天柱山——來自地球深層的秘密

超過發現又一顆行星的

地質新發現

1987年，在天柱山西麓昌蒲山區，一位年輕的女地質學家的到來並不十分引人注意。這位年輕的女地質學家就是當時正在法國進修的許志琴。這一次，她是回到國內為她的超高壓變質帶論文進一步搜集資料的。大別-蘇魯超高壓變質帶一直是人們研究超高壓變質的重點區域。於是，許志琴來到天柱山下，她期望這一次的天柱山之行會給她帶來好運，讓她有新的發現。

也許是冥冥中的巧合，也許是億萬年的等待，那一天，地質錘擊打在一塊墨綠色的榴輝岩上，在其露頭處，許志琴發現一種呈放射性裂紋的綠色堅硬晶體。許志琴為之一震，幾天來的疲勞頓時煙消雲散。憑著多年的地質經驗，她知道，一次重大的地質發現在她的地質錘下誕生了。然而當時的許志琴並沒有對她的發現做過多的聲張，不久，這位嚴謹的科學家再次回到法國，也把她在天柱山發現的礦物質帶到了法國。經科學家們驗證，寄生在墨綠色榴輝岩中的放射性晶體，正是來自地球100公里深處的神秘客人——柯石英，或叫柯石英假像，它是在近千攝氏度和幾萬大氣壓條件下形成的特殊物體。

地球深處100公里是怎樣的概念？這是目前人類使用的任何一種探測手段也難以企及的地方。

柯石英，這來自地球深處100公里處的神奇發現，其價值遠遠超過人們在銀河系裡發現又一顆行星，超過任何一個地質學家在廣袤的地球表層發現一種新的礦物質。人們不僅要問，這柯石英，或曰柯石英假像，它是怎樣來到地球表面，它帶著怎樣的資訊，把來自地球深處的秘密告訴人們呢？

1984年，法國地質學家蕭邦和施密斯曾在義大利阿爾卑斯和挪威加里東造山帶找到了柯石英，揭開了國際上超高壓變質作用研究的序幕。現在，許志琴在中國天柱山昌蒲地區發現柯石英，這在全世界是第三例發現，而在亞洲和中國，卻是第一次。就像那兩位外國人的發現一樣，許志琴的發現，再次驚動了世界地質學界。

來自地球深層的秘密

天柱山花崗岩峰叢與超高壓變質帶地質遺跡公園，坐落於安徽省長江北岸潛山縣境內，面積135 .12平方公里。它西北襟連大別山，與岳西縣司空山毗鄰，東南面臨長江，與安慶、九華山及廬山遙遙相望。

為了證明天柱山地區超高壓變質帶的發現不僅僅是偶然，上世紀90年代初，安徽省地科所徐樹桐、王小明、劉忠光等專家又來到天柱山所在地潛山縣新店地區進行地質考察。在一種紅褐色榴輝岩中，一種新的晶體讓專家們眼球頓時一亮，這是一種八面體甚至是十二面體的晶體。經鑒定，確定這種八面體晶體即是變質成因的金剛石。像許志琴發現的柯石英一樣，它同樣來自人們難以企及的上百公里地下。自此，從許志琴的柯石英到徐樹桐的變質微粒金剛石，短短3年間，這兩次重大的地質發現讓人們意識到，廣袤的天柱山地區早在上億年之前就形成一大片超高壓變質帶。無論是柯石英還是金剛石，它們在出露地表之前，都曾經被帶到地球深處經受過高壓變質作用，而後又返回到地表。

是什麼作用讓這種物質深入到地幔深處？作為來自地球深處的使者，又是什麼力量使綿延有50公里長的超高壓變質帶快速折返到地表？這是怎樣的一個過程，它們在一來一往中到底經受過怎樣的磨難，其間有著怎樣的驚心動魄的故事？解答每一個問題，都將為當代科學家進一步解開地球之謎打開一扇新的視窗，而打開這扇視窗，就等於打開新一代地球科學的大門，使傳統的板塊學說更趨於完善。

這一系列重大發現，讓整個學術界為之驚歎。學術界公認，天柱山地區擁有世界上局部面積最大、暴露最為完整、礦物質組合最好的超高壓變質帶。據此，專家們認為，天柱山地區是研究大陸動力學的最佳地區之一。

這一系列發現，同樣吸引了一些外國地質專家的眼球。十多年來，國內有關學者先後與美、英、法、日、德、意、土耳其、澳大利亞等國地質學家合作，把超高壓變質帶的地質研究直接推向國際前沿，中外專家據此而研究寫出的相關論文達350餘篇，從而顯示出極其重大的理論創新意義，直接影響著“固體地球科學革命”的發展。

滄海桑田中的

曠世裂變

通過近十多年來國內外十餘個單位數十位元專家對天柱山地區超高壓變質帶的深入研究與聯合攻關，終於取得如下共識：無論是許志琴發現的柯石英，還是徐樹桐發現的變質成因的微粒金剛石，都是由於億萬年前的大陸板塊的相互撞擊而被帶到100公里以下的地幔深處，然後又折返至地殼淺部。這一成果糾正了過去科學界認為地殼中的沉積岩不可能俯衝到地幔中去的結論，這一結論對傳統的強調水準位移為主的板塊構造學說提出了有力的挑戰。於是，追隨地質學家們的一系列重大發現，人們似乎目睹了億萬年前發生在地球板塊上的一場曠世裂變的整個過程。由於科學的嚴肅性，在此只能引用相對專業的表述，來簡要地展示發生在這塊土地上的滄海桑田故事。

天柱山地區位于華北板塊、揚子板塊之間的大別造山帶東南側，為大別碰撞造山帶與郯廬深大斷裂帶的複合部，它經歷了三大構造演化過程：早在18億年以前的中元古代，天柱山還淹沒于大海之下，先後形成了沉積岩層，並伴有岩漿侵入活動；11億年前的大別構造運動使岩層褶皺變形，天柱山慢慢露出海面，成為陸地；8億年前的晉寧構造運動，使岩層向地殼深部俯衝，形成早期高壓、超高壓變質岩；之後，下地殼和上地幔開始部分熔融，分異結晶出各類變質岩體。到了2.4億年前，印支運動使南、北大陸再次聚合，揚子板塊強烈向華北板塊俯衝。地殼的抬升，最終結束了天柱山地區的海浸歷史和海相沉積，並在高壓超高壓造山帶中形成含金剛石和柯石英的榴輝岩。

想像一下兩億多年前的事，揚子板塊和華北板塊就像兩艘巨大的無人駕馭的泰坦尼克，揚子戰艦的船頭俯衝到華北戰艦下面達100公里以上的地幔深處。含有柯石英的榴輝岩超高壓變質帶的存在，就是這種碰撞的直接產物。兩大板塊碰撞的另一結果是，二者相接處地殼在瞬間開始抬升隆起，形成巨大的造山運動。可以想像，在這巨大的造山過程中，地殼逐漸加厚，形成今天的天柱山以及天柱山以西的大別-蘇魯高山帶，天柱山的雛形開始形成。柯石英和微粒金剛石也就是這樣經過“地獄”的熔煉之後，在板塊擠壓、地殼隆起的過程中折返到地球表層的，使我們能瞭解那來自地球深處曾經的秘密。

穿透億萬年時光的地質奇觀

著名的燕山運動在天柱山巨大的山體裂變過程造就了無數的故事。讓我們再回到那“煉獄”的深處，用穿透世紀的眼光去認真觀察那埋藏在地下的一次又一次劇烈撞擊。

在1.28億年前的早白堊世，燕山運動使深藏於地殼下部熾熱的岩漿不甘寂寞，它蠕動著，激突著，沿著褶皺和韌性剪切帶侵入到距地表數千米的地殼深處，形成了天柱山花崗岩體胚胎。同時，導致強烈的混合岩化改造，使古老的高壓-超高壓變質帶被剝露出地表。到了新生代的第三紀和第四紀之間，喜馬拉雅造山運動使得天柱山多次間歇性抬升，花崗岩體胚胎上部的蓋層不斷遭到風化剝蝕，花崗岩漸漸露出地表，天柱山終於高聳出地。當然，它還不是今天我們所見到的樣子。而至第四紀以後，氣候驟變，冷暖交替，在這種冷暖交替中，受寒凍風化作用的影響，那覆蓋於天柱山表面的岩體逐漸崩塌，再加上化學侵蝕而形成節理、劈理、斷裂及流水等作用，大自然的鬼斧神工，終於把花崗岩為主體的天柱山雕鑿成我們今天所看到的山巒連綿、巍峨峻峭、巧石叢生、秀麗雄偉的花崗岩奇峰。

“天柱一峰擎日月，洞門千仞鎖雲雷。”白居易一首《題天柱峰》寫出了它的偉岸。如今，天柱山是一座以花崗岩地貌為主要特徵的國家級地質公園，其中海拔1488.4米的主峰天柱峰最為壯觀，它獨立于群峰之間，登臨其側，則見其雄絕險峻，直入霄漢。

站在渡仙橋上，天柱峰似在伸手之間。它巍峨挺拔，像一位頂天立地的偉丈夫。那花崗岩紋理的每一根線條都像是一位翰墨大師隨心所欲的藝術創造，每一筆都那樣妙然天成。來到當年漢武帝祭拜“古南嶽”的祭拜臺上，此時雲霧散盡，天高地闊，面對那在浩浩天宇下獨立不倚的天柱峰，不由感覺到天地的廓大和時空的縹緲。怪不得當年的漢武帝會“登臨天柱，號曰南嶽”了，也怪不得一批批文人墨客會把他們最美的詩篇獻給天柱山了。

作為一座人類地質寶庫，天柱山峰無不奇，石無不怪，洞無不幽，泉無不秀。那些怪石，是天工巧奪的花崗岩在水準與垂直節理、差異風化、崩塌、流水等地質作用下形成的特殊形態的地質地貌景觀。像有一隻巨手對它們進行了精工雕鑿，它們一個個形象別致。幽深的洞窟是天柱山花崗岩地貌資源的另一顯現。天柱山大大小小的洞窟共53個，它們少數是構造裂隙風化而成，多數為由峰巔崩塌的岩石於峽谷中的無序疊置。而被地質學家們稱為“全國花崗岩第一秘府”的神秘穀，則是人們攀爬天柱山必到之所。神秘谷被道家稱為司元洞府，全長約500米，垂直高差150米，可謂洞上有洞，洞下有洞，洞中有洞，洞洞相連。

發生在億年前的那次持續而漫長的造山運動，使得天柱山的東南斷陷下沉，形成“潛山盆地”，那是“亞洲哺育類的發源地”。在天柱山發現的古脊動物化石屬古新世中晚時期，距今已有7000萬年。在這些化石中，以“東方”命名的有3種：東方曉鼠、東方翼獸、東方祖鼠；以“中國”命名的有兩種：原始中國柱齒獸、中國飛蜥；以“大別山”“安徽”命名的有10種，以“潛山”及潛山其他地名命名的有6種。專家們認為，當今世界上有1700多種包括現在的老鼠在內的齧齒類動物的起源地即在中國安徽省天柱山境內。一系列的地質發現，見證了美麗的天柱山更是一座有著極高研究價值的世界級地質博物館，一部宏大的地質史書。