张家界何以如此独特？以至于人们几乎很少可以找到与它进行对比的自然地质景观。
从地质学上看，可与张家界砂岩峰林进行比较的地貌区域在全世界仅约有四处，它们是马达加斯加贝玛拉哈钦吉严格自然保护区，马来西亚沙捞月古纳的穆鲁国家公园，菲律宾巴拉望岛普村寨萨暗河国家公园和巴布亚新几内亚凯靖德山。
大面积的石英砂岩峰林在地球上就已十分罕见，像张家界这样拥有高度、密度，且保留有完整形成模式的景观，是绝无仅有的。地质公园内拔地而起的峰柱达3000多座，高几十米至400米，其中高度超过200米的就有1000多座。全球同样地质环境中的四处景区，其石英砂岩峰林的高度和密度都远远不及张家界。张家界砂岩峰林地貌是世界上独有的，它相对高差大，高径地大，柱体密度大，拥有软硬相间的夹层，柱体造型奇特，仅此一项，就可以完胜其他同类型景观。
它们也没有拥有像张家界如此丰富的地质景观类型。张家界完整地保留着独特的且目前保存完整的峰林形成标准模式，即平台、方山、峰墙、峰林、峰丛、残林形成系统地貌景观。这就是说，在张家界，你可以看到石英砂岩峰林的完整形成过程，欣赏到不同地质历史阶段的美。对于地质研究者而言，张家界就是一部教科书式的存在。即使与不同类型的地貌做景观比较，张家界的景观也具有极大的优势，作为迥异于喀斯特地貌、雅丹地貌、丹霞地貌、河谷地貌的一种地貌，其分布的密集度、造型的奇异度、各种地貌形态组合的有序度、岩石植被、气象因素的色彩鲜明对比度、峡谷与溪流组合的和谐度、地形高低错落相配及各种象形山岩石景观引人入胜的联想度，都达到了地质景观的最高审美境界。
地理上的张家界，属中国西南地区云贵高原东北部与湘西北中低山区的过渡地带。得益于张家界历史时期地理位置的偏远，这里至今仍保持着几乎未被扰动过的自然生态环境系统。这个二三级阶梯之间的高山区，一直就是人迹罕至的边缘地带。这里植被茂盛，珍稀动植物种类繁多，张家界地貌自形成以来，几乎没有受到破坏和改变，保持了“几乎原始的亚热带风景、生态环境、生物环境及其生态系统”（联合国教科文组织评语）。也就是说，当我们谈论张家界时，不仅仅是在谈论一种单纯的地质景观。它是地质与自然景观完美结合的一个优秀范例。
就张家界景区而言，它一地独占两种地貌：喀斯特岩溶地貌和石英砂岩峰林地貌。天门山与武陵源就是其中最典型的代表。这两种地貌，都发育成了极为壮美的景观，这在全世界的旅游区里，同样是独一无二的存在。
发现和认知张家界是一个极为漫长的过程。历史上那些见过这仙幻景观的人，往往没有能力把它传播开来。直到上世纪的70年代末，国画大师吴冠中为张家界壮丽的地质地貌景观所震撼，并极力向海内外推广。张家界瞬间成为中国景观中最耀眼的那颗明星。发现张家界的早期，它曾经被误认为是丹霞地貌。直到研究逐步深入，才逐步把它确认为一种独特的地貌。2010年11月，张家界砂岩地貌国际学术研讨会暨中国地质学会旅游地学与地质公园研究分会第25届年会在张家界举行。在这次会议上，将张家界特征鲜明、规模巨大的独特砂岩地貌类型，确定为“张家界地貌”，凡在世界任何国家和地区发现类似张家界石英砂岩峰林的地貌，都可统称“张家界地貌”。自此，“张家界地貌”获得国际学术界认定。
早在1982年，湖南省政府就批准建立了张家界、索溪峪、天子山自然保护区。作为中国第一批国家地质公园、中国第一批世界自然遗产、中国第一个国家森林公园、中国第一批世界地质公园，张家界的荣耀，无可取代。 撰文/本报记者常立军
天地如何造就了张家界？
造就极致景观，需要天地的共同造化。如同人类制作艺术品，需要有原材料、工具、工艺以及对艺术的高深理解。张家界地貌是自然造就的最极致作品之一。
准备原材料：厚度超过500米的石英砂岩
远古的张家界曾经沧海。这是一个和今天完全不同的地质场景。海平面的高度远超过眼前的山峰，河流在我们今天的天空中奔涌入海。这片海，叫扬子古海。地质学家通过对一系列古鱼类化石开展深入研究，结果证明早在4.38亿年前的志留纪早期，以中国长江流域为主的华南板块曾是一片广阔的海洋，该海域又被进一步分为上、下扬子海，两者通过一狭长的水道相连。
然而，张家界的“沧海”并没有变成“桑田”，它成了今天武陵源区域3000多座壮丽峰柱。
这些壮丽的峰柱主要是由一种叫石英砂岩的成分组成。
石英砂岩是什么？就是我们平时见的砂子吗？没错，石英砂就是石英石颗粒。石英石的成分和我们平时所见的砂子相同，化学成分为二氧化硅（SiO2），这是一种白色或无色透明的硅酸盐矿物。这是一种物理化学特性都很独特的矿物，可广泛应用在玻璃、陶瓷、化工和计算机芯片领域。
但我们平时看到的砂子多是松散的，张家界的石英砂岩峰林却很致密。这是为什么呢？因为砂岩是一种有着明显层理结构的沉积岩，其主要由砂粒与填隙物构成。这些填隙物里包括胶结物（相当于胶水）和碎屑杂基（比沙粒更小的东西）两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结，而杂基成分主要指与砂粒同时沉积的更细的黏土或粉砂质物。
有了它们的黏合，石英砂自然就不会是松散状态了。
石英砂通常是白色或透明无色，但张家界地貌的峰柱却多是褐色或红色，原因在于因为砂岩主要含硅、钙、黏土和氧化铁，所以通常呈淡褐色或红色。不能把石英砂岩等同于石英，它是一种沉积岩，成分也远比石英更复杂。石英砂岩在古代就经常作为建筑材料使用，著名的大同云冈石窟、汉代的高颐阙、常德星德山的星子宫，都是用这种材料砌成。人类和自然，同时选用了这种适合雕砌的材料。
张家界为什么会有这么多的石英砂岩呢？吉首大学土建学院地理系教授何云告诉我们，晚古生代中晚泥盆纪时期，湖南西北地区壳下降，发生大面积海浸，成为一片汪洋。张家界处于“川湘凹陷地带”之深海处。3.8亿年前的武陵源是宽阔缓和的滨海环境，也就是河流入海口的位置。上游大量的岩浆岩风化产生了石英砂，随着河流长途跋涉被带到了这里，形成了单矿砂，再加上武陵源这里的地壳一直在缓慢下沉，最终，这里沉积了超过500米厚度的石英砂岩。
运用超凡的自然力量，抬升大地
仅仅有沉积于海底的石英砂岩是远远不够的。这时，一个重要的机缘出现了，它就是新构造运动。原本沉积在大海里的石英砂岩，因为这个长达260万年的运动，被抬升了起来。
在区域构造体系中，张家界处于新华夏第三隆起带，在漫长的地质历史时期内，经历了武陵——雪峰、印支、燕山、喜山及新构成了本区域的基本构造地貌格架，而喜山及新构造运动是形成张家界奇特的石英砂岩峰林地貌景观的最基本的内在因素。
从新第三纪（中新世开始）以来发生的地壳运动称新构造运动，相应的时代称新构造时期。新构造运动是引起第四纪自然环境变化的另一个要因素，这一内力作用也引起一系列环境效应并影响地壳稳定性。
新生代以来地壳运动十分强烈，水平和垂直运动规模巨大。如新阿尔卑斯运动或喜马拉雅运动，使特提斯海（古地中海）消失，出现地中海及两岸的山系和亚洲南部的喜马拉雅山；环太平洋沿岸岛弧，美洲西部边缘（科迪勒拉-安第斯山脉）都是新生代造山运动的结果。这时期的构造运动不仅改变了海陆轮廓，奠定了现代地貌形态，还影响现代地球上气候带分布。新构造运动对人类的活动有直接影响，人类往往可直接观察得到。新构造运动对现今地貌形成起明显控制作用。青藏高原现今的地貌，也是新构造运动造成的，新构造活动中蕴含了地热、温泉或矿泉、旅游等资源。在沿海地区，强烈的沉积可造成数千米厚的第四系沉积，在高地热的背景下，这些沉积中的有机质会很快转变成烃类而形成具经济价值的油气资源。
我们今天能够看到的地貌，很多都是受到新构造运动的直接影响而形成的。它也是张家界地貌形成中最为关键的一步。
历经300万年的终极雕琢
有了厚度超过500米的石英砂岩沉积作为原材料，又经过了新构造运动的抬升，最后需要完成的就是最为细致的雕琢阶段。这个阶段所运用的工艺手段主要是流水侵蚀，风，以及重力的作用。外力地质活动作用的流水侵蚀和重力崩塌及其生物的生化作用和物理风化作用，则是形成张家界地貌景观必不可少的外部条件。
300万年来，张家界地壳缓慢间歇抬升，在这个时期，自然运用流水、风与重力开始了它的创作。水流是最主要的工具，它沿着裂隙切割岩石。原本完整的石英砂岩被切成一片片的破碎方块。这种切割经历了三个阶段。石英砂岩先是被切成了块头比较大的平台方山，然后再被切成峰墙，最后切到极致状态，便是今天在张家界看到的多达3000多座峰林。
外力塑造张家界石英砂岩的过程，被这里的景观完整记录了下来。这三个阶段的形态，今天在张家界都可以清晰看到。
张家界以极为典型的空间分布系统性，表明了张家界砂岩峰林地貌是地表流水沿产状平缓、厚度巨大的成景石英砂岩中完全内切穿的垂直或近垂直节理侵蚀切割，使岩层逐渐肢解分离，经历了由原始构造面→台地、方山地貌→峰丛、峰林地貌→斜坡残余峰柱林→新剥蚀地貌的动态发展过程。这是一种在特定的地质构造部位、特定的新构造运动和外力作用条件下形成的举世罕见的独特地貌，张家界世界地质公园因此被视为地表过程演化天然实验室。
张家界几乎所有的美景都是在这个时期塑造出来的。在张家界，方山、峰丛、峰墙、峰林、柱峰、石门、深切嶂谷、溪流、自生桥、穿山、一线天等地貌都是这个地质演化过程的杰作。
大自然塑造张家界的另一类作品则是溶洞，这是典型的岩溶洞穴地貌，这里共有大小洞穴几十个，其中以黄龙洞最具代表性。黄龙洞发育在上古生界三叠统石灰岩和白云质石灰岩地层中，由5层上下相互连通的岩溶洞穴组成，总高度160m，总长度30km以上，为全球超级长洞之一。
天门山，用普通材料制造出的“湘西第一神山”
天门山的成名，远比张家界更早。和张家界地貌形成所需的特殊材料不同，构成天门山的主要成分是地球上极为常见的碳酸盐岩。这种岩石被流水侵蚀后形成喀斯特岩溶地貌。喀斯特岩溶地貌在中国南方，尤其是西南区域，属于常见地貌。
天门山是大自然用普通材料完成的杰作。在漫长的地质历史中，它经历海相沉积上升为陆相沉积，形成高山，并经受亿万年风雨剥蚀，尤以三叠纪燕山运动为最甚。白垩纪末，大规模的喜马拉雅山造山运动，使天门山进一步抬升，分别被两条断层峡谷切为孤山，使高山与谷地拉开极大高差，几公里之内高差达1300多米。
除了巨大高差形成的视觉震撼，天门山最具神山气质的当属那个巨大的天门洞。
其天际线之美，堪为山的典型。它以发育较齐全的岩溶地貌区别于武陵源的砂岩峰林景观，是一座四周绝壁的台形孤山。天门山属典型的喀斯特地貌，四面绝壁，雄伟壮丽。属于新华夏系，武陵隆起带，是武陵山脉向东进入洞庭湖平原的余脉。
对于天门山穿洞的形成，地质学家覃功炯是这样解释的：天门山碳酸盐岩层厚且比较纯净，历经溶蚀的时间长，而且这一带年降水量大，平均达1700毫米。天门山上裂隙十分发育，沿这些裂隙发育形成了古老的洞穴系统，之后由于地壳局部抬升，天门山被抬高形成了孤山独立的姿态，其上的洞穴也随之被抬升，在此过程中洞道历经多次崩塌，残余部分越来越少，就形成了穿洞。
其实穿洞在湖南也属于比较常见的地质现象，但绝大多数的穿洞都没有位于海拔如此高耸的位置。天门山的视觉震撼在张家界市区即可感知。站在山下，只见一座造型奇异的大山兀立，1518米的海拔高度如天幕般笼罩在城市上空。山顶下部，巨大的穿洞贯穿山体，云雾从其间奔涌而出。这是武侠玄幻小说里旷世仙山的现实景象。它的美，超乎了人们的日常感知，让想象变成了仙境般的现实。
