说美玉奇石话物华天宝
侃黔山贵水析鬼斧神工
三都县姑鲁寨产蛋崖
贵州省三都县三合镇姑鲁寨有个“产蛋崖”,隔一段时间会“产”一个石蛋,乡人奉为神灵。现在产蛋崖已开发为游览区,不少游客前去一睹神奇。
奇怪了,冰冷的石头为什么会“下蛋”?
其实,只要注意观察,石头下蛋的现象并不少见,只是人们没有留意罢了。
石头下蛋与一种叫作风化的地质作用有关。
岩石和矿物由于温度的变化,大气、水溶液及生物的作用,在原地发生物理、化学变化的过程叫作风化作用。风化作用分为物理风化、化学风化、生物风化三大类型。
物理风化
温差风化作用
我们在《贵州最古老的岩石居然在这里,你去过吗?》这期文章里提到的冰劈作用就是一种物理风化作用。与之类似,可溶盐类在岩石的缝隙中结晶也会将缝隙撑开从而使岩石崩解破坏,这种情况称为盐劈作用。然而,最常见的则是温差风化作用,即热胀冷缩造成岩石破坏的风化作用。白天,岩石在太阳的照射下表层温度升高而膨胀,内部岩石温度升高较慢膨胀速度跟不上,从而造成岩石表层与内部剥离;晚上,岩石表层率先冷却收缩,而内部降温和收缩较慢,于是表层岩石被拉裂。如此长期反复作用,完整的岩石可被风化成一堆碎石。有一些岩石是由粗细差不多的颗粒构成的,例如花岗岩、砂岩,在温差风化作用下可从棱角处开始层层剥离,逐渐变成一块圆球状的岩石,这种现象称为球形风化。著名的黄山,岩石为花岗岩,在球形风化和雨水冲刷的联合作用下失去了棱角,圆润的线条令其十分妩媚诱人。显然,球形风化是“石头下蛋”的一种机制。后面我们还要介绍石头下蛋的其他机制。
球形风化
黄山风光
化学风化
在氧和水溶液的作用下,岩石和矿物会被破坏,乃至化学成分发生改变,这种过程称为化学风化。氧对矿物的风化作用,最容易观察到的是对黄铁矿(又称硫铁矿)的氧化作用。黄铁矿的化学成分是硫化铁,在空气中会氧化为硫酸亚铁。硫酸亚铁易溶于水,并在水中进一步氧化为三氧化二铁和硫酸。三氧化二铁与水结合形成水合物——铁锈。铁锈溶解度很低,形成沉淀悬浮于水中或沉积于流水通道上而使其染上铁锈色,从而形成锈水河。煤矿中普遍含有黄铁矿,在上述作用下形成煤锈水,直接排放可致环境污染。织金县有条“小黄河”,流淌的就是煤锈水,类似小黄河的河流其他地方还有。水溶液的风化作用有溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用等多种。前面介绍过的岩溶作用就是溶解作用的一种表现,其他几种作用比较专业,在此不做展开介绍。化学风化作用使岩石中的矿物转化为可溶和难容的两部分,易溶者最终被水带走而流失,难溶者留在原地或附近而被称作残积物。残积物有的可以形成矿床。
生物风化
生物通过机械和化学两种作用破坏岩石,故有生物机械风化作用和生物化学风化作用之分。植物伸入岩石缝隙的根在生长过程中可以将岩石缝隙撑开扩大(称为根劈作用)、动物(包括人类)的挖掘活动所造成岩石的破坏属于生物机械风化作用;动物、植物、菌类等生物的生活分泌物、死后腐烂的分解物会对岩石进行腐蚀破坏,则属于生物化学风化作用。
根劈作用 (原来整块的摩崖石刻被一劈两半)
不同的岩石具有不同的化学成分、矿物成分、内部结构,面对风化作用会有不同的反应,有的容易被溶解,有的容易发生机械破坏,有的容易发生化学变化。在岩石中往往存在成分分布不均匀或者结构不均匀的情况,这种情况下岩石各部分抵抗风化的能力就存在差异,各个部分风化的程度也就出现差异。这种现象叫作差异风化。
前面说到,球形风化是“石头下蛋”的一种机制。那么,三都县姑鲁寨的“石头下蛋”是不是球形风化造成的呢?
产蛋崖上“待产”和“产下”的石蛋
三都县产蛋崖上的“石蛋”,没有层层剥离的现象,显然不是球形风化形成的,倒还很像事先埋在岩石里面的。事实上,大自然将“石蛋” 先埋在岩石里面,然后再让它从岩石里钻出来的情况并不鲜见。《贵州最古老的岩石居然在这里,你知道吗?》里面曾经介绍过梵净山上有一层叫“元宝岩”的岩石,那里面就有不少“石蛋”,不过是被称为“元宝”罢了。那些“石蛋”本是大约8亿年前河流里的鹅卵石,与泥沙沉积在一起经过成岩作用而被含在了岩石里面。现在,在差异风化作用下突出于岩石表面,乃至从岩石上掉落下来,于是就出现了“石头下蛋”的现象。
其实,人们也在制造“石头下蛋”的现象。在公园里、小区里,常见在混凝土里嵌入卵石铺成的路面。经过一段时间的风化作用,有的卵石发生松动甚至脱落。想一想,这与元宝岩产“元宝”的情况不是很相似吗?混凝土就是人造石头,人们把卵石嵌入其中而“孕育石蛋”,大自然通过风化作用让它掉下来而形成“石头下蛋”!
这里也有“石头下蛋”
三都县产蛋崖的“石蛋”是早先被埋在岩石里面、而后在差异风化作用下“生产”下来,这与元宝岩产“元宝”的情况类似,游客稍加注意观察就可想象得到,地质学家们也是这种看法。但是,对“石蛋”原来是怎么形成的目前还存在一些疑问。一种意见说这些石蛋原来就是鹅卵石,另一种意见说是钙质结核,两者都有一定道理,但都不能圆满解释。这个环节的问题且等地质学家们统一意见后再做介绍,读者知道“石蛋”是原来含在岩石里面、现在由于差异风化作用而“生产”出来就行了。
最后补充一下。曾有人认为产蛋崖的“石蛋”是恐龙蛋化石。恐龙蛋化石可是真正的“石蛋”呀!但这里可以肯定地告诉读者:产蛋崖的“石蛋”绝不可能是恐龙蛋化石。因为,产蛋崖的岩石和其中的“石蛋”沉积于5亿年前的寒武纪,而恐龙生活在其后3亿年的侏罗纪,两者在时间上天差地别,不可能沾上边。