第三节 地质旅游资源
一、岩石
（一）岩石的成因与种类
平常人们所说的石头，在地质学上叫做岩石。各种不同的矿物集合在一起，便组成了各种不同的岩石。地壳就是由岩石构成的。当岩石尚未成为一门独立的学科时，不论是矿物还是岩石，通用“石”字，如石灰石、花岗石、金刚石等。“岩”与“石”互用，混淆不清。现在矿物和岩石已各自独立成专门学科，各有专名，一般矿物的名称通用“矿”或“石”字，如方铅矿、方解石等，岩石的名称通用“岩”字，如花岗岩、石灰岩等。据统计，地壳中的岩石不下数千种，按照成因，岩石可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
在地下深处（５０～２５０ｋｍ），有一种成分非常复杂的高温熔融体，叫做岩浆。岩浆由深处向地表活动的过程中，可以在不同的位置凝固，形成不同类型的火成岩。火成岩的化学成分极为复杂，几乎包括了地壳中的所有元素，其中最多的有Ｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｔｉ等９种，它们占火成岩总重量的９９％左右，通常称为造岩元素。由于ＳｉＯ２在火成岩的化学成分中占有极重要的地位，所以火成岩的矿物组成中，以硅酸盐矿物为主。其中最主要的造岩矿物有橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石、石英等７ 种，这些造岩矿物在不同的火成岩中，其含量是不同的。在不同环境下冷凝成的火成岩，具有不同的结构构造特征。地下深处冷凝成的火成岩，具晶质结构、块状构造；在岩体边缘部分或岩浆喷出地表冷凝成的火成岩，由于急剧冷却，物质来不及结晶，形成隐晶质、玻璃质或斑状结构，并具特有的流动构造、气孔构造等。根据火成岩的化学成分、矿物成分和结构、构造等特征，可对火成岩进一步分类。
沉积岩是在地表或接近地表的范围内，由各类岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩等作用以及由某些火山作用而形成的岩石。沉积岩的形成条件不同于火成岩，所以在矿物成分上两者差异很大。沉积岩除含有来自原岩的陆源碎屑矿物外，还含有大量在沉积过程中形成的矿物。火成岩中普遍存在的橄榄石、辉石、角闪石等矿物，因它们在地表条件下不稳定，故在沉积岩中很少见到。而像粘土矿物、方解石、白云石、石膏等，为沉积岩特有的矿物，火成岩中是不会存在的。沉积岩的颜色多种多样，一般情况下，沉积岩的颜色就是组成沉积岩碎屑的颜色。例如长石砂岩常呈肉红色、白色或灰白色，这正是长石本身颜色的反映。黑色页岩往往是含有沥青、锰质或其他有机质。沉积岩中的铁质，若在热带或亚热带的大陆条件下，气温较高，铁被氧化成高价铁，沉积岩则呈现红色，等等。沉积岩在地表分布最广，约占地球表面积的７５％。但按地球总体积而论，沉积岩仅占０．０２％。沉积岩的分类，一般常以成因为基础，结合成分、结构特征，把沉积岩划分为碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩三类。其中粘土岩、碎屑岩中的砂岩、化学岩和生物化学岩中的碳酸盐岩，它们共占沉积岩总量的９８％～９９％。
前面已提及，由变质作用所形成的岩石称变质岩。变质岩一词来源于希腊文，其意是“形态的变化”。在日常生活中，常有这样的情况，把一个馒头放在火炉上烤，一不小心，馒头会烤焦，时间一长，整个馒头都会焦。烤焦后的馒头，尽管形状没有多大变化，但其成分已完全改变，淀粉变成了碳。地壳中的岩石也如此，不论是火成岩还是沉积岩，常常受到地壳运动、岩浆活动所产生的高温、高压的影响，使岩石中原来的矿物重新结晶，改造原来的结构和构造，生成与新环境相适应的新岩石。变质岩的种类也不少，其中人们最熟悉的可算是大理岩。大理岩是由石灰岩、白云岩等经过再结晶变质而成。纯白而致密的大理岩，俗称汉白玉，除用于建筑外，还可供艺术雕刻。如果其中含有带色的矿物，就使大理岩具有各种美丽的斑彩。我国云南大理是大理岩的著名产地，大理岩就因此而得名。
据统计，地壳中的岩石不下数千种。但在旅游资源中涉及最多最易构景的，只有花岗岩、玄武岩、砂岩、石灰岩、页岩、大理岩等少数几种。
（二）花岗岩景观
花岗岩是一种酸性的深成的火成岩。我国众多的名山中，有不少是由花岗岩构成的山岳景观。如泰山、华山、黄山、衡山、崂山、普陀山、莫干山、三清山等。这些名山不仅各有特性，而且具有许多共性。如在垂直节理发育的地方，风化过程中往往出现崩塌作用，因而形成石柱林立、孤峰擎天、悬崖绝壁等景观。被节理分割成块（长方块或立方块）的花岗岩，其棱角部位接触大气的面积多，最易风化。天长日久，棱角逐渐消失，方形石块变成球状石块，这种现象称为球状风化。球状风化是花岗岩最普遍最典型的景观，也是花岗岩构景中最有代表性的景物。如黄山的“仙桃石”、“莲山峰”、厦门的“万石山”等。在花岗岩节理和球状风化规律支配下，由于岩体各部位抵抗侵蚀作用的强度不同，经过长期的风化作用，就形成许多奇特造型，如黄山的“猴子观海”、九华山的“观音峰”、苏州灵岩山的“乌黾望太湖”等。
（三）玄武岩景观
玄武岩是一种基性火成岩，是岩浆喷出地表冷凝而成的。玄武岩在地球上的分布极广，常呈厚层的岩流、岩被产出，是自然界中最常见的熔岩。不仅在陆地上有广泛分布，就连太平洋、大西洋和印度洋的洋壳上也几乎全为玄武岩所覆盖。在我国东南沿海及四川、贵州、云南、内蒙古等地，分布有许多玄武岩。
玄武岩一般为黑色或灰黑色的细粒致密的岩石，经风化后可呈红色或黑褐色以及暗绿色等，常具气孔。玄武岩最引人注目的景观是它的柱状节理。柱状节理是由于岩浆冷凝收缩而造成的裂隙，每个冷凝中心发生向三个方向的裂隙，它们之间的夹角在理论上应是１２０°，这样就形成了六边形的柱子。但在自然界中，理想的六方柱很少，大部分柱子的截面是五边形，也有呈四边形的。
广东湛江市南面的硇洲岛，面积约３０ｋｍ，整个岛屿是由玄武岩构成的２
盾形台地。硇洲岛地貌的一个特点是典型的玄武岩陡崖，六角柱形的柱状节理极为发育，柱体直径在５０ｃｍ上下，每边长约４０ｃｍ，高达１６ｍ左右，整个陡崖像一根柱子挨着一根柱子排列而成的一幅巨大屏风，是国内最为雄伟、最具吸引力的玄武岩石柱。广东佛山王借岗、南京六合桂子山、福建澄海牛首山等地均有气势磅礴的玄武岩柱状节理景观。
（四）砂岩景观
从侏罗纪到早第三纪，我国很多地区发育了一套红色的砂砾岩层，简称红层。红层的形成，是由于当时气候干热，干、湿季交替明显，沉积在地势低洼盆地中的碎屑物，经过强烈氧化，富集红色的氧化铁，使岩体呈现红色，由于氧化铁富集程度的差异，岩层出现有紫色、绛红、浅红等色彩变化。红层胶结与固结程度普遍较差，岩石硬度较小，易受风化侵蚀。由于侵蚀、风化剥落、重力崩塌等的综合作用，形成了地形顶平、身陡、麓缓的方山，石墙，石峰，石柱等奇险的丹崖赤壁地貌。这种地貌以广东仁化县的丹霞山为典型，故称“丹霞地貌”。人们常用“丹霞赤壁”来形容广东仁化的丹霞山，用“碧水丹山”来赞美福建武夷山，这里的“赤”和“丹”，均系指岩石的红色。丹霞地貌在我国风景旅游中占有重要地位。据黄进研究，我国的丹霞地貌目前已发现有２６３处，主要分布在广东、江西、福建、浙江、四川、贵州、甘肃等地，绝大部分都构成独具一格的风景旅游地貌，并不同程度地成为国家级、省级或地、县级的风景名胜区。而且这类砂砾岩一般都呈厚至巨厚层产出，有较好的整体性，岩石性能又可雕可塑，为凿窟造龛提供了理想的天然场所，故大量石窟、石刻，如麦积山石窟、云岗石窟、大足石刻、乐山大佛等均布局于红层中。
由于砂粒成分、胶结物性质等的不同，砂岩的种类很多。位于湘西的国家森林公园——张家界，整个公园以世界罕见的石英砂岩大峰林、大峡谷地貌为主体。三千奇峰，八百秀水，古木参天，洋溢着原始的荒美情调与生态风貌，堪称世界自然景观的一个奇迹。１９９２年１２月，被批准列入世界遗产名录，这意味着它具有特别的和世界性的价值。这里的峰林地貌不同于由钙质胶结的红色砂岩和砂砾岩层构成的丹霞地貌；不同于石灰岩地区以溶蚀作用为主形成的桂林山水和路南石林；也不同于由玄武岩构成的柱状石林。在这块面积为３９０ｋｍ２的土地上，石英砂岩峰林列队成阵，横无际涯，展示着一种磅礴美。据研究，距今３亿８千万年前，湘西北一带遭受海侵，古大陆上的碎屑物质被反复侵蚀、搬运到此沉积，由于地壳较长时期的稳定，因而形成了一套厚层的（５００多ｍ）、成分较均一的（含９０％以上的石英砂）、产状平缓或近似水平的石英砂岩。后在印支运动影响下上升为陆地，经过几次强烈的地壳运动，导致石英砂岩中三组垂直层面的节理发育，岩层发生纵横交错的破裂。在风化侵蚀、搬运、重力崩塌等作用下，岩层沿节理不断地解体，留下中心部分的受破坏力最小的“岩核”，即形成今日的大小不同、高矮各异、千姿百态的石英砂岩峰林景观。
二、化石
（一）古生物与化石
所谓古生物，是指地质历史时期的生物。一般以第四纪全新世开始（距今约１万年）作为划分古代生物和现代生物的时间界限。保存在地层中的地质时期的生物遗体、遗物和遗迹，就叫做化石。生物遗体指的是像动物的骨骼、贝壳、牙齿，植物的茎干、花叶、种子等；动物的粪，猿人或古人使用过的石器、骨器等则为生物遗物；而虫迹、足迹，外壳形成的印模、人类祖先用火形成的灰烬等都属于生物遗迹。
古代生物并不是都能在地层中保存下来成为化石，形成化石的只是其中很小的一部分。这是因为化石的形成必须具备一定的条件：
１．生物死亡后，生物体必须迅速被掩埋，以防止外界的风化和破坏。如果生物体暴露在外，任凭风吹日晒，动物啃咬，遗体就易氧化腐烂或遭受破坏，不易形成化石。一般在滨海、湖泊、洞穴等环境中死亡的生物则较易被掩埋而形成化石。
２．被掩埋后的生物遗体还要经过充填、交替、蒸馏等不同类型的石化作用才能形成化石。例如动物骨骼、贝壳等硬体的孔隙和细胞组织中，往往被ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２等矿物质充填，从而保全原来硬体的形状与构造。这个石化过程要经历相当长的时期。
３．一般必须具有不易分解的生物硬件，如骨骼、牙齿、贝壳、树干、孢粉等。因为那些肌肉、皮肤等软组织不仅易腐烂分解或被其他动物吞食，而且在地层内受到温度、压力等作用，还会迅速分解、挥发。
可见生物死亡成为化石，并不是一件简单的事。有人做过一些统计，古代生物能够形成化石的比例大约不会超过 ５％。也就是说，大部分生物遗体被风化或腐烂掉了。目前已知的保存下来的动植物化石物种，全世界只有１３万种左右。
如果说文字是记载人类社会历史必不可少的工具，那么化石就是大自然史册的天然记录者。我国北宋著名科学家沈括（公元１０３１～１０９５年）曾在太行山一带发现岩石中镶着螺蚌壳，他当场解释说：“这里过去是海滨，这些螺蚌壳是古代海洋生物的遗体变成了化石，……但今天海洋已距太行山千里之遥了……。”精辟地论述了沧桑的科学道理，正确地阐述了研究化石对恢复古地理环境的关系。