圖一、天臺山天然石梁橋
中國橋梁專家茅以升主編的《中國古橋技術(shù)史》一書，將天臺山石梁橋的兩幅照片放在第一頁，稱“早在遠古時代，自然界便有不少天生的橋梁形式，如浙江天臺山石梁，跨長六米，梁厚約三米，橫跨飛瀑之上，梁上可通行人，是天臺山風(fēng)景之一”。原中國科學(xué)院院長盧嘉錫總編的《中國科學(xué)技術(shù)史》中的《橋梁卷》，由原武漢長江大橋總工、鐵道部大橋局總工、中國橋梁專家唐寰澄先生編寫，書中稱“水成巖天生橋最著名乃浙江天臺山石梁”橋。“天臺山石橋介于梁拱之間，可稱為石梁，因是一根天生的彎梁，亦可稱為石拱，也祘是一跨拱矢極薄的扁拱”。人類從自然界天生的橋梁中得到啟發(fā)，在與自然環(huán)境博斗的生存過程中，不斷仿效自然，創(chuàng)造了各種形式的橋梁，以解決過水過河問題。天臺山石梁橋是典型的簡支形彎梁，是橋梁的原始形式，是人類建筑橋梁的啟發(fā)和依據(jù)。
一、石梁飛瀑景觀
明徐霞客《游天臺山日記》中有：“余從梁上行，下瞰深潭，毛骨懼悚。”清詩人袁枚游石瀑布景觀時，對石梁橋的寫實是“知是天臺古石橋，一龍獨跨山之岙。高聳脊背橫伸腰，其下嵌空走怒濤。”金溪與大興坑溪，在石梁上游20多米處匯合，三折三瀑后穿梁而出，從40來米高的峭壁上直搗惠澤潭，色如白練，勢如傾洪，聲如振雷，水霧濛濛，這就是石梁飛瀑。奇的是瀑布從一天然石梁下突飛而出，山洪暴發(fā)，瀑布越梁飛射，如天河倒傾。對此，隋朝劉斌有：“石梁高鳥路，瀑水近天河。”唐趙湘有“白石峰猶在，橫橋一徑微。”宋陳知柔有“巨石橫空豈偶然，萬雷奔壑有飛泉。”明釋云水有“舉目未觀方廣寺，脫鞋先過石梁橋。”“慚愧此生難再倒，臨行又過兩三遭”。宋書畫家米芾在石梁西端下面巖壁上的石刻是“第一奇觀”。清康有為在梁側(cè)有“石梁飛瀑”。當(dāng)代著名學(xué)者朱暢中教授稱石梁瀑布為“天下第一。”
觀賞過天臺山石梁瀑布的人，皆驚嘆是鬼斧神工所為，“未經(jīng)禹鑿心，不失龍門意。”天生橋之成因，康有為認為此系長期風(fēng)化所致。橋梁專家唐寰澄也以水成巖石天生橋論之。細觀石梁和周圍地形地貌，結(jié)合天臺山大地的形成，天臺山石梁橋系天然生成，絕非鬼斧神工或人力所為，實是巖漿巖侵入花崗巖山體在地質(zhì)構(gòu)造運動作用下形成的層和縫，經(jīng)物理風(fēng)化和水流沖蝕、結(jié)冰凍融的共同作用下，所形成的天下第一奇觀。
二、水下升起的天臺山
地球在自轉(zhuǎn)，地殼上的板塊在漂移、碰撞和對接，太平洋板塊在擠抬亞州板塊。約在1.4億年的白堊紀前，揚子板塊與華北地塊因漂移而對接，從而形成了中華大地。又因太平洋板塊與亞洲板塊的漂移擠壓，大地在上升，天臺山也在上升，盆地中的巖石逐漸浮出水面，又在物理風(fēng)化作用下慢慢塌落，一面升高，一面又塌落，侵入性的花崗巖才緩慢露出。天臺山有多處傳說中的古地名叫“吊船巖”，天臺地圖上標明的最高一處吊船巖，海拔標高617米。在天臺紫凝山上有一海拔標高400米處的山坡上，有一長約200多米，厚10余米，寬50余米的大片泥結(jié)砂卵石堆積層(見圖二、三)，
二、紫凝山海拔四百米高處的泥結(jié)砂卵石堆積層
圖三、堆積層局部
位于紫寧公路12K+500前后的上下方，公路從中穿過。紫寧煤礦也挖出過魚的化石。泥結(jié)砂卵石層，在遠古時代應(yīng)是天臺盆地中的一條古溪流河道，煤礦中的魚化石，說明在遠古時代這一地方仍在水中。街頭后岸村前鐵甲龍山上的眾多洞穴，系水浪沖蝕崩塌而形成。赤城山山體也系水浪拍擊塌落而成。這些痕跡均說明了天臺山大地是從水底升起來的。
三、裂縫與層面巧妙相交
由于地殼板塊的漂移、對撞、擠抬，緩慢積聚的內(nèi)部應(yīng)力通過斷裂釋放出來。天臺盆地是浙東中生代強烈地質(zhì)運動形成的眾多斷陷盆地中較大的一個，斷裂縱橫交叉。石梁飛瀑位于慈圣東西向斷裂帶上(見圖四)，
從圖中的石梁瀑布處可見到多條斷裂在此相交。巧的是，有一條斷裂位于石梁下游梁面邊上，是一橫斷溪流的垂直斷裂，斷裂分隔著兩個不一樣的花崗巖體。下游的節(jié)理極為發(fā)育，巖體破碎。而梁上游的巖體節(jié)理較少，整體性較好，但近斷裂處巖體仍較破碎，包裹著整體性好的石梁。正因為有這橫斷溪流的垂直斷裂，才有石梁下高40多米的懸崖峭壁。
現(xiàn)石梁瀑布所在的山體為花崗巖，系侵入的巖漿堆積形成的，由于分次堆積形成了層，才有層面。這一層面是新舊兩次巖漿滲出的交接結(jié)合面，結(jié)合面處巖體夾著雜質(zhì)，整體性差，強度低，形成兩強層中夾著薄薄的弱層。這一弱層是以后水流可較易沖擊突破的層面，這一層面就在石梁的梁底處。
這一垂直斷裂和水平層面巧妙相交(見圖五)，是石梁瀑布形成的天然基因。
四、石梁瀑布的形成
遠古時代天臺山隨著地殼上升而上升，石梁瀑布處的山體也上升。石梁山體剛浮出水面時，水浪沖擊和溪水沖蝕同時起作用。浮出水面后，雨水形成的溪流和物理風(fēng)化同時起作用，應(yīng)該說石梁瀑布的形成，有以下四大過程；
(一)石梁巖體在水面下
石梁巖體在水面下時，梁上及后面山體先經(jīng)水浪沖擊，一部份表層碎巖先被水浪帶走。后被雨水形成的溪流沖蝕，留下大的碎巖被沖至斷裂帶下的水中，露出整體性較好的花崗巖山體，并逐漸形成梁后溪流上的多級小瀑布。由于巖質(zhì)并非絕對均質(zhì)，大興坑溪和金溪雙澗匯流后逐漸形成了梁后面鍋底狀巖盆水潭，再沖蝕梁上之巖體。
(二)石梁巖體剛出水面
地殼升高，石梁巖體浮出水面前后，先是梁后山體經(jīng)水浪拍擊，后是雨水形成的溪流沖蝕，包裹石梁的上面、后面、前面的三面部份破碎巖體被沖至斷裂帶下的水中，也使梁下游的惠澤潭逐漸形成。
(三)石梁巖體浮出水面后
隨著地殼的不斷升高，石梁處的大巖體升上水面后，在石梁下游斷裂帶處形成普通低落差瀑布。梁后經(jīng)鍋底狀巖潭的溪水不斷沖擊梁內(nèi)、梁上、梁外有裂隙的巖體，梁后面也形成小水潭。水流的動能是F=MV
2，M流量越大，溪床縱坡越大，流速V就更大，水流的動能也更大，對有裂隙的巖石沖擊力更強大。同時梁體下有裂隙巖體的縫隙中不斷滲漏水，在冬季結(jié)冰膨脹，造成凍融，使有裂隙巖體破碎松動，不斷被水流沖走。梁后小水潭不斷加深加大，梁前惠澤潭在普通形式瀑布的沖擊下，也在不斷加深加大。梁體下面有裂隙巖體受到水流的兩面夾擊，巖體厚度在不斷減薄。
(四)石梁瀑布的形成
隨著時間的推移，年復(fù)一年，水流、凍融不斷重復(fù)作用。梁后鍋底狀巖潭也在加深加大，水流以更大的拋物線狀飛射而出，更加大了沖擊能量 ，梁下飛瀑的形成速度在加快，梁下有裂隙巖體越來越薄。水滴石穿，終于有一天，水流在梁體下有裂隙巖體中沖擊出一個洞來。此時孔洞中有水流出，梁上仍有水流瀑布，孔洞仍在不斷擴大，直到孔洞大小能容忍平常水流的渲泄，水開始改在梁下流，石梁瀑布景觀初始形成。在水流沖擊和物理風(fēng)化的不斷重復(fù)作用下，孔洞在加大，梁體在減少，惠澤潭在加深。特大洪水時，瀑布在梁上飛掛而出。終于形成了我們現(xiàn)在所看到的石梁飛瀑景觀。
若僅有垂直斷裂，就只有普通瀑布的存在，而無天然石梁橋。有了梁底的水平層節(jié)理，在水力長期沖蝕和物理風(fēng)化作用下，才有天然石梁橋。若無地質(zhì)斷裂和水平節(jié)理層面的巧妙相交，就無石梁瀑布景觀。
水小時水從梁下流，水大時水從梁上飛過。天然石梁仍不斷受水流沖擊和結(jié)冰凍融的侵蝕，梁體仍在不斷變化，各個歷史時期梁體形狀都不會一樣，梁體的斷面積隨著時間的推移在不斷減少。
