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知石-地质旅行-—岩石里的年轮

 你我入画 2018-03-24

前传:金陵小沙漠的时空穿越


我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的,在我们看到的最远的物体的情况下,光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时,我们是在看它的过去。


——霍金《时间简史》


小沙漠中的岩壁上,出现了一副彩色壁画,它的形成过程让我好奇。前一日龙潭镇附近的地质旅行,我们在泥盆纪的砂岩中,找到了这样一种图案,像植物化石,却和植物没有半点关系,要知道,泥盆纪的植物,还是非常简单的,没有这样的结构。其实,这是一种叫做模树石的矿石,岩层中,总是存在各种各样的裂缝,溶解了矿物的水会会进入这些裂缝,干燥后,水里的矿物质会沉淀下来,条件合适的时候,会在裂缝的表面形成这样的树枝状图案。



小沙漠中的图案,呈现出强烈的对称性,必然和裂缝中的矿物有着密切的关联,这些图案,似乎是从裂缝中,逐层生长出来的。和模树石不一样,这种图案不只是表面一层,它是立体的,我们可能需要把它想象成一个洋葱,剥开一层,又有一层。岩壁上的图案,只是“洋葱”切开的样子。

但现在还是没有真正解决问题,这个环到底是怎样形成的呢?记得每次带小朋友去捡雨花石,我们会告诉新手记住两个特征:玻璃光泽,平行条纹。很快大家就会找到玛瑙了。小沙漠里的图案,会不会和玛瑙有关系呢,他们都有着近乎平行的环状条纹,这也许能够帮助我们破解。

玛瑙的条纹很多时候是这样的,刚开始是透明的部分,然后是较细的白色条纹,紧接着又是透明部分,然后再出现一条白色细条纹。而且越往外,条纹的间距越小。

玛瑙的形成,首先需要一个空腔,含有大量水分子的二氧化硅胶体填充之后,会逐渐脱水干燥形成透明的玛瑙,如果胶体中含有铁离子等元素,它们的沉淀会在某个位置相对聚集,当聚集达到临界点时,饱和析出,形成深色条带。然后继续脱水沉淀,形成玛瑙,铁离子同时再次开始聚集,饱和后再次沉淀形成条带,物质消耗完毕,再继续扩散,重复这个过程。

想起小时候看外婆喂猪,她提着一大桶猪食,走到第一个食槽,舀出几勺,休息一下,接着走到第二个食槽,再舀出几勺,直到把猪食喂完为止。她舀出的猪食,就是图中的深色条纹。 

 

德国的化学家李泽冈(RaphaelEduard Liesegang)最早发现了这种矿物岩石中的条带,用来解释一连串同心排列的不规则环,这种环也被命名为李泽冈环(Liesegang ring)

小沙漠中的神秘条纹,也许和玛瑙条纹的形成类似,砂岩在形成中,或许保存了一些不规则分布的黄铁矿,也可能在形成后,由于构造形成的裂隙中,填充了铁矿,这些铁矿,逐渐溶解在地下水中,并开始往外围扩散,每扩散到一定程度,水中的铁离子越来越饱和,于是开始沉淀,形成红色的条纹,然后再持续之前的过程,砂岩酥松的孔隙,为水的流动提供了管道。这个过程,可能是砂岩形成过程中就开始了,也可能是几千万年后的风化过程中发生的。

在很多的岩石中,特别是砂岩中,常出现这种李泽冈环纹,这和砂岩的形成特点有官,砂岩大多形成与河流,特别是河口附近,大量的泥沙经过长途的搬运和筛选,变得细腻而均匀,得以形成厚层、空隙多,且质地均匀的岩石,不同类型的矿物质,在砂岩空隙中,得以均匀扩散,并有规律地沉积,形成颜色丰富、形态多样的图案,因此具有较高的观赏价值,受到大家的钟爱。

内蒙古产的一种叫做“六环石”的观赏石,就是这样形成的,如果我们想要找这样的石头,可以把目光聚焦在砂岩分布区,在华东一带,泥盆纪和侏罗纪这两个时代,有较多的砂岩分布。小沙漠中的砂岩,就是形成于侏罗纪的,机缘巧合的探寻,让我们和这远古的年轮得以相遇。



神秘的岩石年轮已经破解,接下来又会在小沙漠发现什么呢?我们下期继续。

续:小沙漠的石英筛选机


@化石猫

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