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科学与巴山奇石(科学小品)
2400年前,我国战国初期的《山海经》是世界上最早记述矿物岩石的书籍,它记载了多种矿物和岩石,是岩石学的鼻祖。而岩石学成为一门独立的科学起始于十八世纪末。由于地壳中的岩石主要是结晶岩,因此岩石学发展的初期,主要研究的是火成岩,到了十九世纪中叶才开始研究变质岩。二十世纪初,沉积岩的研究才引起人们的注意,可是它的发展却十分迅速,到二十世纪三十年代就已发展成了一门独具风格、内容丰富的学科了。科学进展到现代,奇异岩石的收藏造成了一个热门类别。巴山奇石的涌现,为世界石文艺、为达州市的文化艺术发展,增添了一道靓丽的风景线。
1889年俄国的费德洛夫发明了旋转台,人们开始从三维方向高精度研究造岩矿物和岩组学。1895年X射线的发现,又为岩石学的研究开辟了新天地,特别是对矿物的内部结构、微细矿物的测试等方面发挥着独特的作用,为研究岩石的成因和演化规律提供了一些极其重要的探索。目前,由于多种近代测试分析方法的完善和应用,使岩矿物的研究更是向着微量、微区、高速度、高精度的新阶段迅速向前发展。随着岩石学成为一门专门的学问,那些富含特殊物质的岩石、形状奇异的岩石、成分多样的岩石,更加引起研究者的兴趣与收藏者的注意。巴山奇石就是众多岩石收藏、研究门类中的一朵奇葩
巴山岩石与其他地方的岩石一样为矿物的集合体,是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。岩石可以按照其成因因分为三大类,但由於自然界是连续体,很难真正依据人们的非类分成三种岩性,因此存在一些过度性的岩石,比如说凝灰岩(火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成)就可能被归於沉积岩或火成岩,但大抵上还是可以将其分为主要的三大类:
巴山沉积岩类,又叫“水成岩”。 沉积岩分布极广,占地表的66%,为地表的主要岩类。由原来已形成的岩石,受到风化作用后变为碎屑,或由生物的遗迹等,再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。这类岩石都成层状,最先沉积者在下部,时代较老;层次愈上者,则时代愈新,这叫做叠置层法则。当岩石沉积的时候往往含有生物被埋没后完好保存历久变成的化石;这种岩造就了丰富多彩、沟纹纵横、皱折奇多的巴山卷纹石。如杨友华的“岁月有痕”,肖厚礼的“秀发”等。
沉积岩是在常温常压条件下岩石遭受风化作用的破坏产物,或生物作用或火山作用的产物,经过长时间的日晒、雨淋、风吹、浪打,会逐渐破碎成为砂砾或泥土。在大风、流水、冰川、海浪、地震等外力作用下,这些破碎的物质又被搬运到湖泊、海洋等低洼地区堆积或沉积下来,形成沉积物。随着时间的推移,沉积物越来越厚,压力越来越大,空隙越来越小,水分逐渐排出,再加上可溶物的胶结作用,沉积物便慢慢固结成岩石,就变成沉积岩。
常见的沉积岩有:
砾岩 一种颗粒直径大于2毫米的卵石、砾石等岩石和矿物胶结而成的岩石,多呈厚层块状,层理不明显,其中砾石的排列有一定的规律性。 州河多见这样的卵石;
砂岩 颗粒直径为0.1~2毫米的砂粒胶结而成的岩石。分布很广,主要成分是石英、长石等,颜色常为白色、灰色、淡红色和黄色,满山遍野都可找到;
页岩 由各种黏土经压紧和胶结而成的岩石。是沉积岩分布最广的一种岩石,层理明显,可以分裂成薄片,有黑色、红色、灰色、黄色等各种颜色,我市企业利用它生产页岩砖;
石灰岩 俗称“青石”,是一种在海、湖盆地中生成灰色或灰白色沉积岩。主要由方解石的微粒组成,遇稀盐酸会发生化学反应,放出气泡。石灰岩的颜色多为白色、灰色及黑灰色,呈致密块状。我市这种沉积岩更加丰富,生产水泥的主要原料。
巴山火成岩类 地球内部的温度和压力高达上千上万倍,所有组成物质都呈现熔融状态的岩浆流体。火成岩即由於岩浆侵入地壳内部,或流出地表面造成熔岩,在经冷却凝固而造成,如玄武岩及花岗岩等。火成岩是所有岩石中最原始的岩石,在火成岩中一般无化石存在。这类岩石经千万年雪浸水洗,从高山深谷沿河溪冲滚出大山,千锤石炼,昼磨夜砺,滚落平坝河滩,就形成了巴山河卵石。其形状各异,组成丰富,被有心人发现收藏,配上座子,题个趣名,就形成了巴山奇石的又一类别。如胡明祥的“关羽”,张孝德的“思念”等。 这类岩石由于物质含量的不同,形成色泽丰润的巴山卷纹石。如二氧化硅含量<45%系超基性岩,形成金伯利岩、苦橄玢岩、橄榄岩等;在45-52%间系基性岩,形成富钙斜长石、辉石、玄武岩、绿辉岩、辉长石等;52--65%系中性岩,形成闪长岩、粗面岩、闪长玢岩、正长岩等;>65%系酸性岩,形成石英、钾长石、富钠斜长石、黑云母、流纹岩、花岗斑岩、花岗岩等
按产生状态又可分为:喷出岩(金伯利岩、玄武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩);浅成岩(苦橄玢岩、绿辉岩、闪长玢岩、闪长玢岩、花岗斑岩);深成岩(橄榄岩、辉长石、闪长岩、正长岩、花岗岩)等
火成岩的种类很多,目前已知的有一千多种。火成岩分类的主要根据一方面是化学成分、矿物成分,另一方面是岩石的产状、结构和构造。
正因物质含量的不同、产生状态的多异,造就了巴山岩石的千姿百态,产生了风光无限的巴山奇石天地。
巴山变质岩类 原来的火成岩或沉积岩,经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温、高压与热液的影响,改变其原来岩石的结构或组织,或使部分矿物消失,而产生他种新的矿物,因而成为另外一种与原岩不同的岩石,称为变质岩,如大理岩变自石灰岩;板岩变自页岩;石英岩变自砂岩等。典型的变质岩存在於前寒武纪或造山带区域,常有区域构造相关之劈理,或矿物的变化。这类岩石经亿万年挤压,再经风吹雨打、在河床中的滚摔,形成了色浑相杂,层次多样,风格独特的又一类巴山卷纹石。如收藏于北京沈均儒纪念馆的“达州卷纹石”,唐肇华的“巴陶双绝”等。
常见的变质岩:
大理岩 由石灰岩或白云岩重结晶变质而成。大理岩硬度不大,容易雕刻,磨光后非常美观,常用来做工艺装饰品和建筑石材;
板岩 由页岩和黏土变质而成。颗粒极细,矿物成分只有在显微镜下才能看到。敲击时发出清脆的响声,具有明显的板状构造。板面微具光泽,颜色多种多样,有灰、黑、灰绿、紫、红等。
片麻岩 多由岩浆岩变质而成。晶粒较粗,主要矿物成分为石英、长石、黑云母、角闪石等。矿物颗粒黑白相间,呈连续条带状排列,形成片麻构造。
这些变质岩经洲河水、巴河水亿万年的碰撞磨搽,终于形成了巴山卷纹石这一奇妙的门类。
多种多样的巴山石,显示出巴蜀独特魅力的奇石文化。
(2008.3 )(刊《科学中国人》2008年12期)
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