雨花石屬于瑪瑙質和硅化巖質的礫石,后者偶含有美麗的各種化石,如珊瑚、海綿、苔蘚蟲、腹足類、腕足類、有孔蟲等海洋動物和輝木等陸地植物。雨花石由于它小巧玲瓏、質地堅硬、晶瑩剔透、顏色又五彩繽紛,特別是它由不同顏色形成的圖案,有的形似日月星辰、山川河流等的自然景觀,有的又像動物和人物的造型,有的甚至“寫有”各種文字,讓人產生無限遐想,而深受人們的喜愛。人們譽它為立體的畫、無言的詩、案幾上的山水、手中的宇宙。正因如此,早在5000年前的南京北陰陽營新石器時代遺址出土的近300件玉石、奇石中,就有迄今發現的、最早的雨花石藏品。
關于雨花石收藏據周德麟考證,在六朝至隋唐的史料中,就有雨花石進貢朝廷的記載。晚唐懿宗時,雨花石甚至作為同昌公主的陪嫁品之一。兩宋時期,雨花石的交易已在民間和士大夫之間廣泛進行。至明代中晚期,雨花石的交易、收藏更是興盛,市場上千錢一塊的雨花石不可勝數。明清以來,珍品雨花石的價格也非常昂貴,曾有一學生得一“軍士肖像石”后拿去典當,竟得紋銀40兩,而當時他的老師一年工資才10兩。民國時期,雨花石仍是人們收藏買賣的俏貨。解放后,雨花石曾一度冷清,但改革開放后,隨著人民逐漸富裕,雨花石的價格也一路飚升,極品的價格竟達幾萬、甚至幾十萬,真是令人咋舌。六合有的地區一年光賣雨花石,收入就達2000多萬元。
現在雨花石已遠銷美、俄、澳、日、意、英、法等國和我國香港、澳門、臺灣等地,成為南京一大品牌。盡管雨花石深受人們的喜愛,但是人們對它的身世以及有關它所涉及的種種地質知識卻知之甚少。如雨花石的形成是否與火山噴發有關?雨花石中怎會有化石?雨花石層的形成和喜馬拉雅山地殼運動有關嗎?雨花石層的分布和長江形成的年代有關嗎?這些問題是人們最關注的。
雨花石與火山噴發
在距今1.5億年至1億年的5000萬年間,我國東部北起黑龍江、南至海南島,由于歐亞板塊和太平洋板塊碰撞,發生了大規模劇烈的巖漿活動。大量巖漿沿著斷裂帶侵入地殼,當它們在地底下冷卻后就形成各種類型的花崗巖。安徽的黃山及南京麒麟門巖體等都是這時候形成的。而當巖漿噴出地表就形成了火山噴發。浙江大半個省以上,包括雁蕩山、括蒼山都是當時火山噴發形成的。在南京的鐵心橋一帶,斷斷續續的火山噴發,在幾千萬年間形成的火山巖、火山沉積巖也達幾千米厚。在巖漿活動的后期,常有大量高溫的水溶液,它們攜帶大量的二氧化硅滲入地表的裂縫,并在那里冷卻,從而形成了瑪瑙石。由于水溶液中含有不同的礦物質,故形成瑪瑙石的顏色也就不同。如鐵質成紅色、錳為紫色、銅為藍青色等。而且由于凝固的時間不同,礦物質含量就有差別,所以就形成一圈圈顏色不同的瑪瑙石。
南京地區當時也有高溫含礦水溶液,它含有大量的鐵、錳、鉛、鋅和銅等。從而在當時的南京及周邊地區形成了一些金屬礦床。長江下游的金屬礦床大都是這一時期形成的,如棲霞山的鉛鋅礦、錳礦,句容巢凰山的鐵礦,安徽銅陵的銅礦,馬鞍山的鐵礦,上海梅山鐵礦……雖然純二氧化硅的熱水溶液中的礦物質是極少的,但它足以使瑪瑙中呈現五顏六色了。
雨花石怎會有化石
既然雨花石是火山晚期高溫含硅水溶液,因濃度大而成膠體狀態,最終冷凝而成的,怎會有化石呢?原來古長江下游兩岸分布著一些老地層的灰巖、頁巖、砂巖等,這些沉積巖中含有一些化石。如當年生長于海里的珊瑚、腕足類、腹足類、雙殼類、頭足類、海綿、苔蘚蟲類、有孔蟲……也有植物的藻類、輝木……這些動植物的遺體在沉積巖中經長期石化而成了化石,它們是沒有顏色的。
當濃度較小的高溫含硅水溶液浸入這些老地層時,它會像水一樣滲入老地層的巖石和化石內,而且還取代了其中的鈣質、泥質,使它們成為硅化石(以硅為主的巖石)。雖然成了硅化巖了,但原來巖石和化石的結構依然存在,而且還加上了顏色,成了五顏六色的硅化巖和化石,這樣的化石更罕見,也更珍貴。
從目前雨花巖中發現的化石來看,其時代似乎多數為二疊紀,即形成于距今2.9億年至2.5億年間的化石。至于有沒有更志或更新年代的化石,現尚不得而知。曾任南京地質博物館館長的周曉丹對這方面深有研究。她收集了大量資料、圖片,并分別請人進行鑒定、分類等,以期更深入地研究。南京地質古生物專家也在準備出一本這方面的書,屆時這些化石的確切年代、它們產自何處等,一定會得到破解。
雨花石層與喜馬拉雅山運動
瑪瑙石和硅化巖都是比較堅硬的石頭,它們為何會裂成碎塊?并從山上被搬運到山下,并在水中被磨成礫石,而且還堆積成很厚的礫石層呢?在南京的菊花臺,其礫石層厚可達14米左右,在六合的靈巖石甚至達到20多米厚。要破解這些問題,得弄清這些礫石層形成的年代以及與哪種因素有關?
1924年,我國地質學家第一次確定,雨花礫石層形成的時代約距今4000萬年,這是根據周邊巖石地層推測的。1935年我國地質學家系統考察寧(南京)鎮(鎮江)山脈地質后,撰寫了寧鎮山脈地質志一書,書中認為礫石層的時代應為距今500萬年左右。解放后,一些地質學家認為這巨厚的礫石層與冰川沉積有關,所以形成的時代大致為100多萬年前的冰期。20世紀70年代在六合地區的礫石層之上的砂泥層中,終于陸續找到一些哺乳動物化石。如對角犀、豬獸、四梭齒象等,所以認為其時代應在距今500萬年前后。1982年南京地質古生物所的李浩敏和鄭亞惠也分別在南京菊花臺的雨花石層中找到植物和孢子花粉化石,也認同此觀點。但也有學者認為從古生物化石和其他地層證據看,其時代應為1000萬年前。2007年初,南京六合找到了泗洪炭獸。這是一種罕見的、比較古老的偶蹄類食草哺乳動物。所以,根據此新資料和新觀察,雨花石的生成時代應在1000萬年前,而這時正是發生了喜馬拉雅山運動,造成了喜馬拉雅山地區輕微褶皺和強烈隆起,從海底上升至海拔高1000米,并形成了1500米厚的礫石層(加上后來繼續上升形成的)。在南京地區也受此影響,形成了老地層輕微褶皺、斷裂,使山上瑪瑙石、硅化巖及一些巖層破裂,加上地區上升,風化、侵蝕加劇,更加重的這一過程,并使破碎的巖石被水和泥石搬運至山下,最后匯集于河流中。在長途搬運中,由于砂石的相互摩擦和流水不斷沖刷下,它們終于從碎塊被磨成滾圓的礫石。
專家認為,沒有地殼運動是不會形成很厚的礫石層。當然冰川沉積也可以形成較厚的礫石層,但這些礫石層的時代為距今1000多萬年。而那時古氣候比現在熱,所以不可能是冰川形成的,而必與地殼運動有關。所以說雨花石礫石層的形成是與喜馬拉雅山地殼運動有關,時間在距今1000多萬年前。在安徽、江西等華南許多地區都有這一時期的厚礫石層,均證實這點。當然有礫石層不一定有雨花石。
雨花石分布和長江形成有關
雨花石礫石層只分布在南京的雨花臺、菊花臺和六合的靈巖山一帶以及儀征地區,它們恰好分別在長江的南岸和北岸,這不僅和秦淮河、滁河有關,而且也和長江有聯系。當時秦淮河上游把句容、溧水和南京山上風化下來的礫石,包括雨花石一路攜帶至長江處,由于流水變緩,而紛紛堆積下來。與此同時,長江北面的滁河上游也把安徽全椒、來安縣、滁州市等地山上沖下來的礫石也被攜帶至六合、儀征的長江邊而堆積下來。礫石層時代已定,那么長江、秦淮河、滁河肯定在1000多萬年前就存在了,否則這些礫石是不會跑到長江邊的。
根據南京大學夏樹芳教授分析,現在的長江當時分成兩段,三峽以東為東段,她流經湖北、江西、安徽、江蘇而入東海。三峽以西為西段,她流經四川盆地。隨著河流本身的溯源侵蝕,東段不斷往西延伸,而西段也在往東增長,更重要的是喜馬拉雅山地殼兩次最重要的運動,青藏高原不斷隆起,四川地勢也抬高了,才使得“長江”的西段和東段相連了,并使四川的水系包括青海流入的金沙江等一并匯入,終于和長江東段一起,浩浩蕩蕩流入東海,成為亞洲第一大江。所以雨花石層的分布顯示,秦淮河、滁河、長江早已在1000萬年前存在了。