的中山區(qū)，海拔高度平均為千米左右。地居北緯29。20’左右，屬北溫帶的南緣。其降水量達到年平均1500毫米，屬于多雨地區(qū)，已如前述。年平均氣溫13.4℃，最冷月（1月）平均氣溫2.6℃，最熱月（7月）平均氣溫24.3℃。因此氣候溫和，雨量充足。正是由于具備了這樣優(yōu)越的地理位置和氣候環(huán)境，才使得武陵源地區(qū)水木清華，泉豐林密，飛瀑溪流深潭處處，峰石上下綠冠翠裳。既為砂巖峰林增添秀色，又有珍禽異獸出沒，花香蝶舞，增添了觀光價值，吸引游人；更為保持水土，減少風雨流水對石峰石柱的侵蝕破壞提供了良好條件。此外，由于夏無酷暑，寒冷期短，遂成為全年型旅游勝地。    三、開發(fā)與保護    （一）峰林之鈺，稀世之珍    嘗聞世界上石林峰林不少，但就現在已知者來說，能與武陵源相比者不多。依筆者游蹤所及，形態(tài)頗似武陵源景觀的峰林有五種：即丹霞峰林、科羅拉多峰林、喀斯特峰林、玄武巖峰林及黃土峰林。它們風格各有優(yōu)點，但其綜合觀賞價值比起武陵源來，則尚有遜色。    如上所述，武陵源地貌的優(yōu)勝之處，共有五點：一是石峰石柱本身，個個形神兼?zhèn)洌沱惼婊谩６侵灞姸喽颐芗嬲闪郑惶搨鳌Ｈ欠植挤秶鷮拸V而連續(xù)，內部為整片，有如林海。四是在峰林之海里面，千壑縱橫交錯，配合峰林構成美麗的圖案。五是水豐林密，蒼翠連綿，把石峰石柱襯托有力，增添色彩。    首先對比丹霞峰林，它最近似于武陵源峰林。它的千姿百態(tài)的奇峰怪石，是由紅色砂巖礫巖所成，以其鮮艷的色調著稱。這是武陵源峰林所不及的。但因其巖石的生成時代較新（自1億年前至3000萬年前，即白堊紀末至老第三紀）．固結堅硬程度較差，因此較易被風化水蝕，峰柱棱角易被磨鈍，大都缺少剛勁崢嶸的神態(tài)。再者，它只發(fā)育于地洼盆地里面，人煙大都稠密，植被破壞太多，石峰石柱缺少茂密的樹林襯托。故不論北方的承德雙塔山、棒槌山等，都是單調的，只有一二根石柱孑立地面之上，缺乏生氣。即使是南方的粵北坪石金雞嶺，以至最著名的丹霞山——它是筆者命名“丹霞地貌”的標準地——其樹木也不及武陵源之茂密。還有，丹霞峰林現知者比較分散，像武陵源這樣大片密集形成峰林之海者較罕見。在日本愛嬡縣的古巖層公園，筆者曾看到過“暮靄峰林披薄紗，幾疑此日在丹霞”的美景，并且古樹參天，水清泉甘，但僅有石峰數座疏落地立于一隅，并不成林。    次說科羅拉多峰林。它發(fā)育于美國科羅拉多高原上的紅石公園內和石拱公園內，以及其他一些分散地區(qū)。它是由二疊紀紅色砂巖構成。因其巖石的年齡較丹霞峰林的巖石老，固結剛硬程度略近于武陵源的石英砂巖，故峰石雖具丹霞峰之艷色但不及武陵源峰林之神韻，差別只是在于其砂巖為復礦砂巖，而非純石英顆粒，抵抗風化力較弱。并且由于科羅拉多高原海拔3000余米，為一干旱寒冷的半沙漠地帶，樹木罕見，更缺少泉聲鳥歌，滿目荒涼。又因峰柱稀疏，少有成片。在那凄寂的環(huán)境中，豎立著幾根為印第安人所崇拜的“圖騰”，雖然看去覺得壯麗奇特，但難免感到形影孤單，枯燥無味。在夕陽斜照下，三兩株枯黃的小樹，陪著這些裸露的石柱共度黃昏，令人不禁興趣索然。正是：“雖話荒原多異面，還欠文物飾風光。”    喀斯特峰林是由石灰?guī)r受含有二氧化碳的地下水“溶蝕”所成（已見上文）。由于它的巖石與武陵源者不同，成因有異，故形態(tài)神韻均另具特色。自古有言：“桂林山水甲天下，陽朔山水甲桂林。”其“平地孤峰一樣齊”的怡人景色，自不待言。它如云南路南的石林，廣東肇慶的七星巖，江西峽江縣何君等地的卡斯特峰林，都很有觀光價值。并且這種峰林還伴有由溶蝕而成的洞穴，深幽而變幻莫測的優(yōu)點。在武陵源風景區(qū)內的黃龍洞，即屬于這種溶洞。這也是武陵源峰林所不及的。但若僅以峰林本身來比，則即使卡斯特地貌的標準地南斯拉夫來論，雖以洞穴之勝馳名世界，但其峰林之美麗壯觀，依筆者所見，仍不及具有千峰萬壑、勁柱林立之壯麗的武陵源。    玄武巖峰林的巖石屬于火山巖。這種巖石分布地區(qū)，如我國沿海一些地區(qū)，以及日本等處，有時見之。其巖石色黑。因屬火成巖，故石柱的成因與砂巖峰林有所區(qū)別。論其形貌風格，由于玄武巖是由噴出地面的巖漿（叫做“巖流”）冷凝后所成的，當巖流層冷凝過程中，由于體積收縮而形成的直立節(jié)理把巖石裂成六角形，故所成石柱形狀獨有特色。但因各個部分的抗風化水蝕的能力一般比較均勻，故所成石柱形態(tài)顯得單調，缺乏砂巖石柱所賦有的線條曲折，凹凸復雜，造形奇特，形神變幻的諧趣。

    土林可分為二種，一是我國西北地區(qū)所見的黃土林，另一種為一般土林。二者均是由于流水沿著它們的直立節(jié)理侵蝕或兼溶蝕，再加上重力作用的崩塌而殘留的柱狀地貌。黃土林通常出現于黃土分布地帶，如我國的甘陜晉冀諸省均見之。一般土柱多見于未固結的河湖或近海沉積物中，如山西太谷盆地有由湖底粘土層、砂質粘土層所成的土柱，是其一例。這類地貌的風景特色是：土柱矗立，嶙峋雅致。但因土質所限，能構成剛勁雄偉、高插云天者不多，并且多數缺乏綠蔭流泉陪襯，雖然風格有其獨特之處，但若論奇比趣，則更難與武陵源為伍了。而且，由于土柱脆弱，又多數缺乏植被保護，壽命較短。    至于風蝕石林，是由帶著砂粒的風將巖石磨剝而成的地貌，見之于干旱地帶。多呈方或多角柱狀（名風蝕柱）、蘑菇狀、塔狀（名風蝕塔）。有時呈城堡狀，成群出現連綿成長帶，叫做風城，有時也叫魔鬼城。如新疆北部的烏爾禾風城，是其一例。這種景觀雖有“玉宇瓊樓勝天宮，舒展誰家卷畫叢”之美，但若論氣勢，遠不如武陵源石英砂巖峰林之剛勁雄偉，更少見有如同武陵源的綠水青山襯托的優(yōu)點。    （二）珠聯(lián)璧合，雙勝并美    武陵源峰林之勝，除具有如同第一節(jié)所列屬于該石英砂巖峰林本身的四大特色之外，還有另一大特色，那就是它得天獨厚，其鄰側及外圍還巧妙地點綴著許多奇趣的石灰?guī)r洞穴和峰林，成為配景，后者與雄偉壯麗的石英砂巖互相襯托，融為一體，并使武陵源風景區(qū)的內容更加豐富多彩，大增觀光價值。游人于飽覽一種景色之余，換上另一種觀賞，對比品嘗，樂趣無窮。    在武陵源區(qū)內的石灰?guī)r洞穴，主要集中于索溪峪河谷的北側，以及天子山東南麓。石灰?guī)r峰林則主要分布于天子山、喻家咀、腰子埡至水興凸一帶，面積頗廣。在較大范圍內，除了鄰近諸縣境的石灰?guī)r分布地區(qū)外，還有永順縣的猛洞河，澧水上游的茅巖河，張家界市東南的天門山等處，均有這種溶洞及峰林發(fā)育，成為外圍的風景勝地。    1．成因 上文已經提到，石灰?guī)r洞穴是一種溶蝕洞。它們是由于石灰?guī)r受含有二氧化碳氣的水流入地下，經過石灰?guī)r時對石灰?guī)r的破壞作用。水吸收了二氧化碳，便變成碳酸。石灰?guī)r的化學成分為碳酸鈣。這種巖石外表雖然相當堅硬，質地致密，但遇著含有二氧化碳的水就會慢慢地與之發(fā)生化學作用，從而一點一點地被溶解，變?yōu)榭扇苡谒闹靥妓徕}，隨水流失，留下空洞。洞穴起初很小，以后因石灰?guī)r繼續(xù)被溶解而逐步擴大，成為今天可供人進去游覽的大洞。流入地下的水叫做地下水。含二氧化碳的地下水對石灰?guī)r這樣的破壞作用，稱為溶蝕作用，也叫巖溶作用。    石灰?guī)r為水成巖，是由水中的生物遺骸骨骼沉積，以及由溶于水中的鈣質沉淀而成的，故有層理。它生成后又可發(fā)生節(jié)理。此外，有時還可發(fā)生斷層。這幾種裂縫都是地下水沿著滲透或流經石灰?guī)r并發(fā)揮溶蝕作用的有利構造。武陵源區(qū)內的石灰?guī)r既有眾多的層理，其節(jié)理又很發(fā)育，并有斷層，加上雨量充沛，地下水豐富，所以溶洞很多，而且巨大的不少。    黃龍洞是武陵源溶洞中最著名的一個。當走進它里面時，沿路只感到巷道曲折延伸，幽邃不知遠近，并且分叉縱橫，如入迷宮，難辨歸路。還有殿堂廳室，高低層出不窮，離奇變幻，莫測高深。然而，若加仔細觀察，識別方位，又覺得這些廳堂巷道的布局并非全無規(guī)則。原來，這里的石灰?guī)r，其層理比較平緩，在巖石中發(fā)生的節(jié)理，大多數是直立的。共有幾組，其中最發(fā)育的有二組，互相交叉，與平緩產狀的巖層理面共同把石灰?guī)r裂成三維空間的網格狀。因此，沿著層面發(fā)生的溶洞，成為平寬闊大的廳堂，而沿節(jié)理發(fā)育的溶洞就成為縱橫交錯、曲折變化的巷道。    在殿堂廳室的天花板下，垂著千姿百態(tài)的華麗“吊燈”。在地板上還擺設著許多個令人遐思的“盆景”。更有時見到龍柱支撐著洞頂。這些奇景的成因乃是由于海水造成的產物，依次叫做石鐘乳、石筍及石柱。它們的形成機理是：當含有自石灰?guī)r溶解出來的重碳酸鈣溶液的地下水自洞頂裂縫滲出時，其中的二氧化碳逸出及水分蒸發(fā)了，碳酸鈣便沉淀出來，重新形成石灰?guī)r，粘附在裂縫口處。在這個沉淀作用滴滴點點地進行過程中，起初只在洞頂出現一個小突起，其后逐漸加厚增大，并向下方增長，久而久之，就形成了今天所見的鐘狀或乳房狀的石鐘乳。未能及時在洞頂沉淀的重碳酸鈣液，便滴落地面上，然后蒸發(fā)沉淀、積累，向上增長，形成石筍。當石鐘乳同下面對應位置的石筍雙方增長相遇接合，連在一起后，就形成了石柱。

    在石鐘乳或石筍里如果存在著空洞，又或石灰?guī)r被地下水溶蝕成為巧合的空洞時，就可以形成石鼓或石琴，敲擊有聲，彈奏成樂。被譽為“擊石勝似管弦聲，如聞仙樂耳暫明”的音響石，就是由于這種原因所成的。    此外，在石灰?guī)r洞穴里面，有地下水淹沒的地段，就出現了地下河，也叫暗河。倘若暗河只是地表河流潛入地下的一段，則稱伏流。    至于石灰?guī)r峰林，因巖石與石英砂巖峰林者不同，故其成因也相異。因為它們是由地下水的巖溶作用造成的，故從成因上命名時，也叫巖溶峰林。其形成過程有兩種：一種是自石灰?guī)r的上部裂縫頂端開始溶蝕，把裂縫擴展越來越大，使兩側的石灰?guī)r逐步消失，殘留下一堆堆的石峰。但在更多的情況下，則是通過溶洞的擴大，洞頂越來越薄，而跨度又越來越大，最后穿透出現“天窗”。天窗以后逐漸擴大，以致全頂消失（或者由于洞頂崩塌）．形成陷阱狀的深坑，叫做“溶斗”（也叫“石灰阱”）。當多個溶斗銜接發(fā)育互相連通，便殘留下石峰。起初有些相鄰石峰的基部還相連著，叫做“峰叢”。到后來基部也分離了，就成峰林。這種峰林依其標準地命名，依南斯拉夫國一個地方的名字，稱為卡斯特峰林。    卡斯特峰林的分布，常有規(guī)則，即成列成行出現。這也是由于該處石灰?guī)r中節(jié)理十分發(fā)育，其裂縫成為巖溶作用發(fā)揮力量的薄弱地帶，當沿幾組主要節(jié)理形成的溶洞和溶斗，使大部分石灰?guī)r消失后，便留下這些如此整齊排列的峰林。    石灰?guī)r石峰的形態(tài)多種多樣，變化萬千。但它們大體輪廓常與巖層的產狀有關。一般說來，層理產狀平緩的，頂平呈柱狀或筒狀。層理傾斜的，則是頂尖的錐狀。在錐狀石峰中，其兩坡有時一邊陡一邊緩，狀似駝背的老人，稱為“老人峰”，這名起源自廣西一個名叫老人山的石峰。    在石灰?guī)r峰林區(qū)內，常見有穿洞、天然橋等勝景，也是由于溶蝕作用所成。    2．形成的歷史背景 武陵源風景區(qū)內的石灰?guī)r溶洞及峰林的形成，其歷史背景基本上與石英砂巖峰林頗相近似，因為它們二者是屬于同一個地區(qū)的地殼演化史的產物。只是在它們的巖石產生之時，其所在的古地理位置及物質來源等方面略有不同。其產生的歷程如下：    (1)石灰?guī)r的誕生 上文已經指出過：在湘西北地區(qū)的地殼演化過程中，于地臺階段的3.85億年前處于沉降運動時期，形成了石英砂巖之后，至2.8億年前的二疊紀初，曾經隆起成陸，并產生了含煤地層。但這一段隆起運動的時間并不太長。不久就再度沉降，形成淺海。因為這時仍屬地臺環(huán)境，地殼相對穩(wěn)定，海底沉降緩慢，同時又因離陸地較遠，河流沖來的砂泥很少到達該處。再有，由于海底平坦開闊，海水深度不大，陽光充足，底棲生物繁衍，多珊瑚、海百合及其他淺海動物生長其上，又有魚類棲息。因此，由這些生物骨骼遺骸積成的石灰?guī)r，厚度大而分布廣，為今天所見的溶洞、溶峰的形成提供了物質基礎。我們在索溪峪管理處至蔡家峪的公路所經過的石灰?guī)r中，還可找到這些生物的化石，可以證明。    (2)構造條件的配備前面在介紹石英砂巖峰林形成的構造條件時，曾經指出，在武陵源的地殼演化史中，于2億年前的中生代初進入地洼階段后，遭受了造山運動的侵襲，形成了許多節(jié)理，使后來風化水蝕作用有了可供利用的裂縫。對于本地區(qū)的二疊紀石灰?guī)r來說，這一時期的造山作用也對它同樣發(fā)生了影響，并造成了多組交叉的直立節(jié)理，為后來造成溶洞、峰林創(chuàng)造了構造條件。    (3)溶洞溶峰的溶造上文在論述石英砂巖峰林形成時期，湘西北地區(qū)的地殼運動以升降為特色，并以上升占優(yōu)勢。本區(qū)溶洞、溶峰的形成，也主要在于這一時期，并且與升降運動有關。因為這一時期的地殼間歇上升運動可使地下水的巖溶作用隨之逐步下移，遂使所成溶洞具有多層的特色。在武陵源地區(qū)，溶洞計有五層次，其海拔高度依次為1000、800、500、350及200米。    （三）珍惜國寶，愛護國寶    綜上所述．武陵源峰林堪稱奇甲天下的國寶。它是我們中華民族天賦寶貴的旅游資源。況且近旁又輔有像黃龍洞等喀斯特溶洞及峰林之勝，真乃錦上添花。毫無疑問，必須大力開發(fā)，使之為發(fā)展旅游事業(yè)，為發(fā)展國民經濟服務。    然而，另一方面，在開發(fā)過程中，又要注意保護。因為事物總是不斷發(fā)展和變化的。“海陸從來無靜止，風云自古永流遷。”有生必有滅，這是自然規(guī)律，武陵源峰林自然也不例外。除物質準備階段的時間不計外，它度過的巖石形成，構造條件配備，以及天工巧匠精心雕刻幾個大的階段，歷時就長達3億多年，才形成今天的面貌。它的變化和發(fā)展決不會到此為止，今后還會繼續(xù)不斷地前進。目前尚在青年期的，如黃獅寨、腰子寨，將會逐漸轉入壯年期；現已到壯年期的，如西海，將會逐漸進入老年期。也就是說，肥峰將逐步變成瘦峰，高柱將變成矮柱。于是，美景將會逐漸消失。即使像御筆峰、金鞭巖等石柱那樣剛強勁直，頂天立地，從人生的歷程或詩人的情懷意境看來，它們好像是“長歷風霜猶矯健”，因而崇尚它們堅強不屈，高壓不怕，“高穿云表引自豪”的無畏精神，并歌頌它們“頻迎雪雨礪骨堅”的英雄氣質。但從地質時間的尺度和自然規(guī)律看來，則還是不能脫離誕生一生長一衰老一消亡這個進程的。雖然這個過程用人類的時間尺度來說是漫長的，進行十分緩慢的，它以若干個十萬、百萬年計，但最終還是要走完的。    自然界的規(guī)律雖然是不可改變的，但可以使它的進度減慢。怎樣才能做到這一點？就是科學開發(fā)，科學管理，科學保護。

    分析我們之所以享有這個天賦國寶的原因，是在于地利、天時、人和。地利就是有利的地殼演化史，給我們造就了足以構成這樣峰林的巖石和節(jié)理構造，加上后來外力的風化水蝕雕成峰林。天時就是峰林形成以后的地理氣候條件，培養(yǎng)出林茂水豐的現代環(huán)境，既有植被的掩護，又有山青水綠之美。人和就是這個峰林以往藏在深閨，人為破壞很少。據此可以得出結論，要科學開發(fā)、科學管理、科學保護，就必須人和。    關于開發(fā)、管理及保護的人和，包括的內容有兩方面。直接方面主要是：不在峰林區(qū)內采石。在建房、開路時不損害峰林石柱。遇有崩塌可能的石塊要加以處理，使之穩(wěn)定。不在區(qū)內及鄰近污染空氣。間接方面則是保護樹木，維護植被。這方面的作用是多種的。最顯而易見的作用是保護風景。試想，假如夫妻巖頂上的樹木被砍掉，原來有說有笑的兩口子豈不是變成僧尼，他們既進了佛門，沒有了凡間樂趣，怎能使游人欣羨？仙女獻花手上的樹如被去掉，就會抱著空籃，怎能引人狂想遐思，流連忘返？其次，保護植被，不獨保持了水土，使石柱石峰減少風化水蝕的影響，還使氣候保持有利于植物的生長，造成良性循環(huán)。    ★作者為世界著名地質學家，中國科學院院士，國際地科聯(lián)礦床大地構造委員會副主席兼地洼研究組主席。國際地洼構造與成礦研究中心主席，中南工業(yè)大學顧問，中國科學院長沙大地構造研究所名譽所長。此文錄自《武陵源風景志》（湖南人民出版社1998年6月版）。    ★★武陵源的峰林，按其巖石計有二種：一為石英砂巖峰林；另一為石灰?guī)r峰林。本文所稱的“武陵源峰林”是僅指前一種。因其標準地為武陵源，故以地名名之，以便識別。后一種已習慣稱“喀斯特峰林”，起源自南斯拉夫的一個地名，按成因也稱“巖溶峰林”，在本文中僅作附帶介紹。