有史以来，人们见到的长江，总是在滔滔东流。但是，人类文明所能记下的历史和地球四十几亿年的历史相比，实在短暂。史前的长江是什么样子呢？只有它所流经之处的岩石能够做出回答。
（长江流域水系图 制图：崔玮）
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1924年春天，年仅35岁的李四光和助手赵亚曾，来到三峡东段（宜昌到秭归之间）进行地质调查，包括探索长江的历史。
三峡地区出露地面的岩石，大多是水中挟带的泥沙及溶解在水里的矿物质沉淀堆积而成。经过逐年的积累，组成了一部形象的地球编年史。不过，由于在地球的发展过程中，经受了许多变动，现在看到的这部“史册”已经残缺凌乱。
▲西陵峡黄陵背斜地质构造 摄影：黄正平
面对这一大堆搅乱的“史册”，李四光和赵亚曾进行了仔细的调查研究，终于弄清了这些岩石形成的先后顺序，划分出它们所代表的地质历史时期，从而推断出：三峡这个地区，曾经是一片汪洋大海，以后演变为陆上的湖泊，有些地段还曾凸起成为高地。那么该如何在地球的史册中去寻找有关长江的记载呢？
在西陵峡西段的新滩，有一片面积不大、出露在北岸江边的砾岩，引起了李四光极大的注意。因为附近的岩壁上有鹞子洞，他给它们取名为鹞子砾岩。
▲西陵峡新滩 图片来源：图虫创意
砾岩是砾石堆积起来，再被水中的矿物质胶结而成的岩石。岩石中的砾石保持着原来的成分、形态。因为它们是由流水搬来的，流动过程中的碰撞摩擦，逐渐磨掉了原有的棱角。搬得愈远，磨得愈圆。李四光观察到，鹞子砾岩中的砾石，磨圆的程度各不一样，特别是有些砾石的结构成分，与分布在新滩东边的古老结晶岩相同，而在新滩西边的长江上游地区，则没有发现这类岩石出露。据此李四光推测：在形成鹞子砾岩的时候，大江已经出现，但它不是东流而是西去。江水把古老结晶岩砾石由东搬到西边，就是证据。此外，李四光还找到另一项证据：即鹞子砾岩东端的砾石中，块儿大的较多，而往西大块砾石数量减少，根据水流搬运石块的常识，水流得愈远，搬去的大石头愈少的道理，李四光更有理由认为那时此处的大江在西流。
▲重庆大学李四光雕像 图片来源：图虫创意
1924年7月25日，李四光发表了他和赵亚曾合写的论文。其中谈到，根据鹞子砾岩朝西北方向倾斜这一事实，他们推测：鹞子砾岩应在第三纪早期形成，即距今六七千万年以前。形成后由于受到第三纪中期地壳运动的影响，所以东高西低。尽管此时长江的雏形已经出现，但新滩东边尚有大山堵塞，江水不可能由西向东流。他们由此断言，大江东去，最早也得在第三纪中期以后了。言之有据，问题似乎接近于解决。
但是，探索科学的道路常常是曲折的。1946年，地理学家施雅风发现了新线索，即在新滩西边8000多米的香溪中，发现了新滩东边才有的那种古老结晶岩的砾石。香溪是一条自北向南注入长江的小河，它拥有许多支流，其中有的是从古老结晶岩出露地区流来。看来这些砾石走过一条曲折的道路，自东向西搬进香溪，再从北向南、当然还可以再向东搬运到新滩一带。因此，它们出现在鹞子砾岩中，不仅不能成为此处大江西去的证据，相反倒证明了那时此处的大江已向东流。李四光推论的基础动摇了。
▲香溪河的水上公路 摄影：赵红继
解放后，在三峡地区进行的大规模地质调查工作，继续为长江的历史提供了许多材料。
首先在鹞子砾岩的表面，观察到胶结在上面的瓦片和瓷片。它们是人类已经出现并具有相当文明以后的产物，表明鹞子砾岩的形成，显然不可能是几千万年前的事。其次，在鹞子砾岩的里面，人们借助显微镜的帮助，认出了一种流纹岩，这种岩石是火山喷出的熔岩凝结而成的，经调查它是来自长江上游的川西和云南北部一带。而且在新滩东边几十至一百多公里外的长江边上也找到了这种流纹岩砾石，无疑它们是长江搬来的，这说明鹞子砾岩形成之时，新滩东边的大山已经有了通道，大江已经东西贯通，水向东流。至于鹞子砾岩的倾斜，也有了新的解释。认为这不是受到地壳运动的影响，而是由于鹞子砾岩的河谷谷底倾斜，所以盖在上面的岩石从开始形成时就相应地成倾斜状态。结果，李四光本已经回答的问题，又需要寻求新的答案。
▲长江边的岩层 图片来源：图虫创意
后来由于在宜昌东边，从第三纪早期形成的砾岩中，又找到了来自四川地区的多种砾石，更使许多人相信，早在那时，大江即已具有今天的规模，但大江究竟何时向东流？仍需探索。
▲长江边的岩层 图片来源：图虫创意
作者简介：
石工，原名陶世龙，毕业于北京大学地质系，科普作家。曾任中国地质大学（北京）地质学史研究室主任、图书馆馆长，是人教版八年级课文《时间的脚印》的作者。
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