积少成多沉积岩

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如果说岩浆岩的形成是汹涌澎湃的进行曲,那么沉积岩的形成则是集腋成裘的缓慢过程。沉积岩在岩石圈里只占岩石总量的5%,但是在地表的分布面积却达到75%,可谓岩石中的名门望族。

沉积岩的形成有多种方式。沙漠中的风沙很大,“风”与“沙”是形影相随的,狂风骤起,卷起漫漫黄沙,向远方扫去。当风速降低时,风的力量无法携带空中的沙粒,沙子就会在风速改变的地方沉下来。当下一次的风沙抵达时,又沉积下新的一层黄沙。由风而生的沙丘在沙漠中是司空见惯的景观,在一定的地质变动下,沙丘被埋藏,压实,最后形成了岩石,这是由风所形成的沉积岩。这类沉积岩往往有明显的层理,岩石表面好似用扫帚扫过的沙地,遍布逶迤的条纹。岩石的层理表明沉积物是一层层堆积的,而且经过风的分选,每一层内含有的沙粒直径都相差不大。

冰川是另一种型号的推土机,它在缓慢前行的过程中,与地面的岩石强烈地摩擦,掘出大大小小的石块,跟随冰川去流浪远方,直到冰雪消融,石块凌乱地堆积在一起,经过岁月蹉跎,形成了沉积岩。此种沉积岩中可谓“鱼龙混杂”,从大块的漂砾到细小的粉沙和黏土,都被封存在了同一处岩石之中。

以上的两种方式只形成了沉积岩中的极小部分,分布广泛的沉积岩,大多是在河流、湖泊和海洋中经过长期的沉淀形成的。河水在河床中流淌时,并不安分守己,总琢磨着从旁边“揩点油”带走。流水本身的动能会将河床底部的泥、砂以至砾石冲走,当流速很快时,甚至可以冲入岩石的裂隙,从岩石上剥离出岩屑；河流携带着各种颗粒前进时,会采取借力打力的方式,用水中的颗粒打磨河床的岩石,将岩石边边角角上的物质刮走；河水本身也是一种溶剂,它能以溶解的方式对岩石进行破坏。通过冲蚀、磨蚀和溶蚀,河流满载着劫掠的泥沙,心满意足地向下游流窜。

与沙漠中的风一样,河流在流速降低时,会卸去千里迢迢搬运来的泥沙,例如在河流入海口处,会形成泥沙堆积而成的三角洲。泥沙从河水中脱离出来很有规律,大小和密度相似的颗粒会一同沉积。例如,一些大的沙砾会首先沉积下来,其中可能包括密度大的一些宝贝,像金、铂等。人们可以根据沉积物中的金属颗粒,上溯到河流的上游,去寻找含有宝藏的地点。在沙砾沉积后,细的沙粒、粉沙和黏土依次沉积,形成颗粒由大到小的沉积序列。当我们在岩石中发现这样的序列时,就可以判断出这块岩石是远古的河流沉积形成的。

海洋是地球表面最大的沉积岩制造工厂,每时每刻都有源源不断的沉积原材料供使用。“精卫衔微木,将以填沧海”,陆地上成千上万的河流,携带着泥沙和溶解成分,纷纷投入海洋宽广的怀抱中；海水拍打着岸边的礁石,潮涨潮落之间,带走了部分碎石；海洋中生活着众多的生物,它们生于斯,死了也将骨骼归还大海；还有海底火山喷发出的物质,以及天外来客——宇宙尘埃和陨石,都是海洋沉积岩加工厂的原料。在多数情况下,海洋中物质的沉淀速度非常缓慢,往往一厘米的岩石,可能代表了上千年的泥沙、生物骨骼的积累。在深深的海底,暗无天日而又悄无声息,大海将世间的喧嚣用最简短的文字,刻录在未来的岩石上,许多细枝末节都被忽略,后来人只能从岩石中看到远古发生的最重大的一部分事件。

有水的地方就有沉积,有沉积岩的地方就有历史。生物死亡以后,它们的软体部分受到破坏,但骨骼、外壳却沉积下来。沉积岩是地球历史的记录本,本子上的文字就是各种动植物化石,它们虽然不能开口说话,却用它们的“肢体语言”——生物种类、生活习性——告诉人类,它们活着时,发生了怎样的故事,这块石头形成之初,这个地方的地貌、气候是怎样的。综合了各处沉积岩里的化石记录,人们就能确定岩石的沉积顺序和各层的相对年龄,并推断古代地球的面貌。