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亿年沧桑五州山
文章来源:历史文化研究会 添加时间:2022-07-27 阅读数:
亿年沧桑五州山
霍义平
从镇江出城西行,十余公里后,便可远眺五州山的身影,它逶迤婉蜒,昂首翘尾,好像是披着光彩夺目的鳞甲即将飞向蔚蓝晴空的一条银龙。五州山自西向东而来,长约7 公里,最高峰306 米,西部宽仅500 米,越往东山体越宽,最宽处达1250 米,到达山体东段的净因寺附近, 坡度明显降低,出现了众多的宽谷和缓坡,呈现了岗冲分明的低矮丘陵特色。五州山的位置很显赫,它位于宁镇山脉的拐点,宁镇山脉在它以西呈西南——东北走向,而五州山和稍东的嶂山、南山呈东西走向,再往东去,山脉转为西北-东南走向,因此五州山称得上是镶嵌在弧形宁镇山脉上的一颗绿宝石
五州山的成因 五州山是宁镇山脉的一部分,是伴随着山脉一起形成的。宁镇山脉的地史演化可以分成三个阶段 :最古老的是前震旦纪时期(早—中元古代),那是一个地槽活动型沉积环境,是扬子准地台的基底,在埤城发现的浅变质岩,经同位素测定年龄达1771±5.21 百万年 ;之后进入了震旦纪—三叠纪,地壳开始下沉为扬子海的一部分,在长达600 百万年的时期内,地壳以下沉为主,海水时进时退,沉积了一套以海相为主的海相、海陆混合相夹有陆相碎屑的沉积地层,如石灰岩、白云岩、页岩、砂岩、砾岩及煤层等,沉积总厚度近8000 米,五州山的山体岩石就是在这个时期形成的 ;三叠纪末期( 距今大约200 百万年),地壳急剧上升,结束了长期海侵的历史,至白垩纪末期( 距今约65 百万年),发生过两次大的造山运动: 即距今约203 百万年的印支运动,使地壳初步隆起 ;距今约140-65 百万年的燕山运动,使岩层进一步褶皱,出现了一系列的复式褶皱和断裂继,并导致岩浆岩入侵,大片火山岩覆盖,中生代以后,地壳活动渐趋稳定,奠定了宁镇山脉基本轮廓,造就了五州山如今的模样。
五州山的地层 五州山出露的是宁镇山脉8000 米厚的地层中的一部分,它既没有出露前震旦系地层,也缺少侏罗—白垩系的大片火山岩沉积,它和宁镇山脉中、西部大多数山体一样,显露的是古生代—早中生代较稳定型的准地台盖层。
如果从五州山南麓开始登山,在山麓和山坡部位,首先可以看到距今440-400 百万年的奥陶系上统至志留系地层,它们是一套浅海相碎屑岩——以黄绿色的厚层细砂岩、薄层粉砂岩、页岩及少量硅质岩为主,其中含鱼类、三叶虫、腕足类和笔石化石,由于它们岩性较为软弱,易受侵蚀风化,常常形成山麓沟谷凹地。除五州山外,这类岩层在句容仑山、市区高骊山、南山及雩山一带也有分布。科学家早在1912 年就已经对这里的志留系地层进行研究,1935 年李毓尧先生以句容岗岗山附近的高家边村的名字命名为“高家边组”地层,1956 年潘江先生命名了“坟头组”等地层。
而登上山顶则全是浅色且异常坚硬的石英砂岩,德国李希霍芬是最早对它进行研究的科学家,他当时把它确定为泥盆纪地层,但未予专名,1917 年我国学者丁文江命名为“五通山石英岩”,1959 年全国地层委员会改称“五通群”。它以滨海—海陆过渡相的碎屑沉积为特征,夹页岩、粘土岩,局部含铁质及炭质页岩,底部常常含砾石,有的地段层内贮存有陶瓷粘土、玻璃用硅石等矿物,生物化石主要产于五通组地层上部,有叶肢介、鱼类及植物,为陆生及海陆过渡型的生物群。它在宁镇山脉中段层序较为完整,由于岩性坚实耐风化,往往形成山脊陡坡地貌。除五州山外,十里长山、高骊山和市区南山的山头上都有它的踪影。
五州山的主体是石炭、二叠和三叠系的一套海相灰岩,夹砂页岩、粉砂岩,是镇江石灰石矿产的主要产出层位。其中黄龙组、船山组、栖霞和青龙组等地层的碳酸钙含量较高,尤其以黄龙组和船山组的浅色微带肉红色的厚层块状灰岩最为上乘,如船山石灰石矿开采的石灰石就属此类。比较常见的化石是珊瑚和䗴。䗴是一种原生动物,因其外形多为纺锤形,故又称之为纺锤虫,大小一般为3 厘米左右。䗴的中文名,是李四光先生命名的。
此外,五州山周边还有少量侏罗系地层零星出露,低凹处有大片以下蜀黄土为主的第四系松散沉积物覆盖。因为五州山坐北朝南,古人认为是“前有灶后有靠”的风水宝地,加之土层较厚易于施工,距城区近交通便利,千百年来,这里安葬了多位历史名人,并留有净因寺等众多文化古迹。
五州山的岩浆侵入体 五州山北麓的小南山和彭公山西部有—套中—中酸性岩浆侵入岩,属于高资侵入体的东延部分,主要岩石类型为石英二长岩—花岗闪长岩。面积大于4平方公里,同位素年龄为86.2 ~112.0 百万年,侵入于三叠系地层之中,为燕山期产物。岩体的形态是岩基,部分围岩出现了程度不同的大理岩化、矽卡岩化、角岩化、硅化、褐铁矿化等变质现象。五州山的小型铁矿床,就是高资侵入体与围岩接触交代后,产生的矽卡岩化变质矿床。近期有论文称,他们发现五州山地区存在多个磁异常, 通过对该地区地质背景、地磁场特征的分析研究, 结合数据处理技术对DC-19 异常开展了二维小波多尺度分解、三维物性反演以及2.5 维剖面反演等精细处理计算,结果表明, 五州山矿孔的深部、旁侧还存在较大规模的磁铁矿体, 认为该地区具有较好的寻找矽卡岩型磁铁矿的前景。
五州山的地质构造 从地质构造的角度看,五州山地处淮阳山字型构造东翼的宁镇反 射弧的中东段,正处在弧顶部位,由于新华夏系压性兼扭性构造带从茅山地区北向延伸,反接于弧顶,破坏了原反射弧弧顶构造的完整性和连续性,呈现目前的构造特征。五州山附近的主要褶皱有: 石头岗背斜、五州山—谭家山向斜和乔家门复向斜。石头岗背斜核部地层由志留系、泥盆系碎屑岩组成,两翼地层主要是石炭系—三叠系岩层,轴面倾向北,是一个倒转背斜。它的北翼次一级褶皱就是五州山—谭家山向斜。五州山—谭家山向斜的核部由二叠系地层构成,两翼分别出露石炭系—志留系地层,略呈对称性,轴面倾向北,因为纵向逆断层发育,加上一系列的北西向断层干搅,使得向斜内部构造十分复杂。乔家门复向斜对彭公山晶洞的影响比较大,使得压性断裂转化为张性主干断裂,导致节理发育,岩体抗压强度降低。
五州山地区的断裂构造以西北—东南向为主。此外,有一条逆冲断层对五州山地貌影响较大,它沿香山—五州山北麓方向发育,使五通组或高骊山组地层逆冲在其北侧的石炭、二叠系地层之上,造成香山—五州山次级向斜两侧岩层破碎,山顶出现坚硬的石英砂岩,成为抵抗风化的保护层。
五州山的水文地质 五州山与薛家山、小南山、珠山构成小型水文隆起带。五州山南侧的环山河是一条区域性地表径流,它与十里长山环山河平行,共同向西汇入高资河,最终注入长江。两条环山河都以大气降水为主要补给,其次是丘岗侧向径流补给。五州山地区的地下水赋存有三种形式,分别是网状裂隙水、断裂裂隙水和岩溶裂隙水。网状水分布在岩石基岩的上部,不均匀,受气候影响大,埋藏深度通常在50 米以上 ;断裂水主要赋存在张性—张扭性断裂带中,深度在100 ~200 米之间 ;岩溶水一般赋存于厚层石灰岩中,借助于溶洞,地下水的连通性好,常常形成地下富水区。五州山散布着许多大大小小的泉,如卓锡泉、夕听泉、鹿跑泉、夕溪、千尺井等,这些泉水大多源于网状裂隙水或断裂裂隙水,在低洼处出露,属于裂隙下降泉。五州山的溶洞 前些年在五州山东侧的彭公山,还意外地发现了一个溶洞,溶洞的地质
层位是石炭系黄龙组石灰岩,洞内有方解石、文石、冰川石、钟乳石、冰帘石、银河石、葡萄石等种类繁多的结晶体,晶簇形态优美,色泽洁白如玉,纹理图案多姿,风格独具,与一般溶洞迥然不同,被誉为晶洞。它位于地下10 余米,已探明洞体长74 米,有7个过道,8个厅室,面积450平方米。据专家使用地球物理方法勘查,在已知洞体两侧及其延伸方向发现具有新洞的可能, 推测洞体面积能扩展一倍以上。因为这些晶体是在长期封闭低温的特殊环境下,多次结晶形成的,因而晶形繁多,体形较大,保存完整,一旦对游客开放,凭目前技术条件还难以妥善保护,加之洞体面积过于狭小等原因,至今尚未开发。
五州山附近还有很多石灰岩溶洞,如蒋乔回龙山的莲花洞、韦岗高骊山韦岗溶洞和仙人洞,不远处的宝华山有“九洞四池”之称,九洞即乌龙洞、黄花洞、潮音洞、白虎洞、品洞、东华洞、西华洞、志公洞、古僧洞等。茅山有华阳洞、仙人洞、玉柱洞、高居洞、白虎洞、青龙洞等溶洞,此外,在句容春城、天王、大卓等地也发现一些溶洞,尚需进一步查勘。至于金山、焦山、北固山、西津渡和圌山洞穴群都是构造裂隙洞,与之并非同类,不可混淆。
五州山的气候与植被 五州山属于亚热带季风气候,冬季气温较低,降水偏少,不能满足 大部分常绿阔叶树的正常生长,所以它的植被是典型的落叶、常绿阔叶混交林类型,有自然植被和人工植被两种。原始自然森林植被已被人类长期干扰破坏,后经自然恢复而成为次生林, 其外貌和结构具有以下特征: 落叶阔叶林在乔木中占优势,并占据最高层片,乔木层中常绿阔叶树占次要地位,位于落叶阔叶树下面,呈亚乔木层状态。在石灰岩山坡上,常绿阔叶树多成为灌木丛。乔木层由落叶栎类树种组成,以栓皮栎、麻栎为主。常绿阔叶树主要有苦楮、青冈栎、冬青等。常见灌木有山胡椒、野山楂、杜鹃、乌饭树等。在混交林中还有不少藤本植物,常见的有木通、木防已、威灵仙、土茯苓、野葛等。森林下草本植物生长良好,主要是禾本科以及黄背草、枯草、桔梗等。人工植被以茶为主,1982 年开始试制金山翠芽,1985 年通过技术鉴定,列为省级名茶,同年荣获中国名茶称号。
研究五州山及其周边地质的著名科学家 最早研究宁镇山脉的是德国科学家李希霍芬(1833 ~1905),他是近代中国地学研究先行者之一。1868 年到1872 年间,他七次远征到中国考察地质地理,走遍了大半个中国(14 个省区)。1868 年11-12 月间,他首次来中国考察,重点考察了杭州、无锡、镇江、南京等地。描绘了龙潭含煤地层剖面,绘制了《宁镇附近地质图》,这张地质图比中国科学家邝荣光在1910 年,在《地学杂志》(中国地学第一个学术刊物)创刊号上发表国人自行绘制的第一幅区域地质图《直隶地质图》早42 年。 1869 年1 月,第二次考察时, 他再次赴南京、镇江,对宁镇地质进行考察,命名了仑山灰岩、栖霞灰岩等地层。1871 年6-8 月间,他进行第六次考察,他乘船再到镇江,往返南京、镇江数次,进行较细致的地质考察和测量。第五次来华时,在洛阳考察了南关的丝绸、棉花市场,在《关于河南及陕西的报告》等著作中,首次提出从洛阳到撒马尔罕(今属乌兹别克斯坦) 有一条古老的商路,将其命名为“丝绸之路”。李希霍芬在江西景德镇高岭山一带探勘陶瓷原料,并以“高岭”的拉丁文译名Kaolin 命名高岭土,从此高岭之名传播国外,高岭土是世界第一种以中国原产地为通用名称的矿物。李希霍芬在七次考察中,记录了大量野外地质资料,搜集和采集了大量的化石、岩矿标本,绘制了考察地区的地形图、素描图、地质图和地层剖面图等,汇集成两大卷册,取名《李希霍芬中国旅行报告书》。他于1877-1912 年撰写出版的《中国》(5 卷,附地图集2 卷)一书,是第一部系统阐述中国地质基础和自然地理特征的重要著作,并创立中国黄土风成的理论。李希霍芬的著作还有《当今地理学的任务和方法》(1883)和《19 世纪地理学的动力与方向》(1903)等。1872 年,李希霍芬返回德国,受到威廉一世的嘉奖和赏识,学术和社会地位青云直上,一时名跃全球。
李四光是对宁镇山脉研究最全面的科学家,不仅首创了许多地层名称,而且建立了“山” 字型构造学说,对这里的矿藏和生物化石进行了深入的研究,对䗴类的研究更具有世界影响。䗴类在石炭二叠纪的地层中非常普遍,是划分对比此类地层的重要化石。它始于早石炭世晚期, 早二叠世达到极盛, 晚二叠世开始衰落, 二叠世末全部绝灭,所以是石炭、二叠纪的重要标准化石。李四光对它进行了系统研究,建立了分类标准与鉴定方法,为微体古生物研究开拓了新的途路,1927 年,李四光出版了《中国之䗴科》论著,不但解决了中国石炭—二叠系地层划分问题,对石炭—二叠世的海陆分布与变迁得出新认识,也对研究海水进退规程和地壳运动规律提供了重要依据,同时还推动了欧美相关地层的研究工作,为寻找煤炭资源提供了依据。
过去,爱好登山活动的人们大多以市区的南山、黄山作为活动基地,近期因为交通出行更为便捷,他们的登山范围扩大到五州山、高骊山、十里长山一带,时常有本市及常州、扬州的健儿来此攀登。如若这些地方能参照圌山、紫金山的做法,对登山路径加以规整,添置一些休憩坐椅,并且附加部分说明,可能效果更好。
( 作者为镇江市历史文化名城研究会特约研究员、镇江市方志馆顾问)
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