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什么是石头?

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发表于 2021-11-4 17:04:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Jijun.liu 于 2021-11-4 17:06 编辑

品质源于技术 服务源于态度
这是阿什卡微信公众号第937篇原创文章
首发于2021年11月1日


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1

石头是一种非常宽泛的概念。在地球上,自然界的几十种元素,各种组合搭配,结成稳定的硬块,就可能成为一块正经的石头。

可以想见,这样搞法,岩石的配方就会有无数种。如果按配方分类,用脚指头想想都会搞得博大精深,最后搞成一锅粥。

所以,地质学家们聪明(wu nai)地找到一套岩石分类大法:先成因,后配方。

在地球上,石头的成因很简单,拢共只有三种:火成、水成、变质。而且相当好理解——

由火热的岩浆冷凝而成的,叫火成岩,也叫岩浆岩。

物质沉积下来,固化而成的,叫沉积岩。由于通常是沉积到水下而成,所以也叫水成岩。

上述两种岩石,由于温度、压力、物质交流变化等不可描述的原因,发生了变质,就叫变质岩。

接下来,我们就走马观个花。


2

无论是成因还是产量,最火爆的石头,当然是岩浆岩。

火成岩的制造工艺,简单粗暴,岩浆冷凝了就是。但它的家族也并不那么简单。

岩浆侵入岩石,冷凝而成的石头,叫侵入岩。

岩浆喷出地表,冷凝而成的石头,叫喷出岩。

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由于冷凝的环境千差万别,冷凝时间各不相同,所以,即使是相同的配方,也会凝成各种不同形态、不同性质的石头。

比如,侵入岩中,有一种金伯利岩,它会孕育钻石。如果当初ta它是直接喷出了地表,那些碳就没机会结成钻石了,大概率会勾结氧气,变成二氧化碳,排放在大气层中。

如果岩浆情绪激动,喷射一地,一般就凝成了玄武岩。那些没排放出来的气体,会在岩石中撑成气孔。搞得像海绵一样。气孔越多,比重就越轻,有的就可以在水里浮起来。所以这种石头也叫浮石。

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玄武岩广泛分布在岩石星球的表面。嫦娥五号带回来的月壤中,就有不少玄武岩,经测定,已有20亿岁。

玄武岩的配方,主要是硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠的氧化物。其中当然是二氧化硅最多,差不多占一半。

单单一个冷却环境不同,就可以凝成千奇百怪的石头。比如,这种貌似人工的柱状石:

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看起来很令人吃惊,但成因却很简单:大量岩浆堆积,内部冷却得就慢而均匀,凝结成固体后,接着冷却,就会收缩。由于材质比较均匀,大家力量都差不多,所以裂成了大小、形状比较均匀的石柱,一般是五、六棱体。所以,这种石柱并不稀奇,满世界都是——

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 楼主| 发表于 2021-11-4 17:08:02 | 显示全部楼层


3

最有层次的石头,自然是沉积岩。

它的制造工艺也不复杂,但是比较费时:在风、水、冰川、生物等方方面面七手八脚的努力下,岩石被剥蚀、改造,与其他乱七八糟的物质勾兑在一起,被搬运到低洼处,一层层沉积、埋藏起来,经过岁月之手的各种物理化学炮制,固化而成。

所以,沉积岩最显眼的特征,就是富有层次感——层层叠叠的构造。

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沉积岩中容易含有机物,孔隙也不少,为石油、天然气聚集提供了机会。

可以想见,由于配方不同、环境不同、埋深不同,沉积的岩石就会有很大差别。由碎屑沉积而成的沉积岩,按照颗粒大小,大致分为:砾岩、砂岩、泥岩(页岩)。由碳酸盐矿物组成的沉积岩,大致分为石灰岩、白云岩等。

请注意“大致”二字,自然沉积,情况复杂,比如泥岩里面难免掺有石块,石灰岩里免不了有白云石。如此等等。

砾岩最粗糙,砾石的直径大于2毫米,体积含量超过50%。

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新疆十亿吨级的玛湖油田,是这个星球目前最大的砾岩油田。

砂岩中的砂粒,体积占比也要求达到50%以上,砂粒尺寸,在0.0625~2毫米之间。还是看砂粒大小,又有巨粒、粗粒、中粒、细粒微粒之分。

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我国很多大油田,比如大庆、胜利、新疆、青海等油气田,多数是砂岩油田。

泥岩、页岩的很多特征类似,比如成分、构造、颜色之类。最明显的区别是:页岩的层次纹理清晰,像书页一样整齐,也更容易沿着纹理断开。泥岩的纹理不明显。

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页岩中的油气,以前多是不值得开采的。现在随着开采技术的进步,页岩油气咸鱼翻身,越来越火。

顾名思义,碳酸盐岩,主要由碳酸盐矿物组成。其中,白云岩的主要成分是白云石,主要是氧、碳、钙、镁等元素化合而成。石灰岩的主要成分是方解石,方解石是一种碳酸钙矿物,主要成分当然离不了氧、碳、钙,当然,也会含镁、铁之类。

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碳酸盐矿物的化学活性比较强,很容易被侵蚀,比如被水溶蚀,被各种流动的东西侵蚀等。石灰岩比白云岩更容易被侵蚀,形成气象万千、鬼斧神工的喀斯特地貌,比如溶洞、石林之类。

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碳酸盐岩不仅姿态风骚,它孕育油气田的功力也不容小觑。与碳酸盐有关的油气田,储量占了全球油气总储量的半壁江山,产量更是占到总产量的60%。普光、龙岗、龙王庙等气田新秀,就在碳酸盐岩麾下。


4

最神秘的石头,非变质岩莫属。

不管是岩浆岩,还是沉积岩,在地层深处,都难以抵挡高温、高压的理疗,以及各种化学物质的化疗,矿物组合、结构构造,情不自禁地变成自己曾经藐视的样子——变质岩。至于能不能变质,什么时候变,变成什么样,石头自己都不知道,这得看环境。

没有谁,经得起环境的拥抱、岁月的抚摩。谨遵物理规律的随机事件,从来不会拒绝奇迹。比如变质过程,可能会对某种物质产生一定的富集作用,于是有一定概率,形成各种矿藏,比如铁矿、金矿、石墨矿、宝石矿等。

当然,变质岩也不都是追求财富,它也会追求艺术。比如美丽的大理石就是一种变质岩。

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一些矿物,必须经过变质工艺,方可产生,它们叫做变质矿物。比如:红柱石、蓝晶石、石榴子石、蓝闪石、蛇纹石、硅灰石、十字石、透闪石、阳起石、透辉石、滑石、石墨等。

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和岩浆岩一样,变质岩里也会蕴藏油气。但在这个星球,目前看,油气还是和沉积岩的关系最密切。


5

众所周知,地球是活的,地幔在流动,岩浆在涌动,地壳在移动。

在千奇百怪的挤压中,一部分地壳会插入地幔,一旦插入,无论贵贱、无论厚薄,都重新回炉,熔融为浆,回到最初的样子,等待重新出头,凝成火成岩,剥蚀沉积为沉积岩,蜕化为变质岩……

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所以,即使坚挺如石,也没底气打地图炮、搞种族歧视,因为大家都是这样相互转化、生生不息的。谁能保证今天夺人眼球的璀璨金刚石,明天不会变成黑乎乎的石墨,甚至让人嫌弃的二氧化碳呢?

-END-

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