北京房山大石窝大理岩对故宫台基和云居寺经石的贡献

吕金波 韦京莲

2020年是故宫建成600年（1420年算起），修理故宫台基所用大理岩的场地在北京城里的台基厂，而大理岩来自北京西南房山区的大石窝镇，有石碑为证。2019年云居寺的石经在故宫展览，雕刻石经的大理岩同样来自大石窝镇，而且云居寺本身就坐落在镇域范围内，就地取材。其实，北京几乎所有皇家园林所用的大理岩均来自大石窝镇。这种含有地球早期生命叠层石遗迹化石的大理岩是怎么形成的呢？古籍中肯定没有记载，只有从地质学中找答案了。

本文先介绍北京故宫与房山大石窝的渊源，再介绍故宫展出与敦煌齐名的云居寺石经，最后叙述含有早期生命体叠层石大理岩的形成机理，向西南方向拓展与周口店遗址所在“北岭向斜”比邻的“石门背斜”，因为大石窝镇所在的地质单元为石门背斜地质构造。

北京故宫与房山大石窝的渊源

故宫，作为中国古代宫廷建筑的精华，金瓦红墙，加上以白色调为主的大理岩台基和汉白玉栏杆，尽显庄严。那你是否知道，故宫的主要石料是什么？又来自哪里呢？

北京故宫三大殿台基

在北京西南房山区有个叫大石窝的小镇，这个地方很神奇，在15亿年前是一片汪洋大海，经过亿万年时间的慢慢沉积，形成了非常厚的含有早期生命叠层石化石的水成岩。在大石窝村北边有个叫石门的小村子，在1亿年前恐龙时期的白垩纪，这里地下岩浆向上涌动，把具有水平层理的水成岩顶成了向上弯曲的面，地质学家称这个地质构造为“石门背斜”。炙热的岩浆，就像烤白薯一样烘烤着水成岩，形成了多种多样的石料：最上部的岩石保留了15亿年前海洋沉积的早期生命遗迹叠层石，在层理面上观察是圆形的，在剖面上观察是塔状的，石匠们把这种石料取了个形象的名字——螺丝转，这是第一层岩石，尚保留着其原本的青色。以石门的岩浆岩为中心，由远及近，水成岩被烘烤得越来越厉害，从大石窝到石门由南向北依次生成了青石、砖渣、艾叶青、青白、白石、汉白玉。这几种石料都属于含叠层石硅质条带白云岩经热力变质作用而成的大理岩，成为建造故宫的石料。

故宫所用石料来自大石窝村西北采坑。有一块建造故宫时丢弃的石碑上刻有“永乐十八年”（1420年）为证，字迹左侧为三大殿样式。

现在故宫保和殿北面丹壁下方铺设了最大的一块石雕，长度16.57米，宽3.07米，厚1.70米，重达200多吨，也是取自大石窝村的这个采坑。

大石窝大理岩的开采由来已久。1500年前的郦道元《水经注》记载：“圣水又东径玉石山，谓之玉石口，山多珉玉、燕石，故以玉石名之”，文中的“圣水”指大石河，“玉石山”指大石窝。1400年前云居寺开始刊刻石经，留下了延续千年雕刻的石经巨著。600年前建造故宫，青石、砖渣、艾叶青和青白大理岩建造台基，白石和汉白玉大理岩建造石栏杆，精美的石料把故宫妆点得雕栏玉砌、云龙御路，不能不说与房山大石窝的渊源深远啊！

野簿左下为竖写“永乐十八年十二月廿三日”字迹

保和殿北面丹壁的大石雕

改编李煜的一首词来说明故宫与房山大石窝的渊源：“春花秋月何时了？往事知多少。房山早年刻石经，全部藏在白带山洞中。雕栏玉砌故宫在，只是风化点。问君能否知石头？就到大石窝中找缘由。”

故宫展出与敦煌齐名的云居寺石经

2019年9月9日，“石经长城”原石首次走出云居寺，亮相故宫。展室位于太和殿广场东南太和门东侧的崇楼，整体模拟了石经山最早的第5洞窟——雷音洞，展柜中摆放了石经原石，实现了故宫与石经两大中华文明的交融，同时也体现了贡献这两大文明石料产地房山大石窝的重要性，三位一体的空间诉说着故宫紫禁城往日时间里的辉煌。

季羡林（一排左5）领衔房山石经研究会

大唐三藏法师玄奘奉诏译

董其昌的题字“宝藏”结束了刻经

长城是中华民族贡献给世界的伟大工程。除了万里长城，北京还有一座石经长城，就在房山云居寺，藏有石经14278块。1992年9月21日北京大学季羡林教授在云居寺说：“云居寺是北京的敦煌，这句话只成立一半，敦煌也可以是甘肃的云居寺，云居寺的地位无与伦比”。

云居寺刻经较早使用的石料大部分来自大石窝南面下营村的砖渣大理岩。这个村原名铁匠营，是当年专门生产开石雕刻所用铁锤、铁钎和铁錾等工具的地方，因位于大石窝村北丘陵下，俗称“下营”。

云居寺石经最早雕刻于隋代大业年间，由静婉法师开创，其后一千多年没有间断，第一个高峰期集中在盛唐。《西游记》中唐僧取经的故事尽人皆知，玄奘法师取的经文是梵文写的贝叶经，也就是写在树叶上的佛经，不能长久保留，经过九九八十一难取回的佛经决不能损失，这件事惊动了开元盛世的唐明皇，下令把包括玄奘翻译佛经在内的所有佛经刻在石板上，由御妹金仙公主亲自主持，这个具有皇家工程的事件有石经山顶的金仙公主塔为证，其意义超越了敦煌。

后来，金兀术攻陷辽南京（当时的北京）陪都后开始建都，这就是北京800多年建都史的源头——金中都。那么大量的雕栏玉砌石料到哪里去找呢？有云居寺刻经的传承，便顺藤摸瓜，在房山大石窝找到了大理岩的石料坑。信奉佛教的金代皇帝继续支持刻经，石经文化又迎来了高峰，甚至把金陵也建在了云居寺东北面的大房山下，所以古代的房山八景中出现了“大房耸翠”和“金陵佳致”两大景观。

历时千年的石经文化历经隋唐和辽金两个高峰期。石经山保留了隋唐的石经，云居寺地宫保留了辽金的石经。唐僧玄奘翻译的佛经有刻经石板第3行经题“大唐三藏法师玄奘奉诏译”为证。最长的石经为唐僧玄奘翻译600卷的《大般若经》，从开元盛世开始，一直刻到辽代重熙十年，共刻1512块石条，贡献最大的是幽州节度使刘济，以《涿鹿山石经堂记》碑为证，2013年在房山世界地质公园博物馆东南1千米的地方发现了刘济大墓。明代末期书法家董其昌题刻“宝藏”二字，结束了云居寺长达千年的刻经历史，董其昌曾提倡“读万卷书、行万里路”，指明了中国文人的人生目标。1000多年云居寺刻经没有间断，刻经人矢志不渝、锢藏不止、历代传承的精神值得我们敬仰啊！

盛产大理岩的石门背斜地质构造

15亿年前海洋沉积的地层是水平的，这种水成岩相对于后来1亿年前地下岩浆形成的花岗岩是软的，在地壳运动中产生如同波浪般的褶皱，波谷形状的为向斜，波峰形状的为背斜。房山花岗岩体挤压水平地层向下弯曲形成北岭向斜，石门花岗岩体顶托水平地层向上弯曲形成石门背斜。50-3万年前的古人类生活在北岭向斜南翼的周口店遗址。再向西南为与北岭向斜比邻的石门背斜，北翼的云居寺附近为白带山，4万年前的田园洞人就生活在北翼偏东的洞穴中；背斜南翼的大石窝村西北矿坑（俗称王八坑）产故宫所用的大理岩，磨碑寺和独树村北的蝎子山、大石窝南的下营村产云居寺刻经所用的大理岩。

恐龙时期的燕山运动使得房山岩体挤压雾迷山组白云岩形成的北岭向斜限定了周口店古人类的生活范围，而石门岩体顶托雾迷山组白云岩形成的石门背斜限定了云居寺石经文化的布局，即石门背斜南翼采石刻经、北翼建云居寺。周口店所在的房山岩体和北岭向斜被编入《北京周口店地质及地质教学实习指导书》，而对故宫和云居寺非常重要的石门岩体和石门背斜很少有文章发表，这不能不说是个遗憾。

北岭向斜和石门背斜周边的区域地质1－地层界线；2－平行不整合；3－角度不整合；4－石门岩体影响范围；5－花岗岩体边界；6－石门岩体；7－房山岩体；8－全新统；9－更新统；10－侏罗系；11－石炭系、二叠系、三叠系；12－寒武系、奥陶系；13－下马岭组；14－铁岭组；15－洪水庄组；16－雾迷山组；17－杨庄组；18－高于庄组；19－村镇

我们在1996年《北京地区的石材资源》一文中对石门背斜区域的大理石矿总结，认为大理石矿区位于燕山褶皱带西南一个大型倾状背斜（即石门短轴背斜）的两翼、背斜核部有花岗岩侵入，为接触变质矿床，岩性为白云石大理岩。在2000年主持1∶5万长沟幅（J50E003008）区域地质调查，实测了形成大石窝大理岩的原岩——雾迷山组地层剖面。在2017年承担《房山世界地质公园云居寺石经文化与地质的渊源及关联研究》项目，发现大石窝村西北约1千米的矿坑为建造故宫的石料坑；而分布于磨碑寺和独树村后靠的蝎子山、和大石窝南下营村西的山体为云居寺刻经的石料坑；原岩为雾迷山组一段地层，大理岩品种有叠层石（螺丝转）、砖渣、艾叶青、青白、白石和汉白玉大理岩。

下面从雾迷山组地层、石门岩体、石门背斜方面讨论故宫台基和云居寺经石所用大理岩产地的地质背景。

石门背斜形成演化示意图

形成大理岩的雾迷山组地层15亿年前叠层石生命体的出现是地球发展史上的重大事件，它在形成时向大气释放了大量的氧气，为后来显生宙的生命大爆发奠定了基础。发现这个地层的是3个学生，1931年北京大学学生高振西、熊永先和高平编写实习报告《河北省蓟县东陵及兴隆县一带地质调查报告》，1934年在翁文灏博士的指导下发表论文创名雾迷山组地层。蓟县人指着地层所在的山头说“无名山”，而学生们把当地人的谐音误记成“雾迷山”，岩性为含生物遗迹化石叠层石的硅质条带白云岩。石门背斜位于华北板块中部，属华北地层区，岩石为滨海-浅海相碳酸盐岩；石门岩体向上顶托，造成水平地层向南北两翼掀斜，蓟县系地层（Jx）由老到新依次出露高于庄组（Jxg）、杨庄组（Jxy）和雾迷山组（Jxw）。故宫和云居寺石经所用大理岩取自雾迷山组一段。根据我们的调查，形成大理岩的雾迷山组一段地层的厚度452.23米，从下向上分为3部分，下部为中厚层白云石大理岩，很少有可用的石料；中部岩石的大理岩化明显，为浅色调的硅质条带白云石大理岩，产出的白石和汉白玉用于故宫的石栏杆，白石用于云居寺的刻经石料；上部岩石大理岩化较弱，为深色调青、青白的纹层状白云石大理岩、藻团白云石大理岩、叠层石白云石大理岩互层，岩石中的叠层石遗迹化石个体较小，局部地段有叠层石礁，保留了15亿年前的生命遗迹特征，用于故宫的台基和云居寺石经的雕刻。

将雾迷山组地层烘烤成大理岩的石门岩体我们在主持1∶5万长沟幅区域地质调查时，对出露面积仅0.50平方千米的石门岩体及其的影响范围进行了调查，首次测出岩体的钾氩法年龄为距今(114.98±1.87)百万年，相当于恐龙时期的白垩纪。石门岩体位于石门背斜的核部，向上顶托依次侵入蓟县系高于庄组、杨庄组和雾迷山组碳酸盐岩地层中。对岩体的岩矿鉴定：呈黄色，石英：它形粒状，粒径0.20～2.00毫米，含量30%；钠长石：半自形粒状，粒径1.50～3.00毫米，含量30%；正长石：半自形粒状，粒径0.20～2.00毫米，含量30%；黑云母：片状，粒径0.20～2.00毫米，含量10%。副矿物有磷灰石、磁铁矿等。定名：中细粒黑云母花岗岩。

叠层石（螺丝转）大理岩由于含有叠层石遗迹化石的大理岩沿着层理面剖光后，呈现同心环状，因此命名螺丝转大理岩。岩矿鉴定：白云石：它形粒状变晶，晶体粒度0.05～0.30毫米，含量98%。白云母：片状，0.15～0.80毫米，含量2%。定名：含白云母细粒白云石大理岩。化学成分：CaO35.04%；MgO22.04%。

砖渣大理岩产自下营村西的山体，为最早雕刻石经山第5洞窟雷音洞北墙经石的纹层状大理岩。岩矿鉴定：白云石，它形粒状变晶，晶体粒度0.05～0.15毫米，含量99%。碳质条痕：不透明，粒度0.01毫米，呈条痕状平行分布于白云石晶粒之间。变余纹层构造。定名：碳质条痕细粒白云石大理岩。化学成分：CaO31.92%；MgO21.77%。

艾叶青大理岩岩石在青色的基础上，有许多艾叶形状的白色穿插其中；单层厚约4米，表面平整，为故宫三大殿台基、明清皇陵和人民大会堂门前石柱等所使用的石料。岩矿鉴定：白云石，它形粒状变晶，晶体粒度0.10～0.50毫米，含量95～97%；碳质呈微细粒浸染状，不透明，单颗粒约0.01毫米，呈条状分布，含量3～4%；金云母：片状，褐色，0.10～0.30毫米，绿泥石化含量约1%。与碳质颗粒共生的白云石粒度较细，约0.02～0.10毫米，无碳质颗粒部分，白云石晶体粒度较粗，为0.10～0.50毫米，定名：碳质条带细粒白云石大理岩。化学成分：CaO34.27%；MgO21.77%。

汉白玉大理岩石料采坑

青白大理岩呈较均匀的浅灰—灰白—蛋青色，为建造故宫台基和云居寺刻经的石料之一。岩矿鉴定：白云石，它形粒状变晶，晶体粒度0.20～0.40毫米，含量100%，细粒变晶结构，块状构造，定名：细粒白云石大理岩。化学分析：CaO33.30%；MgO21.61%。

白石大理岩呈较均匀的乳白—黄白色，厚约2米，为建造故宫台基和云居寺刻经的石料之一。岩矿鉴定：白云石，它形粒状变晶，晶体粒度0.10～0.30毫米，含量100%。细粒变晶结构，块状构造，定名：细粒白云石大理岩。化学分析：CaO32.00%；MgO21.24%。

汉白玉大理岩产于高庄西的大白玉堂，用于故宫、金水桥、明清皇陵的石栏杆和毛主席纪念堂的雕像。汉白玉大理岩开采历史悠久，品质最优，岩性为白云石大理岩，粒状变晶结构，块状构造。历代开采的汉白玉大理岩为k1、k2矿层，俗称“三尺厚”，其上还有k3、k4、k5、k6、k7矿层，每层厚不足1米，且与其它岩层间隔较大而不易开采；k1矿层长790米，平均厚0.71米，最厚达1.16米；k2矿层长990米，平均厚1.31米，最厚达2.94米。7层矿石储量80万立方米。矿石的物理性能：抗压强度2152千克/平方厘米，抗折强度133千克/平方厘米，比重287，光泽度102，透光性4。矿物成分：白云石97%，石英2%，白云母1%。化学成分：SiO20.79%，AlO30.33%，CaO30.20%，MnO21.89%，Fe2O30.24%，酸不溶物l%。