北京凤凰岭：岩臼的秘密

我来自南方，但我更喜欢北方的春天，因为她的到来特别有春的味道——严寒过后的生机盎然。三月，北京郊区的山桃花盛放，将整座山都装点得毛绒绒的，白中投点淡淡的红影。春天登山令人愉快，绿野上的活动这个时候也更频繁，有一群驴友组织徒步白虎涧-凤凰岭-大风口-妙峰山-萝卜地垭口-大觉寺（见凤凰岭照片）。于是我跟着他们去了，但我的目的地不是妙峰山，而是沿途的京西小黄山——凤凰岭。

凤凰岭，因为山型像凤凰故而得名。这让我想起湘西的凤凰古城，据说也是因为有一山酷似凤凰展翅而得名。

黄山天下奇，华山天下险，它们都是花岗岩的山。凤凰岭也是典型的花岗岩地貌【图1】。花岗岩是地球深部的岩浆在上升过程中，未来得及抵达地表就冷却凝固而形成的岩石。在冷却过程中，岩石发生收缩，内部发育节理，这些节理就是山雄奇的秘密。

受地球内部构造运动的影响，花岗岩被抬升到地表，从此风餐露宿，接受阳光、风、雨、动物、植物等外力的侵蚀。内力作用喜欢使地表凹凸不平，而外力则喜欢将高山变低，将低地填平——就像地球一样变成一个球，不长棱角。

【图1】北京凤凰岭自然风景公园周边地质图。（来源：马丽芳《中国地质图集》）

因为花岗岩内部节理的发育，流水常常沿着节理面——其中的垂直节理下渗、下切，使花岗岩形成耸立的石柱【图2】。北京地处暖温带半湿润季风气候，冬季寒冷干旱，夏季炎热多雨，日温差和年温差大，因而风化强烈，而山顶山脊的岩石一马当先，最容易遭受日晒雨淋，风吹雨打，因此，那些地方的岩石的棱角最先被磨圆，最终变成不太规则的球体。这叫做球状风化【图3】。当我们花两个小时，登上凤凰岭的山顶时，首先会看到上面的石头圆滚滚、光秃秃的。一座石塔立在不远处的大岩石上，这是凤凰岭的标志。

【图2】凤凰岭的花岗岩石柱。

【图3】凤凰岭山顶的球状风化产物。

但是，我至今还不能忘记那一个个岩臼。它就在白虎涧到凤凰岭的路边，一片比较开阔平坦的山坡上，在出露的花岗岩的顶部，有一些脸盆大小的洞【图4-5】。这些洞穴叫什么？它们又是如何形成的？这些问题困惑我许久，根据这些天的摸索，我有了一些初步认识，特写此文请教。

起初认为可能有三，一是冰臼，二是风成的岩臼，三是水成的岩臼。

【图4】凤凰岭的岩石表面的一排岩臼。

【图5】凤凰岭的岩石表面的一个岩臼。

一、冰臼

冰臼是如何形成的呢？

第四纪冰川时期，全球气候异常寒冷，地球表面许多地方被厚厚的冰层覆盖，那些现在不可能有冰川的地方，也都发育了冰川。冰川的冰盖毕竟不是铁板一块的岩石，冰盖有点像“冰”做的外衣，因此它会沿着地表滑行，这时若有一个石块“卡”在某个位置，冰盖的重力和摩擦力就会使石块发生旋转，不断冲击那个位置的岩石，日积月累之后终形成一个个窟窿——冰臼。

目前发现的冰臼群，大多发育在花岗岩地区。而覆盖地表最广的岩石之一——石灰岩，因为很容易受水的侵蚀，形成冰臼的难度较大，但并不是不可能。

克什克腾的青山岩臼群是目前我国乃至世界上规模最大、形成最好、类型最多、保存最完整的岩臼群，它发育在花岗岩地区【图6】。

【图6】克什克腾世界地质公园的青山岩臼群。（来源：世界地质公园）

前几年，有人在河南鹤壁的石灰岩上发现了大量石臼，请地质科学院的韩同林过来鉴定，他们认为这是冰臼。这是国内首次在石灰岩上发现的冰臼。

【图7】河南鹤壁的石臼群。（来源：河南报业网-大河报）

韩同林是国内专门研究冰臼的学者，他曾编写过《发现冰臼》一书（华夏出版社，2004），讲的就是他在全国，包括北京附近发现的冰臼群。

有些岩臼到底是不是冰臼，学术界一直争论不休。韩同林主张是冰臼，但反对的声音也同样很强烈。以青山岩臼群为例，很多人就不同意这些岩洞是冰川造成的，他们认为风的磨蚀和吹蚀也能形成。令人疑问的还有：因为被冰川裹挟、雕刻的地方通常会形成山谷而不是山脊，故冰臼多分布在冰谷和冰床等低洼的地方，一般不分布在山顶或山脊上。但是，青山岩臼群主要分布在山顶平缓的花岗岩表面【图6】，并非发育在冰谷，岩臼群两侧就是陡崖。

韩同林在《发现冰臼》一书中还列举了几个北京周边发现冰臼的例子。我曾去过北京八大处，山脚下有一块大石头，叫做冰川漂砾，石头上留有擦痕，李四光认为这是冰川擦痕，这块石头是被认为是冰川携带过来的（但郭旭东等考察后认为这是断层擦痕）。模式口还有一个冰川陈列馆，都曾论证北京曾发育冰川。但这些结论必定还要接受质疑和进一步的研究：如果是冰臼，就不可避免地涉及到地质学界已争论80多年的中国东部有无第四纪冰川存在的重大问题，从而涉及到中国古环境、古气候、古地貌、古人类、古生物等问题的研究。

冰川论者认为北京模式口、隆恩寺、灵岳寺、潭柘寺、八大处、碧云寺等地有古冰川遗迹。但是科学家一来没有在这些地方发现古冰川遗迹，二来研究表明北京地区的古雪线高程为3600m，而北京最高山东灵山不过2000多米，没有雪，更不用谈冰川。所以现在的主流声音是：中国东部无第四纪冰川，即使是被李四光论证的庐山曾发育冰川的结论也并不科学。此外，郭旭东的研究表明北京地区虽不存在第四纪冰川，但存在冰缘环境。

比较冰臼和这里的岩臼，显然，这些也不是冰臼，一来它未成片分布，二来不够深、大，三来我还在旁边发现了一些小凹坑——它们可能就是岩臼的雏形【图10】。

二、风成的岩臼

让我们用风的理论来设想一下这个岩臼的形成。

因为花岗岩裸露在地表，昼夜温差的变化引起热胀冷缩，使岩石表面在物理风化和化学风化的频繁作用下呈现片状的剥落，形成很多小的凹坑。风，携带者沙粒往凹坑里钻，在风力作用下不断地打转，磨蚀凹坑的内壁。久而久之，这个坑越来越大，就变成了风窝岩臼。

用这个理论来解释所存在的问题是：风通常是水平向的，因此岩石的侧面更容易受到风的吹蚀和磨蚀，但这些岩臼发育在岩石的顶面而非侧面。我曾在新疆做地质考察的时候见过这样的风窝【图8】，当时我曾问身边的老师，这些洞是如何形成的，他告诉我是风把沙子吹到洞里，沙子不断旋转而形成的。而那些风窝，就发育在山的侧面而不是顶面。

【图8】新疆乌鲁克恰提野外地质考察所见的岩石风窝。

【图9】凤凰岭花岗岩侧面的岩石洞穴，不知道是不是风成的。

另外，北京不如新疆干旱，风力也不如新疆大，风成岩臼似乎说不过去（但我还是发现了一些侧面洞穴【图9】）。而且，假如真是风成，至少应该发育一片，为何这里未见到大片的风窝群。

三、水成岩臼

岩石并不是均匀的，同一块岩石，总有硬和软的地方，这就叫差异性。热胀冷缩使岩石表面较脆弱的地方风化，当有雨水落下时，局部已风化疏松的表面脱落，逐渐被雨水冲蚀成凹坑【图10】。而积聚在坑内的雨水，反过来又加剧了物理风化（例如激起的水波拍打凹坑）和化学风化，凹坑逐渐扩大，就形成圆形的岩臼。

【图10】凤凰岭岩石表面开始出现小的凹洞。

用这个理论好像更合理一点，因为岩石顶面更容易遭受雨水冲击，而我们要研究的岩臼就在石头顶面。当然，这个理论是不是正确，我还不敢肯定，先记下待将来论证。

地质过程，特别是类似风化、侵蚀是一个漫长的缓慢的过程，短短的人之一生，都可能很难察觉出这个变化过程，但他确实时时刻刻在发生。要理解自然，我觉的有必要树立这样一个思想观念，那就是：水滴可以石穿，海可枯，石可烂，不要因为它的缓慢而否认自然界的神奇力量——能使沧海变桑田的力量。