科学之眼看“五岳”

我们中华民族自古热爱养育自己的大地，崇敬大自然(特别是喜爱大川名山)，早就创立了善待自然、“天人合一”的正确哲学观，也早就把融雄伟壮丽的自然风光与历史悠久的人文景观于一体的天下名山之首——“五岳”，尊为民族的精神象征和华夏文化的缩影。

“五岳”是东岳泰山、西岳华山、南岳衡山、北岳恒山和中岳嵩山的总称。不过，在2006年的某社区论坛，曾有人大胆地对这个在汉代就初步确定的“五岳”说“不”，称现在的“五岳”已经不合时宜，呼吁应该选出新的“五岳”。

“汉代视野”的五岳名山真的已经过时了吗?未必如此。随着社会进步和科学发展，特别是经过地质学家多年的辛勤探索与研究，现已进一步认识到，除了雄伟壮丽的自然风光和历史悠久的人文景观之外，“五岳”也拥有丰富的科学内涵，它们是各有千秋的“自然博物馆”。

泰山为何是“五岳”之首

位于山东省泰安市境内的泰山，是一座天然的山岳公园。主峰玉皇顶海拔1545米，围绕主峰的知名山峰有12座，崖岭、溪谷、名洞、名泉、瀑潭、奇石应有尽有，构成了群峰共峙、山水相连、气势恢宏、总面积达400余平方千米的泰山山系。

尽管泰山早在1987年就被首批列入“世界文化与自然遗产名录”，取得了与埃及金字塔齐名的历史地位，然而又有多少人真正知晓“五岳至尊”的科学内涵呢?

直到2006年，当泰山在第二届世界地质公园大会上被评为“世界地质公园”时，这座经过20多亿年沧桑巨变，多次隆起、沉降、于1亿年前形成雏形、3000万年前基本“出落”成今日雄姿的古老名山，才终于在世界范围内确定了它在地学界应有的高度，当之无愧地荣获“三重世界遗产”(世界自然遗产、世界文化遗产和世界地质公园)的桂冠。

地质学家考察后发现。构成泰山主体的岩石是泰山群变质岩，它是世界上最古老的岩石之一。泰山是中国最古老的地层所在地，或者说，是构成我国大陆的核心部分之一，属于地球历史早期的太古代和元古代的产物。

除了古老以外，泰山在地质学上还有两大特色：一是我国目前唯一发现有超基性喷出岩(科马提岩)的地区；二是泰山不仅拥有巨量的古老花岗岩，而且保存了良好和原始的多期次侵入关系(地下岩浆上升至距地表一定深度但未达地表，便叫“侵入”，由其冷凝后形成的岩石叫“侵入岩”。花岗岩就是典型的侵入岩)，这实属举世罕见。它的重要科学意义在于给研究地球早期历史提供了重要信息与物质基础。

科马提岩是地幔高度部分熔融的产物，它于1969年首次被发现于南非的科马提河流域，故而被命名为“科马提岩”，是地球早期富镁原始岩浆的代表，为一种富含高铁镁等多种金属元素的超基性熔岩，其化学成分的一大特点是二氧化硅含量小于45％。

近东西向的中天门大断裂，使泰山主峰的南部边缘形成了一处处壁立如削的花岗岩大断崖。其中著名的有唐摩崖、舍身崖等。可以说是各类地质作用造就了泰山的峻奇雄伟。

古老至尊的极顶岩，是泰山群变质岩的老大哥一太古代泰山期花岗闪长岩，根据同位素年龄测定结果，年龄已有26亿～27亿岁，它在地质科学上具有重要研究价值。

岌岌可危的拱北石，也属泰山期花岗闪长岩。因其上有石英脉与该石共生，而且脉体垂直于石身，因此，拦腰断裂相当容易。

位于瞻鲁台西南侧、舍身崖西南端的仙人桥，在两崖之中，由三节花岗岩巨石由左及右错衔叠加巧接而成。这里的两岸悬崖是抗风化能力特强的坚硬花岗岩，岩石中有发育的垂直裂纹(节理)和水平裂纹(节理)，两崖之间则是极易风化的斜长角闪岩(区域变质作用形成的一种变质岩，主要由普通角闪石和斜长石组成)。它经年久风化剥蚀后成为深沟；在构造运动影响下，当崖壁两侧(亦可能是一侧)花岗岩由于重力作用崩塌时，鬼使神差般地使三块巨石抵撑相接，成了“桥”的形态，这是名副其实的“天工巧成”，举世无双。

此外，泰山还有其他地质景观，如桶状构造的“醉心石”、典型的冰川地貌、壮观的“石海”、神奇美妙的各种泰山石，等等，真是数不胜数。

冰川造就华山

笔者第一次目睹华山雄姿是在1960年。那年初秋，笔者从北京地质学院毕业，分配至青海工作，踏上了漫漫西行之路。列车行驶至豫陕交界的孟塬车站时，正值清晨。睡眼惺忪的笔者下到站台上活动身体，偶尔抬头，忽见列车前进方向的尘寰之上，一座绝壁如削的大山拔地而起，在初升的太阳照耀下，轮廓清晰，秀丽奇伟，带来无比的视觉震撼，至今记忆犹新。

华山之秀丽险峻，当属“五岳”之首。正可谓：“卓杰三峰出，高奇四岳无。”包括华山在内的国内诸多名山，如泰山、黄山、天柱山、九华山等，多由花岗岩或片麻岩组成，这些岩石的共同特性是质地坚硬，善抗风化侵蚀，因此，方可形成高山。

这本不足为奇。华山之最奇处乃在山顶五峰，环峙如盆，恰似莲花之五瓣，而五峰外侧，皆为深渊绝壁。登顶仅有苍龙岭一道。古语说“自古华山一条路”，绝非言过其实。对此奇特之地形，一般游客虽称奇而不得其解；但在地质学家眼中，则“一目了然”：这是由不同构造时期的不同地质作用造成的结果。

我们的地球母亲，从诞生至今已有46亿年历史。其最新的一个地质时代，从距今约300万年前开始，称“第四纪”。从第四纪开始至今，地球由于气候的变化，至少已经历过3次寒冷的冰期。李四光等地学老前辈的研究结果表明，我国在第四纪后期，至少有3次冰川时期，最后一期距今不过1万余年。在此期间，就和今日之南、北极地区一样，冰雪覆盖了我国华北和长江流域的大部分地区。而包括华山在内的秦岭地区，至少经历过两次以上的冰川作用。是冰川作用造就了华山的特殊地形。五峰环峙，状若莲瓣之奇观，正说明这里原来是一个大规模的冰围地，即冰川源区。冰雪在此聚积、压实，再形成冰川向低处流动。

常言说，水滴石穿。有庞大体积、重量并夹带着大量漂砾、碎石的冰川，其势能和流动时的动能更是不可估量。任何坚硬的岩石，也经不住冰川在流动过程中的刨蚀，再加上花岗岩本身富有垂直节理，在造山运动过程中、在冰川剥击和风化作用下，华山遂削切剥落成许多像西峰那样的万仞峭壁。

流水切割岩层是“软刀子”，所形成的山谷多呈“V”字形。而冰川是“硬刀子”，所以切割出的山谷多呈“U”字形，而且因为主冰川能量大，下切速度快，次冰川能量小，下切速度慢，所以在主谷与次谷之间，往往形成悬谷，并因此而生出了许多美丽壮观的瀑布。

南峰绝顶上的“天池”也是由冰川刨蚀而成。不仅华山，秦岭山

脉之终南山、太白山等山顶，亦有天池，其成因与华山同出一辙。在华山景区内，还有冰川形成的冰臼、冰窖、角峰、刃脊、冰川刻槽等景观。

“听景不如观景”。爱好大自然的朋友，特别是喜爱欣赏冰川地貌雄姿的朋友，不可不游华山。华山峻峭秀丽之美景，绝不亚于以冰川地貌闻名于世的美国优山美地国家公园和新西兰南岛的米尔佛海峡地区。不仅如此，若论文化积淀、人文景观，上述两个国外景区更无法与华山相比。

“南岳”矿产冠“五岳”

衡山山脉位于湖南省中部，北起长沙市岳麓山，南至衡阳市回雁峰，逶迤盘旋近400千米。主峰祝融峰，位于衡山市境内，海拔1300米，虽为五岳之最低者，但因属冷空气下降区，一年之中，云封雾锁达250天以上，难见其真面目，自然亦给人带来神秘之感。古人有诗云：“山下三日晴，山上三日雨，不见祝融峰，还诉潇湘去。”衡山雨水充沛的特点，既造就了水帘洞等著名景观，又成就了其独特的小气候环境，夏季不热，冬天不冷。

“南岳”的矿产资源之丰富在“五岳”中是首屈一指的。衡山的主体由耐风化的花岗岩组成。花岗岩本身是坚固的建筑材料，湖南的优质花岗岩远销港、澳等地。伴随花岗岩侵入活动所衍生的多种矿产也相当有名。衡山周边有钨矿、铅锌矿、金矿、铌钽铍矿等贵金属、黑色金属、有色金属及稀有金属矿产。在衡山西侧，还有长达26千米的优质钠长石矿化带，质量好，分布连续，是上等的玻璃原料，储量超过千万吨，数全国第一。由地表浅部钠长石风化而形成的高岭土，是优质的瓷土，它是极受国内外高档瓷器生产厂家欢迎的紧俏矿物原料。

“天下之脊”在恒山

横亘山西北部的恒山，东起广灵，与太行山北端相接，西至雁门关，与吕梁山北段相连，东西长达150千米以上，南北宽超过20千米。主峰九峰岭，海拔2016米，位于山西省浑源县城之南约6千米。

恒山是华北地台上最古老的陆块之一，由地质上称为恒山群和阜平群的太古代地层组成，岩石以古老的变质岩、石英岩、石英片岩等为主，成岩年龄超过25亿年，号称“天下之脊”、“万山之宗”。

恒山的北坡下，即是桑干河谷，高差在1500米以上，壁陡川深，易守难攻。这条山脉自然成了古代中原帝国的北部边疆。历史上，恒山为兵家必争之地，无数悲壮的战争故事在此发生，其中也包括抗日战争初期的平型关战役。

位于恒山半山腰的玄武井，是游人必到之处。该井古已有之，明人即有诗曰：“山腰又涌碧瑶泉，甘苦平分别有天，闻说应龙频洒泽，为霖济旱不知年。”井有两口，南北并列，相距约3尺。令人称奇又不解的是：两口井虽相距如此之近，水质却大不相同。北井水甘如泉露，南井水却苦涩难饮，故又称甜苦井。当地道人编了神话，说恒山下有深海，海内有一龙一蟒，甜苦井水是分别从龙、蟒口中吐出来的，云云。后经地质学家实地调查，方才真相大白。原来，南北两口井虽相距很近，但其间有未遭破坏的石英岩隔水层相隔，北井中是未受污染的纯净裂隙水，南井水却与百米外的一条中低温热液多金属硫化物矿化带相通，水质遭到了一定程度污染。如今，为防止地下水污染扩大，苦井已被封填，仍留甜井供游人食用。每年四月初八庙会，山上游人成千上万，可井水仍取之不尽。虽是小小一口井，科学道理在其中。

“五世同堂”的嵩山

“嵩高峻极，峻极于天”的中岳嵩山，位于河南省腹地的伏牛山脉北端。“九省通衢”的河南省是我国中原大省，地处河南的嵩山自然也非“中岳”莫属。嵩山主体在登封市境内，东西走向，由太室山与少室山组成，绵延60余千米。闻名天下的佛教圣地、禅宗祖庭少林寺，就位于少室山五乳峰下。

“五岳”之中，除泰山外，人文底蕴最丰厚者即属嵩山。

正如人的一生可分为幼年、少年、青年、壮年、老年5个时期一样，地质学家也将地球的演化历史划分为5个时代，即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。这些时代不是随便划分出来的，而是要运用大地构造学、地层学、古生物学、同位素年代学等多学科的科学手段来综合确定。

嵩山在科学上最重要的价值，就在于它不仅是由地球诞生早期形成的岩石所构成，而且这些岩石还保留了地球演化过程中的大量原始信息。这些原始信息为人类了解地球发展的历史，准确划分地质时代提供了可靠证据。

在嵩山南麓，稍有地质常识的游客便可发现，在深灰色的变质杂岩(地质上称登封群)和灰白色的石英岩(地质上称嵩山群)之间，有一条弯曲起伏的明显界线。界线下的变质杂岩经历了复杂而强烈的构造变动；而石英岩是由浅海环境下的沉积物成岩后再变质而成的，两者代表了完全不同的成岩时代和构造环境。在通过各种手段综合研究后，我国著名的地质学老前辈张伯声教授确定地球的这场构造变动发生在25亿年以前，并将这次构造运动命名为“嵩阳运动”，它标志地球太古代历史的结束和元古代的开始。

从上世纪50年代至今，地质学家们仅在嵩山一地，就发现了被分别命名为“嵩阳”、“中岳”、“少林”等地壳运动时期的运动面。它们涵盖了地球大约近40亿年间的构造运动历史。这不仅在中国绝无仅有，在世界上也属罕见。因此，对研究地球发展史的科学家而言，嵩山是真正难得的“神圣殿堂”。

明朝的地理学家徐霞客曾发出“五岳归来不看山”的感叹。我们在欣赏“五岳”美景的同时，还应该多了解一些科学知识和历史知识，增加对这些珍贵的“自然及历史博物馆”的了解。

责任编辑　赵　菲

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