有史以來，人們見到的長江，總是在滔滔東流。但是，人類文明所能記下的歷史和地球四十幾億年的歷史相比，實在短暫。史前的長江是什么樣子呢？只有它所流經(jīng)之處的巖石能夠做出回答。
（長江流域水系圖 制圖：崔瑋）
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1924年春天，年僅35歲的李四光和助手趙亞曾，來到三峽東段（宜昌到秭歸之間）進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，包括探索長江的歷史。
三峽地區(qū)出露地面的巖石，大多是水中挾帶的泥沙及溶解在水里的礦物質(zhì)沉淀堆積而成。經(jīng)過逐年的積累，組成了一部形象的地球編年史。不過，由于在地球的發(fā)展過程中，經(jīng)受了許多變動，現(xiàn)在看到的這部“史冊”已經(jīng)殘缺凌亂。
▲西陵峽黃陵背斜地質(zhì)構(gòu)造 攝影：黃正平
面對這一大堆攪亂的“史冊”，李四光和趙亞曾進(jìn)行了仔細(xì)的調(diào)查研究，終于弄清了這些巖石形成的先后順序，劃分出它們所代表的地質(zhì)歷史時期，從而推斷出：三峽這個地區(qū)，曾經(jīng)是一片汪洋大海，以后演變?yōu)殛懮系暮?，有些地段還曾凸起成為高地。那么該如何在地球的史冊中去尋找有關(guān)長江的記載呢？
在西陵峽西段的新灘，有一片面積不大、出露在北岸江邊的礫巖，引起了李四光極大的注意。因為附近的巖壁上有鷂子洞，他給它們?nèi)∶麨辁_子礫巖。
▲西陵峽新灘 圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
礫巖是礫石堆積起來，再被水中的礦物質(zhì)膠結(jié)而成的巖石。巖石中的礫石保持著原來的成分、形態(tài)。因為它們是由流水搬來的，流動過程中的碰撞摩擦，逐漸磨掉了原有的棱角。搬得愈遠(yuǎn)，磨得愈圓。李四光觀察到，鷂子礫巖中的礫石，磨圓的程度各不一樣，特別是有些礫石的結(jié)構(gòu)成分，與分布在新灘東邊的古老結(jié)晶巖相同，而在新灘西邊的長江上游地區(qū)，則沒有發(fā)現(xiàn)這類巖石出露。據(jù)此李四光推測：在形成鷂子礫巖的時候，大江已經(jīng)出現(xiàn)，但它不是東流而是西去。江水把古老結(jié)晶巖礫石由東搬到西邊，就是證據(jù)。此外，李四光還找到另一項證據(jù)：即鷂子礫巖東端的礫石中，塊兒大的較多，而往西大塊礫石數(shù)量減少，根據(jù)水流搬運石塊的常識，水流得愈遠(yuǎn)，搬去的大石頭愈少的道理，李四光更有理由認(rèn)為那時此處的大江在西流。
▲重慶大學(xué)李四光雕像 圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
1924年7月25日，李四光發(fā)表了他和趙亞曾合寫的論文。其中談到，根據(jù)鷂子礫巖朝西北方向傾斜這一事實，他們推測：鷂子礫巖應(yīng)在第三紀(jì)早期形成，即距今六七千萬年以前。形成后由于受到第三紀(jì)中期地殼運動的影響，所以東高西低。盡管此時長江的雛形已經(jīng)出現(xiàn)，但新灘東邊尚有大山堵塞，江水不可能由西向東流。他們由此斷言，大江東去，最早也得在第三紀(jì)中期以后了。言之有據(jù)，問題似乎接近于解決。
但是，探索科學(xué)的道路常常是曲折的。1946年，地理學(xué)家施雅風(fēng)發(fā)現(xiàn)了新線索，即在新灘西邊8000多米的香溪中，發(fā)現(xiàn)了新灘東邊才有的那種古老結(jié)晶巖的礫石。香溪是一條自北向南注入長江的小河，它擁有許多支流，其中有的是從古老結(jié)晶巖出露地區(qū)流來。看來這些礫石走過一條曲折的道路，自東向西搬進(jìn)香溪，再從北向南、當(dāng)然還可以再向東搬運到新灘一帶。因此，它們出現(xiàn)在鷂子礫巖中，不僅不能成為此處大江西去的證據(jù)，相反倒證明了那時此處的大江已向東流。李四光推論的基礎(chǔ)動搖了。
▲香溪河的水上公路 攝影：趙紅繼
解放后，在三峽地區(qū)進(jìn)行的大規(guī)模地質(zhì)調(diào)查工作，繼續(xù)為長江的歷史提供了許多材料。
首先在鷂子礫巖的表面，觀察到膠結(jié)在上面的瓦片和瓷片。它們是人類已經(jīng)出現(xiàn)并具有相當(dāng)文明以后的產(chǎn)物，表明鷂子礫巖的形成，顯然不可能是幾千萬年前的事。其次，在鷂子礫巖的里面，人們借助顯微鏡的幫助，認(rèn)出了一種流紋巖，這種巖石是火山噴出的熔巖凝結(jié)而成的，經(jīng)調(diào)查它是來自長江上游的川西和云南北部一帶。而且在新灘東邊幾十至一百多公里外的長江邊上也找到了這種流紋巖礫石，無疑它們是長江搬來的，這說明鷂子礫巖形成之時，新灘東邊的大山已經(jīng)有了通道，大江已經(jīng)東西貫通，水向東流。至于鷂子礫巖的傾斜，也有了新的解釋。認(rèn)為這不是受到地殼運動的影響，而是由于鷂子礫巖的河谷谷底傾斜，所以蓋在上面的巖石從開始形成時就相應(yīng)地成傾斜狀態(tài)。結(jié)果，李四光本已經(jīng)回答的問題，又需要尋求新的答案。
▲長江邊的巖層 圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
后來由于在宜昌東邊，從第三紀(jì)早期形成的礫巖中，又找到了來自四川地區(qū)的多種礫石，更使許多人相信，早在那時，大江即已具有今天的規(guī)模，但大江究竟何時向東流？仍需探索。
▲長江邊的巖層 圖片來源：圖蟲創(chuàng)意
作者簡介：
石工，原名陶世龍，畢業(yè)于北京大學(xué)地質(zhì)系，科普作家。曾任中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)學(xué)史研究室主任、圖書館館長，是人教版八年級課文《時間的腳印》的作者。
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