玄武巖的“前世今生”

金紫玉

編者按：“讀萬卷書，行萬里路”，研學(xué)的意義在于學(xué)生可以從實(shí)踐中學(xué)，在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，能夠提升中小學(xué)生的自理能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。本版以廣州華美英語實(shí)驗(yàn)學(xué)校初一學(xué)生的湛江研學(xué)作品3篇為例，講述位于湛江市雷州半島的人文與自然地理風(fēng)貌。通過此次湛江研學(xué)之行，學(xué)生結(jié)合書本理論知識，在現(xiàn)場親自觀察、思考、探究玄武巖的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)與“菠蘿的海”的氣候、環(huán)境等，真正做到了“學(xué)思結(jié)合，知行統(tǒng)一”。

【摘要】湛江火山地貌廣泛發(fā)育，讓人驚嘆的是形態(tài)各異的棱柱狀巖柱。經(jīng)調(diào)查了解到，這種高大、柱狀的巖石被稱作 “玄武巖柱狀節(jié)理”，是巖漿在噴出冷凝過程中的特殊作用形成的。

【關(guān)鍵詞】玄武巖;柱狀節(jié)理;風(fēng)化

2020年7月，我跟隨華美學(xué)校及好奇心旅行教育的老師來到了風(fēng)光秀麗的濱海城市湛江市。湛江坐落于中國大陸最南端，地域上為雷州半島，隔著瓊州海峽與海南島遙相對望。通過查閱文獻(xiàn)可知，雷州半島主要的地貌類型為玄武巖臺地。臺地的形成主要源自近10萬年以來的7次大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，如今火山已經(jīng)死去，但是經(jīng)歷了長期的風(fēng)化侵蝕，形成了雷州半島特殊的土壤與火山地貌。在研學(xué)過程中，位于徐聞縣靠近海邊的一個(gè)玄武巖近似六邊形的柱狀節(jié)理剖面，引起了我濃厚的興趣，也引發(fā)了我的思考。通過實(shí)地調(diào)研和導(dǎo)師的講解，并結(jié)合自己查閱的文獻(xiàn)資料我終于弄明白了以下兩個(gè)問題。

一、玄武巖是怎么樣形成并變成土壤呢？

我查閱了下資料，得知“玄武巖”一詞，是源自日本的，在日本兵庫縣這個(gè)地方，有個(gè)玄武洞，在此洞中發(fā)現(xiàn)了黑色的橄欖玄武巖，所以這類巖石就以此命名。研學(xué)導(dǎo)師也介紹，玄武巖是由火山噴發(fā)出地表后冷卻凝固而成的一種巖石。它類屬于巖石分類中的巖漿巖，顏色多為黑色的，很多有氣孔。

玄武巖在形成之后，經(jīng)過了千萬年的風(fēng)吹雨打，日曬雨淋，在高溫和低溫交替的變化之下，時(shí)而熱脹時(shí)而冷縮，就會使得巖石受力裂開，在其表面形成裂隙。在這樣一次次的重復(fù)作用之下，玄武巖便會被分解形成小塊的巖石，隨后繼續(xù)在日曬雨淋的作用之下，小塊的碎屑巖石形成了土壤。這就是為什么玄武巖是地殼的主要組成物質(zhì)，但是我們并不常見的原因。我們將以上這個(gè)過程稱為巖石的風(fēng)化，經(jīng)過風(fēng)化，巖石最后變成了泥土覆蓋在了基底巖石的上方。在此次的研學(xué)考察點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)覆蓋在玄武巖上方的是磚紅壤，是偏棕紅色的泥土，在南方熱帶亞熱帶地區(qū)比較常見，這里土的顏色是由當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件決定的，與當(dāng)?shù)馗邷囟嘤甑臍夂蛴兄鴺O大的聯(lián)系。

二、為什么會形成神奇的六邊形的柱狀節(jié)理？

如圖1所示，在紅色土壤下面是棱柱狀巖柱，比較規(guī)則，規(guī)模較大，造型奇特。據(jù)導(dǎo)師介紹，這便是玄武巖的柱狀節(jié)理。柱狀節(jié)理是火山巖冷卻時(shí)形成的柱狀體節(jié)理，節(jié)理柱以六邊形或五邊形最為常見，大多數(shù)節(jié)理面平直而且相互平行，節(jié)理柱的直徑可以從幾厘米到數(shù)米不等。

根據(jù)導(dǎo)師介紹，玄武巖柱狀節(jié)理成因說法較多，大家比較認(rèn)可的一種說法是“冷卻收縮說”。這個(gè)學(xué)說認(rèn)為，玄武巖流中柱狀節(jié)理是由于厚厚的高溫巖漿流表面遇到空氣后而冷卻形成，因物質(zhì)存在熱脹冷縮現(xiàn)象，表面冷卻的巖漿流無法達(dá)到絕對平面，進(jìn)而形成多個(gè)收縮中心，收縮中心附近的物質(zhì)向收縮中心聚集，而不同收縮中心之間某一位置便會由于物質(zhì)向兩個(gè)不同方向拉伸而產(chǎn)生斷裂，這些斷裂自表及里發(fā)育，從而形成規(guī)則的棱柱狀形態(tài)。實(shí)際上，玄武巖柱體形成時(shí)受到種種環(huán)境條件的影響，特別是巖體結(jié)構(gòu)并不均勻，因而在柱裂斷面上，就形成六邊形、邊形等多種組合情況。

我們在考察地點(diǎn)采集了泥土樣品，模擬演示六邊形節(jié)理的形成過程。首先從紅色土壤中篩分出顆粒比較細(xì)的黏土，將采集到的黏土加水制作成濃稠的泥漿，然后將泥漿放入蒸發(fā)皿中，最后放到酒精燈上加熱。隨著泥漿中的水分的不斷減少，泥漿自表及里出現(xiàn)龜裂，其干裂的紋理與玄武巖柱狀節(jié)理的六棱柱狀頗為相似，其形成原因也較為類似，二者的區(qū)別在于泥漿收縮是由于失水收縮，而巖漿的收縮則是由于溫度降低而收縮。

三、結(jié)語

自然界中千奇百怪的地貌，都是在地球內(nèi)力和外力地質(zhì)作用下形成的，而這就是大自然的鬼斧神工，不由得令人驚嘆。在此次研學(xué)過程中，我被玄武巖這獨(dú)特迷人的地貌深深吸引。在湛藍(lán)的海邊佇立著一塊一塊的玄武巖頭，仿佛“站”在海邊眺望遠(yuǎn)方。沒有人知道它們在那“站”了多久。就這樣站著，孤零零的，看著沙灘上的人來人往，等待著人們?nèi)ヌ綄に那笆澜裆?/p>

（指導(dǎo)老師：佛山市順德區(qū)第一中學(xué)地理教師? 陳錕;好奇心（深圳）旅行教育服務(wù)有限公司研學(xué)課程開發(fā)中心? 伍詠詩）