方寸之石，書寫地質(zhì)百態(tài)

2019年的一個(gè)夏天，在內(nèi)蒙古達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗（以下簡(jiǎn)稱達(dá)茂旗）境內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)考察，途經(jīng)一條季節(jié)性的小河（圖1）時(shí)，不經(jīng)意間看見一枚小卵石，感覺有特點(diǎn)，便隨手將其撿了起來(lái)，近距離一看，還真是一個(gè)“寶貝”，隨口而說“小金魚”。從觀賞石的角度看，還真有那么點(diǎn)像。該小卵石長(zhǎng)4.3 cm、寬1.8 cm、高3.0 cm，總體外形呈不等邊渾圓三角形（圖2），質(zhì)地堅(jiān)硬，但外表不夠光滑，充滿了砂感。卵石上有三條十分明顯的灰白色條帶，寬約3 mm，下面兩條呈錯(cuò)動(dòng)狀平行分布，上面一條略上翹，與下面一條呈小角度斜交，上面的條帶正好處于卵石的棱部，顯示為弧形視覺效果，總體勾勒出“魚”的“嘴”和“眼”的外形，下面兩條斷續(xù)的直線條紋恰似魚身上的側(cè)線。因此，該卵石給我的第一直覺就是“小金魚”，頭大、肚大、身子短。這是忙里偷閑的戰(zhàn)利品，收入囊中。

晚上下山，又將其拿出，用水清洗，愛不釋手地欣賞起來(lái)，左看右看、前看后看、橫看豎看……，經(jīng)過一段時(shí)間的擺弄，終于找到了最佳的觀賞角度，將其平立，從左前方觀察，簡(jiǎn)直就是高鐵“和諧號(hào)”，正向我呼嘯而來(lái)。正式將其命名為“和諧號(hào)”，流線型的車頭、綿延不斷的車身，上面的灰白色弧形條紋勾畫出車頭、車窗的輪廓，下面直線條紋正好是車廂下部藍(lán)色條帶的再現(xiàn)。這枚小石子的出現(xiàn)，冥冥之中也提醒我們：礦產(chǎn)開發(fā)要與自然環(huán)境和諧發(fā)展。

作為地質(zhì)人的我，還是離不開本行。在欣賞外表的同時(shí)，還是要研究一下它的起源。石子雖小，但它還是記錄了一段漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化史。下面給大家娓娓道來(lái)。

1. 叫什么名，出生在哪？

該卵石主體組成部分的巖石名稱為灰紫色淺變質(zhì)細(xì)粒石英砂巖，巖石堅(jiān)硬致密，具變余細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，變余層狀構(gòu)造，由碎屑和填隙物兩部分組成。碎屑主要由0.25 mm以下的石英組成，含量在90%以上；填隙物由石英粉砂和絹云母組成，含量小于10%。巖石的結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均很高，表明該巖石中的物質(zhì)最初來(lái)源于陸地，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離搬運(yùn)、磨蝕、淘洗，以石英砂為主的碎屑在淺海區(qū)（圖3）沉積，后經(jīng)壓實(shí)、固結(jié)等地質(zhì)作用形成石英砂巖（圖4），填隙物中絹云母的出現(xiàn)，說明該巖石成巖后發(fā)生了輕微的變質(zhì)作用。其實(shí)，一塊石頭（巖石）的形成是一個(gè)十分漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過程。陸地上早期形成的各類巖石（沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖）經(jīng)風(fēng)化（物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化等）、剝蝕，形成巖石碎屑。之后，在以流水為主（還有風(fēng)、冰川、生物等）的介質(zhì)下以牽引力、重力流等的方式進(jìn)行長(zhǎng)距離的機(jī)械搬運(yùn)（當(dāng)然還有其他搬運(yùn)方式）。大的碎屑顆粒、不穩(wěn)定礦物在運(yùn)移過程中因水動(dòng)力不足或前方阻力太大而逐步沉淀，堅(jiān)硬穩(wěn)定的小顆粒則繼續(xù)在流水等的攜帶下不斷飛奔。隨著行進(jìn)距離的增加，碎屑物會(huì)越來(lái)越變得成分更純（以石英砂為主）、粒度更小、圓度更好、球度更高。這些以石英砂為主的細(xì)碎屑物被帶到遙遠(yuǎn)的大海，因水動(dòng)力條件等發(fā)生變化發(fā)生沉淀、堆積。之后經(jīng)壓實(shí)、固結(jié)而形成堅(jiān)硬的巖石。

2. 別擠了，骨頭都碎了

巖石形成后，在某一地質(zhì)時(shí)期，由于構(gòu)造應(yīng)力的作用，該巖石也受到牽連，衍生出來(lái)的壓應(yīng)力使其產(chǎn)生了一組近乎平行的裂縫（圖5中的紅線位置），使原本完好的石頭被切割成“片狀”集合體。

3. 燙死我啦

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖石產(chǎn)生裂縫的同時(shí)，地下深處的巖漿也跳著青春的腳步，瘋狂地在地下穿梭，灼熱的巖漿汽液不斷向上聚集，并沿著壓力降低的方向想方設(shè)法進(jìn)行逃逸，以獲得自由，地表巖石的裂縫便是其最佳的棲息之地。于是，這些晚期的酸性巖漿熱液便前呼后擁地貫入了巖石的裂隙，形成灰白色長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈（由石英和長(zhǎng)石構(gòu)成，圖5中的灰色部分）。其實(shí)起初巖石的裂隙并不是很寬，只是一個(gè)縫隙而已，但后期上來(lái)的巖漿氣液的壓力遠(yuǎn)大于此時(shí)碎裂巖石所處的壓力，將巖石的縫隙撐開很多，形成1～5mm的長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈（圖5），真可謂有縫就鉆。長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈與圍巖的界線雖很清晰，但細(xì)看起來(lái)，并非平直界線一條，而是呈波狀起伏，這正說明長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈是“主動(dòng)”侵位進(jìn)來(lái)的，并對(duì)圍巖施加了一定壓力、灼熱的巖漿也蠶蝕了邊緣的圍巖，之后冷卻成巖，同時(shí)對(duì)之前破碎的巖石起到了很好的“焊接”作用，形成一個(gè)整體。

4. 傷筋斷骨

寫到此，讀者也許在想：這塊石頭命運(yùn)竟是如此的坎坷，應(yīng)該有一個(gè)完滿的“人生”吧，但答案是NO！一場(chǎng)更大的災(zāi)難又悄然降臨，在其生存的地方地殼再一次發(fā)生了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，可能也就是一個(gè)小小的顫動(dòng)，猶如我們打一個(gè)噴嚏，然而產(chǎn)生了強(qiáng)大的剪切應(yīng)力，把原本焊接好的“石頭”又一次活生生地?cái)r腰切斷，如同我們揮刀劈了一顆小土豆，切面清晰可辨，不只是切了母體，連貫入的灰白色長(zhǎng)英質(zhì)脈也殃及，而且干凈利落，沒有絲毫拖泥帶水，由此可見，整個(gè)過程是在完全固態(tài)、剛性的情況下進(jìn)行的，并且在切斷之后沿切割面發(fā)生了錯(cuò)動(dòng)（圖6），位移距離大約5 mm，地質(zhì)上稱這種現(xiàn)象為“錯(cuò)動(dòng)”或“微型斷層”，這一次不只是傷筋痛骨，而是斷筋斷骨。還好，大自然還是很眷顧它的，沒有讓它分崩離析，地下深處的硅質(zhì)熱液正悄悄地沿?cái)嗔鸦瑒?dòng)面注入，為其療傷，又將其“黏”在了一起，在滑移面間出現(xiàn)了0.5 mm左右的硅質(zhì)細(xì)脈（也稱石英脈），猶如焊接縫。

5. 掙脫母體

現(xiàn)在，我們一起為石頭祈禱吧：“上蒼啊，請(qǐng)您伸出萬(wàn)能的手臂，保護(hù)這一生命體吧，不要再讓它受傷了，讓它在您的護(hù)佑下好好享受生活吧。”然而，事與愿違，構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)又將這一地區(qū)的巖石高高舉起，越過了地平線，經(jīng)受著狂風(fēng)暴雨的洗刷，巖石不斷地被風(fēng)化、剝蝕，其中一部分與母體間產(chǎn)生了裂縫，接觸面越來(lái)越小，最后在風(fēng)吹雨打、自身重力的作用下離開了母體，跌入萬(wàn)丈深淵，再次被摔得粉身碎骨，形成一塊塊棱角分明的碎石，這便是今天這塊小卵石的雛形（圖7）。在流水的搬運(yùn)下，這群脫離母體的小碎石在河床里開啟了漫長(zhǎng)的旅行生涯，一個(gè)原本非常有棱角、有個(gè)性的碎石，在水的驚濤駭浪下，在與其他石頭撞擊、摩擦中失去了棱角，甚至被摧毀了部分肢體（如石子右邊上部那條灰白色長(zhǎng)英質(zhì)脈），使自己變得更加圓滑、更加美麗，游得更遠(yuǎn)、跑得更快。

6. 敬畏自然、尊重科學(xué)

以上不難看出，這枚小小卵石的形成竟然是如此奧妙，不但形成的地質(zhì)歲月十分漫長(zhǎng)，而且形成的地質(zhì)過程是千變?nèi)f化。看似一塊小小的頑石，卻是一段地質(zhì)歷史的再現(xiàn)，可稱得上微型遠(yuǎn)古史書。這正是大自然的神奇，更是地質(zhì)科學(xué)的偉大，通過一塊方寸之石可以解讀出如此之多的地質(zhì)現(xiàn)象和地殼的演化歷史。

7. 展望

現(xiàn)在回過頭來(lái)看，它并不是顆小小的石頭，而是一個(gè)龐然大物，它就是代表我們中國(guó)速度的高鐵——“和諧號(hào)”，滿載著中國(guó)人民的希望和未來(lái)，以更高、更快的速度駛向遠(yuǎn)方……，向第二個(gè)百年奮進(jìn)！