武功山的自白：生于8亿年前的我经历了怎样的地质变迁？

　　说到武功山，我们可能会知道它位于江西省境内，是国家5A级旅游景区。武功山的主峰白鹤峰（金顶）是江西省境内第一高峰，以高山草甸、峰林陡崖、陡坡飞瀑、低丘岗阜温泉链等四层立体式地质地貌景观而闻名于世。但是，我们可能不知道，武功山如此独特的地质地貌景观是如何形成的。今天，我们将穿越地质时空的长河，回到元古宙，透过武功山的前世今生看地球的沧海桑田。

　　地球

　　地球的内部不是均匀的，在地球形成后的漫长时间里，地球的内部形成了多个圈层，把地球内部的结构比喻为一个煮熟的鸡蛋，中心的蛋黄是“地核”，包裹着蛋黄的蛋白是“地幔”，最外面的蛋壳则相当于“地壳”。虽然地幔呈现为固态，但是却能够极其缓慢地运动。地球深部的炽热岩石加热后变轻，缓缓上升，到达地球浅部。地壳如同薄板一样“漂浮”在地幔之上，大陆板块/大洋板块在移动的过程中由于挤压或拉张在其边缘或内部发生碰撞或分裂，形成海岭、裂谷、海沟、群岛、山脉等。

　　地球形成至今已有46亿年的历史，这长达46亿年的历史被分为若干地质年代，冥古宙（46亿年前-40亿年前）、太古宙（40亿年前-25亿年前）、元古宙（25亿年前-5.41亿年前）、显生宙（5.41亿年前-至今）。

　　冥太宙

　　46-40亿年

　　太古宙

　　40-25亿年

　　元古宙

　　25-5.41亿年

　　显生宙

　　包括：

　　1、古生代

　　（5.41-2.52亿年）

　　2、中生代

　　（2.52-0.66亿年）

　　3、新生代（0.66至今）

　　显生宙

　　具体来说

　　1、古生代包括：

　　寒武、奥陶、志留、泥盆、石炭、二叠纪

　　2、中生代包括：

　　三叠、侏罗、白垩纪

　　3、新生代包括：

　　古近、新近、第四纪

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　　古生代时的武功山：从寒武纪到二叠纪

　　武功山的形成历史可以比喻为“沧海桑田”。我们的故事则从元古宙说起，在距今8-5.7亿年前，由于扬子与华夏陆块发生碰撞，武功山地区处于深海―次深海环境。那时候，整个地球却处在“雪球地球”的大冰期。

　　在距今五亿年左右，经历了“寒冬”的地球，迎来了寒武纪的生命“大爆发”。由于地壳上升，海水相对较浅，武功山地区处于浅海—大陆斜坡的环境。此时海水的深度和温度非常适合远古海洋生物繁衍，武功山地区开启了海洋动物的乐园和三叶虫的时代。这些动物死后，他们的遗体便保留在了浅海-大陆斜坡相的寒武系沉积地层中形成了化石。

　　时间来到了距今4.5亿年前，经历了近1亿年的稳定沉积，寒武系的地层厚度达到了约两千米的厚度。而此时，该地区所在的华夏板块处于挤压的构造环境，软弱的寒武系地层发生褶皱变形（岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱）。与此同时，地球深部也变的不稳定起来，深部熔融的岩浆上涌，将寒武系地层顶起呈拱形，随着岩浆的不断上涌，地层也被抬升的越来越高而露出海面。

　　但是岩浆的力量未能穿过褶皱加厚过的寒武系地层到达地表，深部岩浆也逐渐平息了怒火而降温冷凝，形成了志留纪花岗岩。此刻武功山地区的形态就如同蚊虫叮咬过的皮肤呈现的“鼓包”。

　　我们不禁要问，缘何会在此处形成“鼓包”，而后这个“鼓包”又去哪了？那就让我们再次坐上宇宙飞船，开启时光之旅，时间倒流到约9亿年前。前面曾提到扬子陆块与华夏陆块的碰撞，两个大陆块碰撞后会拼接到一起，拼接的狭长地带地质上称为缝合带，抑或是构造带，如同衣服上的拉链，将两个大陆块合成了一个更大的板块，即华夏板块。衣服穿久了，大部分情况下最先发生破坏的地方就是拉链或者拉链附近，板块亦是如此。武功山所在的区域就位于古缝合带的附近，缝合带作为板块内部的构造薄弱部位，在板块挤压或者拉张时深部熔融的志留纪花岗岩岩浆便很容易沿此部位上升，这也是该地区在志留纪形成“鼓包”的原因。

　　板块在受到挤压后，往往会伴随长期的拉张，就像弹簧一样，压缩之后松开手，在某个阶段，它会变得比压缩之前更加细长。在之后的2.5亿年间，该地区先是重新被海洋淹没，泥盆系（约为4.2亿年前-3.6亿年前）的海陆交互相沉积，继而就是数亿年的石炭系、二叠系、三叠系滨海-浅海相沉积（图4）。

　　这些事情发生在亿万年前，地质学家怎么就知道是陆地-滨海-浅海的沉积环境变化呢？这其中的奥秘很大程度上要归功于古生物学。地层中有各种各样的动植物化石，这些古生物的生长环境则代表了当时的沉积环境。在晚古生代，陆地上生长着大片茂盛的森林，原始蕨类植物可高达30米，相当于10层楼那么高。

　　森林中生活着巨型蜻蜓，翼展超过70厘米，比现在鸽子的翼展还要宽上数十厘米。此外，浅海中还生活着1米多长的沟鳞鱼，以及腕足类、珊瑚等动物。毕竟这些动植物都有他们各自特定的存活时段，通过识别地层中不同动植物化石组合不但可以判断地层的沉积环境，而且可以确定地层的形成时代。

　　沟鳞鱼化石

　　中生代时的武功山：从三叠纪到白垩纪

　　好景不长，也就区区的2亿多年，时间来到了晚三叠世（约2.3亿年前），“风往北吹，板往北漂”。当然，向北吹的海风不足以驱动华夏板块向北运动，而是南北向的挤压应力场。华夏板块向北碰上了巨大稳定的扬子板块的阻挡，这一碰就是亿万年。软弱的地层再次褶皱拱起，挣扎着从海水中站了起来，跌倒了，再站起来，再跌倒，再站起，开启了晚三叠-早侏罗的海陆交互相沉积。

　　蓄谋已久的深部岩浆再次上涌，一时间地动山摇，华南龙对江西龙说：“我们快跑吧，不跑火山就要爆发啦！”这一跑就是三千万年。这期间，火山没有爆发，侏罗纪的岩浆仅仅是侵入到了志留纪的花岗岩中，未能到达地表，他们只是从武功山山坡滑到了山脚。可是这一滑，则将岩体上覆盖的沉积地层沿断层给拆离了下来。

　　断层是岩石受力发生断裂

　　沿断裂面两侧岩块发生了

　　显著相对位移的构造。

　　白垩纪早期（约1.4亿年前），岩浆的侵入和山体的上隆，又一次的地动山摇，华南龙对江西龙说：“我们快跑吧，再不跑火山就要爆发啦！”这一跑就是八千万年。这期间，火山又没有爆发，他们只是一次又一次的掉进了侏罗纪花岗岩的节理裂隙之中，他们挣扎着从节理中爬了出来，生气的朝花岗岩踢了一脚，扬长而去，殊不知，这一脚下去，花岗岩又多了一组垂直节理。

　　垂直节理

　　节理是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的裂缝，或称岩石的裂缝。

　　新生代时的武功山：从古近纪到第四纪

　　6600万年前的某一天，地又动，山又摇，华南龙又对江西龙说：“我们快跑吧，不跑火山就要爆发啦！”这一次，他们没能跑掉。远在大洋彼岸的墨西哥，一颗直径约一万米的小行星从天而降，撞击到了尤卡坦半岛，撞击形成的巨厚的由有毒气体和灰尘组成的云层，遮天蔽日数年之久，华南龙、江西龙饿死于宜春，恐龙灭绝。

　　近在欧亚板块的西南边缘，印度板块逐渐靠近并发生碰撞，地球进入了轰轰烈烈的喜马拉雅期，形成了世界上最高大最雄伟的山系-喜马拉雅山以及世界第一高峰-珠穆拉玛峰。受碰撞的影响，华南板块（扬子板块与华夏板块碰撞拼接后称为华南板块）近东西向的挤压，武功山进一步隆升达到海拔约2000米，此后外力作用渐渐占了上风（地质作用按能量来源可分为内力作用和外力作用，内力作用分为地壳运动、岩浆活动和变质作用；外力作用主要是风化作用、侵蚀作用、搬运作用等）。山顶的志留纪花岗岩风化后形成的土壤适合草本植物的生长，故形成了高山草甸；山腰的侏罗纪花岗岩受两组垂直节理的控制，风化剥蚀形成了峰林陡崖；山坡的花岗岩由于隆升、断层、侵蚀作用变得高、陡、滑，故形成陡坡飞瀑；山脚的断裂带附近，沿断层等渗入地下的大气降水吸收沿断层等上升的深部热量成为热水，再沿断层等上升到达地表而形成环武功山温泉链。

　　1

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　　喜马拉雅山为两个大陆板块碰撞形成的褶皱山，而与之不同的是，武功山为板块内部造山带形成的圆顶山——武功山花岗岩穹隆。

　　（部分图片来源于网络）

　　图文：张垚垚 刘凯凯

　　本文来自微信公众号“地震三点通”