徐霞客的科学考察并非只有石灰岩地貌一项，而是多角度地探索各类自然奥秘。在我国许多地区，尤其长江以南地区存有丰富的砂岩峰林地貌（丹霞地形），这种地貌是由**于地表的厚层砂岩地层经重力崩裂、风化、流水切割等作用而形成的。徐霞客经考察后认为砂岩岩石具有如下的特点，一是有层理，即“石脉”；二是质地较粗，可以分辨出颗粒状结构，有的含有卵石（指砾岩）；三是颜色或赭或黑或赭黑相杂，其中以赭红色最为普遍。徐霞客对砂岩岩石这些特点的概括，也是符合科学实际的。
砂岩地貌形态有方山群、峰林、槽形谷、岩洞、残丘、崖壁等。这些形态的砂岩地貌，在《徐霞客游记》中都有描述。如他描述鼓子岩“高亘亦如城，岩下深坳，一带如廊”（属方山类）[73]；武夷山石峰“岩壁峭立”（属崖壁类）[74]、“危崖千仞，上突下嵌”（属崖壁类中的额状崖）[75]；广西白石山会仙岩“其峡两峰中剖……相距不及丈，而悬亘千余尺，俱不即不离，若引绳墨而裁削之者，即俗所夸为‘一线天’”[76]，“一线天”式的崖壁在砂岩地貌中较为常见。此外，徐霞客描述江西弋阳叠龟峰西南的槽形谷：“其处三面环崖，回亘白天，而北与龟、剑二峰为对”[77]；江西贵溪一带的岩洞：“皆上穹下逊，裂成平窍，可庐而息。”[78]砂岩岩洞一般深体不深，结构简单，虽然有些岩洞成群排列，或平行数洞，或上下层叠，如同蜂房一般，但不像石灰岩溶洞洞内多有复杂的曲室旁窦及形象纷繁的钟乳。这点，从徐霞客的描述中亦可看出，如他述及广西白石山会仙崖岩洞“上下开窟，而内渐凑合，旁无氤氲之窍，上无滴沥之乳”[79]；江西香炉峰之西的拳岩“石粗窍直，无宛转玲珑之致”[80]；广西都峤山一带的岩洞“一岩甫断，复开一岩，层穴之巅，复环层穴，外有多门，中无旁窦”[81]。砂岩地形发育到老龄阶段，则为残丘面貌，徐霞客亦多次描述过这种地形，如他指出江西上饶至贵溪之间的残丘“俱如覆釜伏牛，或断或续，不特形绝崆峒，并无波皱纹，至纤土寸茎，亦不能受”[82]，当地人称此类残丘石块为“牛牯石”。对砂岩地貌的研究，《徐霞客游记》可谓是历史上的第一部典籍。
《徐霞客游记》的地理考察成果特别丰富，除前文所述外，还有对流速之差极大的闽北建溪和闽南宁洋溪（即九龙江）的考察。他发现了宁洋溪之所以“悬溜迅急，十倍建溪”[83]是因为宁洋溪流程才300余里，建溪流程长达800余里，而两者的上游高度却相等，所以“程愈迫，则流愈急”[84]，从而得出流程短且河床比降大其流必速的结论。他对云南腾冲等地地热现象也进行了分析，认为这是由于“有炉橐鼓风扇焰于地下”[85]，即有某种致热物质在地下发挥作用。徐霞客还对于云南打鹰山火山喷发尽毁山上大竹巨木、填龙潭成陆及喷口附近多浮岩堆积的状况，作了记载：“山顶之石，色赭赤而质轻浮，状如蜂房，为浮沫结成者，虽大至合抱，而两指可携，然其质仍坚，真劫灰之余也。”[86]他对于山区植物生长与地理高度、温度、风速等关系，也有深刻认识，如言浙江天台山绝顶“荒草靡靡，山高风冽”，而“岭角山花盛开”[87]；云南棋盘山“顶间无高松巨木，即丛草亦不甚深茂，盖高寒之故也”[88]；黄山天都峰峰顶“其松犹有曲挺纵横者，柏虽大干如臂，无不平贴石山如苔藓然。山高风巨，雾气来去无定”[89]等。此外，书中对河曲发育的规律，河岸峭壁如岬角形成的机制（“水啮”），动植物分布与环境，地理纬度和高度对温度变化的影响，三分石为潇水、岿水、沲水三条水系的分水岭、一些水道的源流、去向等，都有独特的、前人所不及的发现。
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