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岩石漆与风棱石(西北荒漠地学科普图片集之一) 精选

已有 10202 次阅读 2012-12-22 23:38 |个人分类:地学探讨|系统分类:图片百科| 科普, 荒漠, 风棱石, 岩石漆, 沙漠漆

岩石漆长年累月的喷漆涂抹

风棱石经久不衰的飞沙打磨

         今年五月在克拉玛依西部丘陵山区野外考察,天天看见沙漠漆与风棱石,因而拍摄了不少照片。然而,大众对这两种现象还不够清楚,甚至还有错误认识。因此,特借助于科学网做一次地学科普解说,有不当之处欢迎同仁们指正,更欢迎各界人士深入探讨。

 

风棱石ventifact )是指任何被风携砂磨蚀或磨砂而磨损、切削或抛光的具有多面体的石头或砾石(Press and Siever, 2001)。

        狭义的风棱石是指具有几个扁平面相交而形成棱角的小石块,一般位于荒漠区的砾漠中,典型的风棱石就是三棱石,至少两个面受到风的磨蚀,而最大扁平面朝下,直径从几厘米到十几厘米不等。

        广义的风棱石可指受到风沙磨蚀的更大的岩块,因风蚀而形成各种奇特的形态。

        经典的教材中曾经描述典型的风棱石是受多个风向磨砂而打磨出风棱石的表面,也有的说风棱石偶然经历特大的风而翻身,从而形成新的磨蚀面。其实没那么复杂,荒漠区地表岩石经历物理风化而破碎,形成棱角状的砾石,在砾漠上以最大扁平面朝下才能稳妥地卧在地上而不被风吹走,其他的面朝上任由风吹雨打,也便成了绝大多数风棱石的宿命。

        风棱石必须由风蚀而成,其他成因的怪石不能称作风棱石。

岩石漆rock varnish)是指岩石表面沉淀的由极细粘土颗粒、MnFe的氧化物与氢氧化物以及多种微量元素组成的黄褐色至黑色的极薄涂层。过去曾经认为仅在沙漠中的砾石和基岩表面以及浅层裂隙中分布,因此称作沙漠漆desert varnish),后来发现沙漠区之外也存在,因此改称岩石漆。

        岩石漆的成因一直是地学界探讨的问题之一,上世纪七十年代以前,国际上流行的说法是:沙漠漆是在干旱环境下偶尔的降水或日夜温差造成的露珠从岩石表面之下“淋滤”出部分铁和锰离子,然后在岩石表面干燥沉淀而成。后来发现从岩石内部“淋滤”与岩石表面涂漆相互矛盾,这个假说逐渐被抛弃。随着超薄薄片的磨制,岩石漆的真面目被揭开:岩石漆总厚度一般几十至几百微米(μm),而其中深浅相间的单个纹层更薄,以纳米(nm)计:黑色层含有更多的氧化锰,而浅色层则含有更多的粘土(浅黄色)或氧化铁(褐黄色),其他微量元素在不同的纹层中含量也呈有规律的变化。

    最新的研究认为:大气中的尘埃(粘土颗粒)携带着锰和铁的氧化物以及多种微量元素,当尘埃在空中被雨滴或雾滴包围后其所携带的这些元素就被水淋滤到水滴中,遇到岩石就在其表面沉积(有人认为有细菌参与)。其中:相对潮湿的环境有利于黑色的氧化锰层沉积,而相对干旱的气候则主要沉积浅色的粘土或氧化铁层。随着气候呈周期性变化,这种深浅相间的显微纹理就在岩石表面逐渐积累、加厚,年代越久岩石漆就越厚。因此,岩石漆为研究过去气候变化的历史提供了重要的记录。从上个世纪八十年代开始(国内从九十年代开始),地学界用岩石漆显微纹层研究更新世晚期以来的古气候,获得许多重要的成果。随着研究的深入,岩石漆的成因将会更加清晰。

        岩石漆形成过程非常缓慢,几千年前古人类留下的岩画很多就是在岩石漆上刻划的,至今被划掉漆的表面看上去颜色仍很浅,这便是证据。

        需要指出的是:中国奇石界宣称的所谓“沙漠漆”和“风棱石”名词使用混乱,并非科学意义上的风棱石和沙漠漆,需要进行科普学习与扫盲。

        大自然对荒漠地表岩石的涂漆与磨砂是完全对立的两个作用,但却是一对形影不离的孪生兄弟:没有涂漆的风棱石十分罕见,没有磨砂的岩石漆暗淡无光。岩石漆的涂抹过程既受到磨砂作用的破坏而时常中断,又因磨砂作用而更加光滑;而风棱石表面的磨砂作用既因岩石漆的涂抹而被覆盖,又因这种涂抹而披上锃亮的金属外衣。大自然就如同痴迷玩耍的幼童,在这广袤无垠的大漠之上不停地做着两种游戏---磨光了再涂抹,涂抹后再磨光,循环往复,永不停息

        千万次的刮削与涂抹,上万年的粉刷与打磨---终于雕琢出形态各异的风棱石:泛着耀眼的褐黑色光芒,吸引着各色人物的眼球

        旅行家因她而忘却了饥渴,收藏家因她而花费了金钱;鉴赏家因她而消磨了时光,艺术家因她而激发了灵感,索宝者甚至为她而丢失了生命

        而地质学家却与众不同:观察她的颜色与光泽,欣赏她的精致与粗犷;探索她的内心世界,倾听她的岁月沧桑;留下她的倩影后,将她的秘密写成文字公布于世,让远离荒漠的芸芸众生也有机会分享她的美丽与苍凉。

        谨以此文祝各位:圣诞与新年快乐!

                                                吕洪波    

                                                                                        2012.12.22    于黄岛



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