地理縱橫

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用石頭解讀地球史
發布時間:2020-04-28     作者:   來源:山西地質博物館   分享到:

在山西地質博物館“穿越時空”展廳里,陳列著各種各樣的石頭。有人說看石頭單調無趣,實則不然。如果說人類的歷史是寫在了書籍里,那么地球的歷史則是寫在了石頭里,藏進了厚厚的巖層中。

石頭,學名巖石,按成因分三大類:巖漿巖、沉積巖和變質巖。

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火山彈 來源:山西地質博物館

巖漿巖也叫火成巖。來自地幔和地殼深處熾熱、黏稠的巖漿,沿著地殼的脆弱帶或驚天一沖或慢慢上涌,噴出地表后迅速冷凝形成的巖石叫噴出巖。在地下深處緩慢冷凝結晶形成的巖石叫侵入巖。大同火山群是我國東部第四紀六大著名火山群之一,在山西地質博物館就陳列有來自大同火山群的火山彈、火山熔渣、熔巖流等標本,這些都是典型的噴出巖。另外,具有流動構造的流紋巖、具有杏仁構造的安山巖、具有氣孔構造或柱狀節理的玄武巖,都是常見的噴出巖。我們日常生活中經常聽到、見到的花崗巖則是屬于巖漿巖中的另一大類—侵入巖。侵入巖是巖漿在地下深處冷凝形成的,其中的礦物成分往往有充足的時間和空間慢慢結晶,因此在侵入巖中我們會看到或大或小、形態規整、顏色各異的漂亮晶體顆粒。常用來當作名貴石材的輝綠巖、結晶好者能制作寶石的橄欖巖、鉆石成礦母巖——金伯利巖都是侵入巖。

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沉積巖 來源:山西地質博物館

沉積巖的形成則是另外一番景象。經過日曬風吹、流水沖刷、冷熱交替等復雜的物理及化學作用,地球早先形成的各種巖石會風化破裂成大大小小的碎塊,甚至非常細小的顆粒,風力、水力以及冰川的活動會將這些風化物帶向遠方并在水底或其他低洼的地方沉積下來,隨后又是一系列的壓實作用和膠結作用,沉積巖終于形成了。沉積巖具有明顯的層理構造,像極了層層書頁訂成的厚厚的書。這些層理反映了沉積物的物質成分差異和一定的沉積間歇,沉積地層則記錄了地球歷史時期所經歷的氣候、環境等豐富的地質信息,所以把沉積巖比做地球的史書一點也不過分。另外,各種動、植物化石也都保存在沉積巖中,就像精美的插圖一樣,使得這本地球歷史巨著更加易讀、更加豐富多彩。沉積巖種類很多,其中最常見的是礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石灰巖等。這些巖石標本在山西地質博物館都有展出。

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變質巖 來源:山西地質博物館

顧名思義,變質巖是由早已形成的巖石變質而來的。由于強烈的地質構造運動或者巖漿作用,原來的巖石所處的地質環境和物理化學條件發生了很大的變化,它的成分、結構和構造也隨之發生改變,但還基本保持了原來的固體形態,這樣形成的巖石就是變質巖。組成地殼最古老的巖石,經過了幾十億年漫長的歲月,一般很難逃脫變質的命運,通過對它們的研究可以了解地球早期的演變史,也對尋找變質礦產有重要意義。比如,山西地質博物館展廳中陳列著來自五臺山區的一系列變質巖標本,它就反映了25億年前原先處于大洋底部的山西五臺地區,在構造運動推動下被再次埋入地表之下這一過程。隨著溫度升高和壓力增大,巖石發生了不同程度的變質,形成不同類型的變質巖,它們的變質程度由低到高依次有板巖、千枚巖、片巖、變粒巖、片麻巖等。后來這個地區因為地殼運動再次隆起成山,這些巖石便露出地表重新展現在我們眼前。

此外,在山西地質博物館“穿越時空”展廳中,還陳列著山西最早的紅色石英巖、石鹽假晶以及疊層石等標本,它們分別記錄了約23億年前地球大氣圈含氧量的增加、水圈含鹽度的增加和生物圈出現了繁盛的藻類植物的變化。

可以說,巖石是地質歷史的經歷者、記錄者,看似普通的石頭并不普通,用石頭真的能解讀地球史。

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