天地如何造就了张家界？

准备原材料：厚度超过500米的石英砂岩

远古的张家界曾经沧海。这是一个和今天完全不同的地质场景。海平面的高度远超过眼前的山峰，河流在我们今天的天空中奔涌入海。这片海，叫扬子古海。地质学家通过对一系列古鱼类化石开展深入研究，结果证明早在4.38亿年前的志留纪早期，以中国长江流域为主的华南板块曾是一片广阔的海洋，该海域又被进一步分为上、下扬子海，两者通过一狭长的水道相连。

然而，张家界的“沧海”并没有变成“桑田”，它成了今天武陵源区域3000多座壮丽峰柱。

这些壮丽的峰柱主要是由一种叫石英砂岩的成分组成。

石英砂岩是什么？就是我们平时见的砂子吗？没错，石英砂就是石英石颗粒。石英石的成分和我们平时所见的砂子相同，化学成分为二氧化硅（SiO2），这是一种白色或无色透明的硅酸盐矿物。这是一种物理化学特性都很独特的矿物，可广泛应用在玻璃、陶瓷、化工和计算机芯片领域。

但我们平时看到的砂子多是松散的，张家界的石英砂岩峰林却很致密。这是为什么呢？因为砂岩是一种有着明显层理结构的沉积岩，其主要由砂粒与填隙物构成。这些填隙物里包括胶结物（相当于胶水）和碎屑杂基（比沙粒更小的东西）两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结，而杂基成分主要指与砂粒同时沉积的更细的黏土或粉砂质物。

有了它们的黏合，石英砂自然就不会是松散状态了。

石英砂通常是白色或透明无色，但张家界地貌的峰柱却多是褐色或红色，原因在于因为砂岩主要含硅、钙、黏土和氧化铁，所以通常呈淡褐色或红色。不能把石英砂岩等同于石英，它是一种沉积岩，成分也远比石英更复杂。石英砂岩在古代就经常作为建筑材料使用，著名的大同云冈石窟、汉代的高颐阙、常德星德山的星子宫，都是用这种材料砌成。人类和自然，同时选用了这种适合雕砌的材料。

张家界为什么会有这么多的石英砂岩呢？吉首大学土建学院地理系教授何云告诉我们，晚古生代中晚泥盆纪时期，湖南西北地区壳下降，发生大面积海浸，成为一片汪洋。张家界处于“川湘凹陷地带”之深海处。3.8亿年前的武陵源是宽阔缓和的滨海环境，也就是河流入海口的位置。上游大量的岩浆岩风化产生了石英砂，随着河流长途跋涉被带到了这里，形成了单矿砂，再加上武陵源这里的地壳一直在缓慢下沉，最终，这里沉积了超过500米厚度的石英砂岩。

运用超凡的自然力量，抬升大地

在区域构造体系中，张家界处于新华夏第三隆起带，在漫长的地质历史时期内，经历了武陵——雪峰、印支、燕山、喜山及新构成了本区域的基本构造地貌格架，而喜山及新构造运动是形成张家界奇特的石英砂岩峰林地貌景观的最基本的内在因素。

从新第三纪（中新世开始）以来发生的地壳运动称新构造运动，相应的时代称新构造时期。新构造运动是引起第四纪自然环境变化的另一个要因素，这一内力作用也引起一系列环境效应并影响地壳稳定性。

我们今天能够看到的地貌，很多都是受到新构造运动的直接影响而形成的。它也是张家界地貌形成中最为关键的一步。

历经300万年的终极雕琢

有了厚度超过500米的石英砂岩沉积作为原材料，又经过了新构造运动的抬升，最后需要完成的就是最为细致的雕琢阶段。这个阶段所运用的工艺手段主要是流水侵蚀，风，以及重力的作用。外力地质活动作用的流水侵蚀和重力崩塌及其生物的生化作用和物理风化作用，则是形成张家界地貌景观必不可少的外部条件。

300万年来，张家界地壳缓慢间歇抬升，在这个时期，自然运用流水、风与重力开始了它的创作。水流是最主要的工具，它沿着裂隙切割岩石。原本完整的石英砂岩被切成一片片的破碎方块。这种切割经历了三个阶段。石英砂岩先是被切成了块头比较大的平台方山，然后再被切成峰墙，最后切到极致状态，便是今天在张家界看到的多达3000多座峰林。

外力塑造张家界石英砂岩的过程，被这里的景观完整记录了下来。这三个阶段的形态，今天在张家界都可以清晰看到。

张家界几乎所有的美景都是在这个时期塑造出来的。在张家界，方山、峰丛、峰墙、峰林、柱峰、石门、深切嶂谷、溪流、自生桥、穿山、一线天等地貌都是这个地质演化过程的杰作。

大自然塑造张家界的另一类作品则是溶洞，这是典型的岩溶洞穴地貌，这里共有大小洞穴几十个，其中以黄龙洞最具代表性。黄龙洞发育在上古生界三叠统石灰岩和白云质石灰岩地层中，由5层上下相互连通的岩溶洞穴组成，总高度160m，总长度30km以上，为全球超级长洞之一。

天门山，用普通材料制造出的“湘西第一神山”

天门山的成名，远比张家界更早。和张家界地貌形成所需的特殊材料不同，构成天门山的主要成分是地球上极为常见的碳酸盐岩。这种岩石被流水侵蚀后形成喀斯特岩溶地貌。喀斯特岩溶地貌在中国南方，尤其是西南区域，属于常见地貌。

除了巨大高差形成的视觉震撼，天门山最具神山气质的当属那个巨大的天门洞。

对于天门山穿洞的形成，地质学家覃功炯是这样解释的：天门山碳酸盐岩层厚且比较纯净，历经溶蚀的时间长，而且这一带年降水量大，平均达1700毫米。天门山上裂隙十分发育，沿这些裂隙发育形成了古老的洞穴系统，之后由于地壳局部抬升，天门山被抬高形成了孤山独立的姿态，其上的洞穴也随之被抬升，在此过程中洞道历经多次崩塌，残余部分越来越少，就形成了穿洞。

其实穿洞在湖南也属于比较常见的地质现象，但绝大多数的穿洞都没有位于海拔如此高耸的位置。天门山的视觉震撼在张家界市区即可感知。站在山下，只见一座造型奇异的大山兀立，1518米的海拔高度如天幕般笼罩在城市上空。山顶下部，巨大的穿洞贯穿山体，云雾从其间奔涌而出。这是武侠玄幻小说里旷世仙山的现实景象。它的美，超乎了人们的日常感知，让想象变成了仙境般的现实。