费县石海形成年代

胡德定

       费县石海的形成年代核心为4 亿年前，属于古生代奥陶纪时期，其岩石基底源于远古海底的碳酸岩沉积，历经 4 亿年地壳升降、流水溶蚀、风化侵蚀等地质作用，从远古海底抬升为如今的喀斯特石阵，是长期地质变迁的产物，被誉为 “露天地质博物馆” 和 “地球二维码” 地质奇观。另有部分相关记载提及区域内存在寒武纪（约 5 亿年前）相关地质遗存，整体以 4 亿年喀斯特地貌演变为主线。

       古气候（寒武纪-奥陶纪）：奠定石海形成的物质与环境基础

       费县石海的岩石基底形成于约4-5亿年前的古生代寒武纪至奥陶纪，当时费县地处华北浅海区，温暖湿润的远古气候为碳酸盐岩（石灰岩）的沉积提供了关键条件，这是石海形成的前提的基础。

        1. 温度条件：早古生代（寒武纪、奥陶纪）全球气候总体温暖，仅南部局部有短暂冰期，费县所在的鲁中南陆表海区域，适宜的温度加快了水体中二氧化碳的溶解，促进了碳酸钙的析出与沉积，为石灰岩的形成提供了核心物质保障——石灰岩主要成分为方解石，其沉积过程高度依赖温暖的水体环境，温度过高或过低都会抑制碳酸钙的结晶与堆积。

       2. 水动力与降水相关气候：当时该区域属于滨海、潟湖及浅海交替的沉积环境，光照充足、降水（或水体循环）充沛，一方面加速了陆壳岩石的风化，使岩石中的钙、镁等离子随地表水汇入海洋，为石灰岩沉积补充物质；另一方面，稳定的水体循环保障了海底沉积物的均匀堆积，同时浅海中大量古海洋生物（三叶虫、腕足动物等）的繁衍生息，其遗体、分泌物经生物化学作用，进一步丰富了石灰岩的物质成分，让岩层质地形成不均匀的纹理，为后续风化溶蚀创造了条件。

       二、现代气候（温带季风气候）：塑造石海的核心外力驱动力

       随着地壳抬升，费县石海的岩石基底脱离海洋环境，暴露于陆地表面，此后当地长期的温带季风气候（四季分明、雨热同期、降水集中、寒暑交替），通过流水溶蚀、风力风化、冻融作用等，逐步雕琢出如今错落有致、形态各异的石海景观，这是石海成型的关键环节。

       （一）降水：溶蚀与侵蚀的核心动力来源

       费县属温带季风气候，多年平均降水量约800毫米，降水集中在夏季，且多暴雨，这种降水特征为石海的溶蚀和侵蚀提供了充足的水动力条件，也是喀斯特地貌发育的核心气候支撑。

       1. 化学溶蚀作用：雨水降落过程中，会吸收大气中的二氧化碳，同时渗透土壤时吸收土壤中的二氧化碳，形成弱酸性碳酸水（化学反应式：CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇌ Ca(HCO₃)₂）。这种酸性水会沿着石灰岩的节理、裂隙渗透，不断溶解岩石中的方解石，使裂隙逐渐扩大、加深，形成溶沟、溶槽、小型溶洞等，逐步塑造出石海“瘦、漏、皱、透”的形态特点——费县石海的峰状、柱状奇石，正是长期溶蚀作用的产物，而充足的降水保障了这种溶蚀作用持续不断地进行，这也是费县石海能形成大规模景观的重要原因之一。

       2. 机械侵蚀作用：夏季集中的暴雨形成地表径流，对暴露的石灰岩进行冲刷、冲击，将溶蚀后的碎石、岩屑带走，使石海的石体更加突兀、分明；同时，降水汇聚形成的地下水，在流动过程中不断侵蚀岩石内部，加剧岩石破碎，促进石芽、石峰的形成，让石海景观更具层次感。此外，费县降水地区分布差异较大（西南向东北递减，山区多于平原），也导致石海不同区域的溶蚀、侵蚀强度不同，形成了形态各异的奇石景观。

       （二）气温：调控风化速率，丰富石海形态

       费县四季分明，年平均气温约13.6℃，冬季寒冷（最低气温可达-18.3℃）、夏季炎热（最高气温可达42℃），这种气温的季节变化的通过冻融作用和热胀冷缩，加速岩石风化，进一步丰富石海的形态细节。

       1. 冻融风化：冬季气温低于0℃时，岩石裂隙中的水会结冰膨胀，体积增大，对岩石产生挤压力，使裂隙进一步扩大、破碎；春季气温回升，冰体融化，岩石裂隙中留出空间，后续降水或地下水填充后，冬季再次结冰，反复循环，逐步将大块岩石分解为小块岩块，形成石海“星罗棋布”的分布特点。这种冻融作用对石灰岩的破碎效果尤为明显，是石海奇石形态多样化的重要助力。

       2. 热胀冷缩：夏季高温时，岩石表面受热膨胀，冬季低温时收缩，这种反复的热胀冷缩会使岩石表面产生裂纹，逐步剥落，使石体表面变得粗糙、不规则，进一步凸显费县石“形、雄、肥、秀”的独特风貌。同时，适宜的年平均气温，也加快了酸性水与石灰岩的化学反应速率，提升溶蚀效率，推动石海景观的持续发育。

       （三）风力与湿度：辅助塑造石海细节

       费县春季多风（多年平均风速2.5米/秒，4月份风速最大），盛行东风和东南风，风力会携带沙粒对岩石表面进行打磨、侵蚀，使石体表面变得光滑，同时雕琢出独特的纹理；此外，当地年平均湿度适中，夏季湿度较大，能延长酸性水在岩石表面的停留时间，增强溶蚀效果，而冬季相对干燥，則能加快岩石风化后的碎屑脱落，形成“溶蚀-风化-脱落”的良性循环，逐步完善石海的景观形态。

       三、气候条件的特殊性：决定费县石海的独特性

       费县石海与我国西南地区的喀斯特石景不同，核心原因在于气候条件的差异：西南地区属亚热带季风气候，全年高温多雨，溶蚀作用强烈，多形成峰林、溶洞等景观；而费县属温带季风气候，四季分明、降水集中且有明显的寒暑交替，溶蚀作用与冻融、风力风化作用协同进行，最终形成了“奇石林立、石阵错落”的独特石海景观——既保留了喀斯特地貌的溶蚀特征，又兼具温带气候下风化作用形成的粗犷质感，这也是费县石海区别于其他石质景观的重要气候成因。

       综上，费县石海的形成，远古温暖湿润的浅海气候奠定了石灰岩沉积的物质基础，现代温带季风气候则通过降水、气温、风力等因素，持续进行溶蚀、风化、侵蚀，两者协同作用，历经4亿余年，最终塑造出如今被誉为“地球二维码”的独特石海奇观。气候条件并非独立作用，而是与当地的地质构造、岩石特性相互配合，共同决定了费县石海的规模、形态和特色。

       价值及地质考古作用

       费县石海作为华北地区罕见的喀斯特石质奇观，坐拥**亿年地质演变史**与**深厚人文积淀**，既是解读鲁中南地区地壳变迁、古环境演化的“天然地质史书”，也是承载齐鲁赏石文化、沂蒙地域风情的文旅名片。从远古石海的基底形成，到现代地质考古的深度发掘，其科研价值层层递进，文旅价值持续赋能，实现了自然遗产与人文价值的深度融合。

       一、费县石海核心研究价值：解锁地球演化与古环境密码

       费县石海以奥陶纪、寒武纪石灰岩为核心基底，历经数亿年地质作用成型，是集**地层学、古生物学、构造地质学、喀斯特地貌学**于一体的综合科研载体，填补了鲁中南地区浅海沉积与陆地演化的研究空白。

       （一）基础地质与地层研究价值

       费县石海完整保留了华北陆块东缘古生代浅海碳酸盐岩沉积序列，岩层层次清晰、出露完整，清晰记录了**5-4亿年前**鲁中南地区从汪洋浅海到陆地抬升的完整演变过程。通过对石海岩层的岩性、厚度、沉积结构分析，可精准还原远古沉积环境、水体深度、海陆变迁轨迹，为研究华北板块地壳升降、构造运动规律提供了不可替代的实地样本，弥补了北方喀斯特地貌沉积研究的资料短板。

       （二）古生物与古生态研究价值

       石海岩层中蕴藏大量**三叶虫化石（燕子石）、腕足类、腹足类**等古海洋生物遗骸，这些化石是古生代海洋生态系统的直接物证。一方面，可通过化石种类、分布、形态，还原远古海底生物群落结构、食物链关系，推断当时的水温、盐度、气候等古环境参数；另一方面，三叶虫化石作为标准化石，可辅助地层断代、对比区域地质年代，为全球古生物演化研究提供区域性实证，兼具科研与科普双重价值。

       （三）喀斯特地貌与水文研究价值

       费县石海是北方温带季风气候下喀斯特地貌的典型代表，区别于南方湿热型喀斯特，其溶蚀、冻融风化、流水侵蚀协同塑造的石芽、石阵、溶沟景观，极具独特性。研究石海的地貌发育机制，既能揭示**气候-构造-岩石**三者耦合作用对地貌的影响规律，也能为北方喀斯特地区水土保持、地质灾害防治、地下水资源勘探提供科学依据，是北方喀斯特地貌研究的天然试验场。

       （四）生态与环境演化研究价值

       石海周边独特的岩石生境，孕育了柽柳、接骨木、小叶朴等适生植被，形成了奇石与绿植共生的特殊生态系统。研究该生态系统的群落结构、物种适应性、物质循环，可为干旱半干旱地区石质山地生态修复、生物多样性保护提供参考案例，实现地质研究与生态研究的跨界融合。

       二、从元古石海到现代地质考古的核心作用：串联亿年时空，还原演变全貌

       费县石海的研究并非局限于现有景观，而是以**元古宙基底岩石→古生代沉积岩层→中生代-新生代构造抬升→现代喀斯特地貌**为时间轴线，通过分层考古、地质探测、样本分析，逐步还原地球演化与区域环境变迁的全过程，构建完整的地质演变谱系。

      （一）元古石海基底：追溯区域地质起源

       元古宙时期的变质岩基底，是费县区域地壳的“根基”，现代地质考古通过对基底岩石的同位素测年、矿物成分分析，可确定鲁中南地块的形成年代、构造属性，厘清华北陆块早期演化脉络，为后续浅海沉积、地壳抬升研究奠定基础，破解区域地质起源的核心谜题。

       （二）古生代沉积层考古：还原远古海洋环境

       针对石海寒武纪-奥陶纪沉积岩层的考古发掘，重点采集古生物化石、沉积岩样本，重建**5亿年前**费县浅海生态系统，验证华北陆表海的分布范围、沉积速率，破解“沧海变桑田”的地质机理，同时填补北方古海洋生物研究的实物空白，修正区域古环境演化模型。

       （三）构造运动考古：解读地貌成型动力

       现代地质考古通过断层探测、岩层产状测量、构造应力分析，还原燕山运动、喜马拉雅运动对费县区域的影响，厘清地壳抬升、断裂褶皱的发生时序与强度，明确石海从海底岩层到陆地奇观的构造驱动机制，解开喀斯特石海在北方温带地区成型的核心密码。

       （四）现代地貌监测考古：预判演化趋势

       借助遥感探测、三维建模、长期定位监测等现代技术，持续跟踪石海溶蚀、风化速率，分析当代气候、人类活动对地貌的影响，既能保护现有地质遗迹，也能精准预判石海未来演化趋势，为地质遗产可持续利用提供科学支撑，实现“追溯过去、解读现在、预判未来”的科研闭环。

       三、费县石海文化旅游价值：自然奇观与人文底蕴双向赋能

       费县石海依托独一无二的地质奇观，融合**千年赏石文化、沂蒙地域文化、皇家人文印记**，打造集观光游览、科普研学、文化体验于一体的文旅IP，成为费县文旅产业的核心名片。

       （一）自然观光与美学价值

       费县石海是**全球最大“地球二维码”**地质奇观，千余亩奇石星罗棋布，石峰林立、形态万千，兼具太湖石“瘦、漏、皱、透”与费县石“形、雄、肥、秀”的独特美感，登高俯瞰宛若巨型石阵镶嵌大地，视觉冲击力极强。奇石或形似飞禽走兽、或宛若天工雕塑，如龙脊石、火炬林、十二生肖石等精品景观，极具观赏价值，是北方罕见的自然美学打卡地。

       （二）历史文化与赏石传承价值

        费县赏石文化源远流长，早在北宋时期，费县石就成为园林名石，《红楼梦》大观园怡红院、潇湘馆均采用费县石装点；清乾隆帝南巡驻跸费县万松山行宫，对费县石赞叹不已并赋诗赞誉，留下厚重的皇家文化印记。石海不仅是自然景观，更是**齐鲁赏石文化的实物载体**，传承着千年石文化文脉，同时融合沂蒙老区红色文化、民俗文化，成为地域文化传播的重要窗口。

        （三）科普研学与教育价值

       依托“天然地质博物馆”的优势，费县石海打造地质科普研学基地，通过实景讲解、化石展示、地质实验、VR沉浸式体验等形式，向公众普及地层学、古生物学、喀斯特地貌等知识，是中小学生、高校地质专业开展研学实践、科普教育的优质场所，实现科研成果向大众科普的转化，提升全民地质科学素养。

       （四）产业赋能与经济价值

       费县石海作为核心文旅项目，规划七大功能区，融合热气球观光、亲子游乐、民俗演艺、文创开发等业态，带动周边餐饮、住宿、农产品销售等上下游产业发展，助力乡村振兴。同时，费县石文创产品、燕子石工艺品等衍生开发，进一步延伸文旅产业链，提升区域文旅品牌影响力，实现自然遗产的经济价值与社会价值共赢。

       （五）品牌IP与地域传播价值

       凭借“北方最大喀斯特石海”“地球二维码”等独特标签，费县石海成为山东文旅新晋网红地标，多次获央视、主流媒体报道，大幅提升费县知名度与美誉度。石海承载的沂蒙山水精神、坚韧品格，进一步升华文旅内涵，打造出兼具自然魅力与人文温度的地域文旅IP。

       核心总结：费县石海是科研与文旅共生的典范，研究层面串联元古宙至现代的地质演变，是解读地球历史的“活化石”；文旅层面融合自然奇观与千年人文，打造硬核文旅IP。两者相互赋能，既实现了地质遗产的科学保护与研究，也推动了地域文旅高质量发展，让亿年石海既“有科研深度”，更“有文旅温度”

       一）元古石海基底：追溯区域地质起源

       元古宙时期的变质岩基底，是费县区域地壳的“根基”，现代地质考古通过对基底岩石的同位素测年、矿物成分分析，可确定鲁中南地块的形成年代、构造属性，厘清华北陆块早期演化脉络，为后续浅海沉积、地壳抬升研究奠定基础，破解区域地质起源的核心谜题。

       （二）古生代沉积层考古：还原远古海洋环境

       针对石海寒武纪-奥陶纪沉积岩层的考古发掘，重点采集古生物化石、沉积岩样本，重建**5亿年前**费县浅海生态系统，验证华北陆表海的分布范围、沉积速率，破解“沧海变桑田”的地质机理，同时填补北方古海洋生物研究的实物空白，修正区域古环境演化模型。

       （三）构造运动考古：解读地貌成型动力

       现代地质考古通过断层探测、岩层产状测量、构造应力分析，还原燕山运动、喜马拉雅运动对费县区域的影响，厘清地壳抬升、断裂褶皱的发生时序与强度，明确石海从海底岩层到陆地奇观的构造驱动机制，解开喀斯特石海在北方温带地区成型的核心密码。

       （四）现代地貌监测考古：预判演化趋势

       借助遥感探测、三维建模、长期定位监测等现代技术，持续跟踪石海溶蚀、风化速率，分析当代气候、人类活动对地貌的影响，既能保护现有地质遗迹，也能精准预判石海未来演化趋势，为地质遗产可持续利用提供科学支撑，实现“追溯过去、解读现在、预判未来”的科研闭环。

       三、费县石海文化旅游价值：自然奇观与人文底蕴双向赋能

       费县石海依托独一无二的地质奇观，融合**千年赏石文化、沂蒙地域文化、皇家人文印记**，打造集观光游览、科普研学、文化体验于一体的文旅IP，成为费县文旅产业的核心名片。

       （一）自然观光与美学价值

       费县石海是**全球最大“地球二维码”**地质奇观，千余亩奇石星罗棋布，石峰林立、形态万千，兼具太湖石“瘦、漏、皱、透”与费县石“形、雄、肥、秀”的独特美感，登高俯瞰宛若巨型石阵镶嵌大地，视觉冲击力极强。奇石或形似飞禽走兽、或宛若天工雕塑，如龙脊石、火炬林、十二生肖石等精品景观，极具观赏价值，是北方罕见的自然美学打卡地。

       （二）历史文化与赏石传承价值

       费县赏石文化源远流长，早在北宋时期，费县石就成为园林名石，《红楼梦》大观园怡红院、潇湘馆均采用费县石装点；清乾隆帝南巡驻跸费县万松山行宫，对费县石赞叹不已并赋诗赞誉，留下厚重的皇家文化印记。石海不仅是自然景观，更是**齐鲁赏石文化的实物载体**，传承着千年石文化文脉，同时融合沂蒙老区红色文化、民俗文化，成为地域文化传播的重要窗口。

       （三）科普研学与教育价值

       依托“天然地质博物馆”的优势，费县石海打造地质科普研学基地，通过实景讲解、化石展示、地质实验、VR沉浸式体验等形式，向公众普及地层学、古生物学、喀斯特地貌等知识，是中小学生、高校地质专业开展研学实践、科普教育的优质场所，实现科研成果向大众科普的转化，提升全民地质科学素养。

       （四）产业赋能与经济价值

       费县石海作为核心文旅项目，规划七大功能区，融合热气球观光、亲子游乐、民俗演艺、文创开发等业态，带动周边餐饮、住宿、农产品销售等上下游产业发展，助力乡村振兴。同时，费县石文创产品、燕子石工艺品等衍生开发，进一步延伸文旅产业链，提升区域文旅品牌影响力，实现自然遗产的经济价值与社会价值共赢。

       （五）品牌IP与地域传播价值

       凭借“北方最大喀斯特石海”“地球二维码”等独特标签，费县石海成为山东文旅新晋网红地标，多次获央视、主流媒体报道，大幅提升费县知名度与美誉度。石海承载的沂蒙山水精神、坚韧品格，进一步升华文旅内涵，打造出兼具自然魅力与人文温度的地域文旅IP。

       核心总结：费县石海是科研与文旅共生的典范，研究层面串联元古宙至现代的地质演变，是解读地球历史的“活化石”；文旅层面融合自然奇观与千年人文，打造硬核文旅IP。两者相互赋能，既实现了地质遗产的科学保护与研究，也推动了地域文旅高质量发展，让亿年石海既“有科研深度”，更“有文旅温度

       （一）自然观光与美学价值

       费县石海是**全球最大“地球二维码”**地质奇观，千余亩奇石星罗棋布，石峰林立、形态万千，兼具太湖石“瘦、漏、皱、透”与费县石“形、雄、肥、秀”的独特美感，登高俯瞰宛若巨型石阵镶嵌大地，视觉冲击力极强。奇石或形似飞禽走兽、或宛若天工雕塑，如龙脊石、火炬林、十二生肖石等精品景观，极具观赏价值，是北方罕见的自然美学打卡地。