江蘇省南京市古時也稱石頭城,因三國時東吳曾在該城清涼山處依山邊石頭而建城墻,這樣的城墻不僅堅固、壯觀,而且還節省了大量的城磚。那里的石頭也很特別,都是紅色,有的為厚層的砂巖,更多是厚層礫石層。在這樣的石頭里很難找到化石。這類紅色巖層在我國分布很廣,南至廣東,北至內蒙,西至新疆,東至浙江都可見到。其時代為距今9OOO多萬年至6500萬年的白堊紀晚期。當時我國正處于氣候干旱炎熱、植被很少,風化強烈的惡劣環境,所以形成的地層都是紅色的。恐龍、翼龍等大滅絕卻和這時期的惡劣環境有關,這就是為什么我國大批恐龍蛋、恐龍化石大都產于紅色巖層的原因。清涼山這段城墻應是南京最早的城墻了,其余部分多為明朝所建。南京城墻包圍范圍很大,城北有幕府山、棲霞山,東有紫金山、孔山、湯山,南有翠屏山、牛首山、方山。城墻內也有山,如北有獅子山、東有九華山、富貴山,西有清涼山,且山均為石頭組成,故也可稱是石頭城了。不僅如此,這些石頭竟是南京一部“史書”,若包括地下深處的石頭,它的“歷史”竟可以追索到17億年來南京所經歷的風風雨雨,滄海桑田的變遷,以及發生在8億年前和2.05億年前兩次翻天覆地的造山運動和隨后驚天動地的巖漿活動以及火山噴發。
南京屬華南板塊的一部分,在8億年前,那里是地殼的活動地帶,所以沉積了很厚的海相地層和火山噴發物。大約在距今8億年時,它發生了極其猛烈的造山運動和巖漿活動,使“上千”米厚的地層像揉面團一樣被強烈褶皺,加上幾千度高溫巖漿的作用,使得它面目全非,成了極其復雜的變質巖。由于大部分石頭都在地殼深處,要弄清楚它很難。經放射性元素測定,它最老的石頭已有17億年了。經這次造山運動,使南京進入較為穩定的陸臺區。這些很厚的變質巖也就成為南京地區的基底了。 從距今7億多年至2.3億年間,南京仍處在海里,前后沉積了約6000米厚的灰巖、白云質灰巖、泥巖、粉砂巖、砂巖等,所以在這些巖石中可以找到6億多年前海里的藻類,5億年前海里的三葉蟲,4億年前的腕足類、頭足類(烏賊屬于這類)、腹足類(螺絲)、筆石、魚類、雙殼類(蚌殼),2億~3億年前的海里珊瑚、有孔蟲、筳類、苔蘚類、牙形刺、海綿,2億年前的菊石、雙殼石、魚類等。
它們都是這漫長歷史的見證者,都可以向人們訴說那遙遠年代的古氣候、古環境,以及它們的興衰與變遷,也可以說每塊石頭都是一段歷史。
不過在這部歷史長河中,南京也有3次上升為陸地,給人留下深刻的印象。
第一次是距今6.4億至5.7億年問,地球經歷了它的第四次大寒冷期。由于非常寒冷、海水蒸發的水分都變成了冰雪而飄落在陸地上,久而久之,陸地成了銀妝素裹的白色世界,海平面也因此下降了幾百米,當時南京地區也成了陸地了。有學者認為當時連海里都結冰了,使整個地球都成了冰雪世界,這就是地球史上有名的雪球事件。
怎么知道當時這么冷呢?因為在世界各地都發現了當時冰川沉積特有的冰礫石,在礫石上還可見冰留下的擦痕呢?在江蘇鎮江地區冰沉積物有600米厚,在南京地區僅殘存就20多米厚。因歷史久遠,能見至4它們實屬不易。這次大冰期竟延續了7000多萬年。好在當時海里僅有些藻類,它們能忍受這極惡劣的環境,當然有許多也滅絕了。 第二次是距今4.3億至3.7億年間,這段長6000多萬年間恰是地球上海里的植物——藻類,動物——魚類登上陸地,往陸地發展的重要時期。造成這次地殼上升是由于歐洲發生了極強烈的造山運動,并使地球陸地大大擴大之故。在南京陽山碑材附近就可以觀察到有海里上升為陸地的過程,所以南京缺失了這一時期形成的地層,并在后來堆積了厚約160米陸相的砂礫巖、砂巖、粉砂巖。在細的粉砂巖中還可以找到當年的植物化石,它的樹皮呈鱗片狀,故稱為鱗皮木。
第三次是距今2.6億至2.53億年間。這次上升為陸地的時間只有約700萬年,而且大部分時間都為河流相。所以盡管當時是地球上形成煤炭的重要時期,但南京地區,包括整個華南地區形成的煤炭都很少。相反,在我國北方當時早已是陸地了,所以形成了大量的煤炭層。
距今2.3億年恰是恐龍時代的早期。在這之前,華北板塊與華南板塊相隔較遠,之后它們相互靠近拼合,并導致了華南板塊上升為陸地。南京也從此永遠結束了在海里的歷史。
地球早期陸地極少,海水幾乎淹沒了整個地球表面。隨后一些板塊移動而引發了造山運動,它們褶皺成山,使該處地殼厚度增大,并露出了海面而形成了陸地。而造山運動大多是板塊相互碰撞、擠壓的結果。由于板塊的運動,所以陸地才不斷增多。華北板塊早在距今4.5億年就上升為陸地了,盡管在距今3億多年也曾短暫下降為海,但它比華南板塊升為陸地早2億多年。南京,乃至華南板塊的上升,均顯示了大規模、極其猛烈的造山運動,即將降臨這一地區,它將徹底地改變這一地區的格局,使這一地區進入了一個嶄新的地史時期。(詳見下期“石頭講述火山故事”)