如何閱讀“石頭記”

地球歷史保存在“地層”這本大書里面，而保存在石頭里的這些文字，比甲骨文更古老，只有受過專門訓(xùn)練的地球科學(xué)家們才能讀懂“石頭記”里的文字。地球科學(xué)家們主要從巖石的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造以及古生物化石三個方面，去解讀這本保存在地層中的“天書”。因此，要學(xué)習(xí)閱讀這種文字，首先要認(rèn)識巖石、地質(zhì)構(gòu)造以及古生物化石。

大家名片

苗德歲" 美籍華人，著名古生物學(xué)家。擁有地質(zhì)學(xué)與動物學(xué)雙博士學(xué)位，曾獲北美古脊椎動物學(xué)會羅美爾獎（該獎項(xiàng)被視作古生物學(xué)界的諾貝爾獎）。

火中誕生的火成巖

我們介紹過，固體地球的外層由巖石圈組成。因此，不管我們?nèi)庋勰懿荒芸吹靡?，我們腳踏的陸地之下，江河湖海之下，甚至南北兩極的冰川底下，無一例外都是堅(jiān)硬的巖石。巖石有許多種，不同的巖石，形成的方式往往也不相同，地質(zhì)學(xué)家們根據(jù)這一特點(diǎn)，將它們分成了三大類：火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖。那么，什么是火成巖呢？

火成巖是從地球內(nèi)部深處涌上來的熾熱巖漿冷卻后形成的，所以也叫巖漿巖。根據(jù)巖漿噴出的不同狀態(tài)，火成巖又分為幾種類型。有時(shí)，巖漿透過巖層裂縫往上涌，還沒到達(dá)地面，就已經(jīng)受冷凝固成了巖石，這樣的巖石叫作侵入巖，如花崗巖等。侵入巖有一個典型特征，就是礦物晶體顆粒比較大。如果你家有花崗巖地磚或廚房臺面的話，你可以仔細(xì)看看里面那些白色、肉紅色以及黑色的顆粒，它們就是不同的礦物晶體;打磨光滑之后，非常漂亮，所以用作裝飾性的建筑材料。巖漿隨著火山爆發(fā)噴出或流出地表，迅速凝固成的巖石，則叫作噴出巖，比如玄武巖等。這類巖石中的晶體顆粒細(xì)小，肉眼很難分辨，新鮮巖石的斷面看起來像玻璃斷面一樣平滑細(xì)膩。

另外，巖漿中含有許多有用的物質(zhì)，這些物質(zhì)在巖漿上升的過程中，常常會集聚起來成為礦藏，世界上很多金屬礦床就是這樣形成的。因此，火成巖中蘊(yùn)藏著經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的金屬礦產(chǎn)資源。

水下形成的沉積巖

如果說火成巖的形成與火有關(guān)，那么沉積巖的誕生則與水相關(guān)，所以又叫水成巖。我們在前幾期提到過，在日曬雨淋、風(fēng)吹浪打、冰凍溶解、植物根系腐蝕等各種風(fēng)化作用下，原先的巖石逐漸被剝蝕成細(xì)小的砂石甚至黏土（統(tǒng)稱沉積物），被搬運(yùn)到江河湖海里面一層一層地沉淀下來。后來，水中的一些化學(xué)物質(zhì)把這些松散的沉積物膠著在一起，在上面的沉積物巨大壓力之下，經(jīng)過千百萬年，便形成了一層一層的巖石。根據(jù)沉積物顆粒的大小，沉積巖包括礫巖、砂巖、泥巖、頁巖等。

沉積巖中還有一類巖石，它們不是由碎屑沉積物形成的，而是由水中的化學(xué)物質(zhì)直接沉淀而形成的，比如海洋生物分泌出的大量鈣質(zhì)骨骼。古代海洋中，鈣質(zhì)沉積物曾形成了大量的石灰?guī)r。白色的石灰就是用石灰?guī)r燒出來的。只要在石灰?guī)r上滴一小滴鹽酸，就會看到上面冒出許多泡泡來，這是由于酸與鈣產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng);泡泡消失以后，就會在石頭上留下一個個小坑。在石灰?guī)r地區(qū)，由于雨水和地下水中常常含有酸，石灰?guī)r會被侵蝕成各種各樣的形狀?！肮鹆稚剿滋煜隆保褪鞘?guī)r山峰被水中的酸侵蝕的結(jié)果，因此，那里有許多奇峰異石和大大小小的溶洞。另外，云南的石林，也是石灰?guī)r山峰遭到水中酸的侵蝕而形成的。同樣，你們在公園里看到的那些假山，大多也是從石灰?guī)r地區(qū)運(yùn)過去的，都是大自然這位神奇雕塑師的作品。此外，沉積巖中還保存了大量地球氣候環(huán)境的信息，因此是“石頭記”中內(nèi)容最為豐富的文字。

變質(zhì)巖和隕石

與誕生于“水深火熱”的火成巖、沉積巖不同，變質(zhì)巖的形成，則是石頭“變質(zhì)”的結(jié)果。不過，這種“變質(zhì)”并不像食物腐敗那樣發(fā)酸變臭。由于地殼變動和巖漿活動，原來的巖石在高溫高壓等條件下，內(nèi)部的礦物組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，形成了新的巖石，這種巖石，就是變質(zhì)巖。江蘇連云港花果山國家地質(zhì)公園的石頭，就是典型的變質(zhì)巖。另外，你們所熟悉的大理石，也是由原來的石灰?guī)r變質(zhì)形成的。變質(zhì)巖中保存了大量地殼活動的信息，因此，也是閱讀“石頭記”需要認(rèn)識的重要文字。

除此之外，還有一類石頭是從“天外”飛來的，通常稱為隕石。隕石有大有小，小的像微小的塵粒，大的比房子還要大。有時(shí)，流星以極快的速度沖進(jìn)地球大氣層，與空氣劇烈摩擦產(chǎn)生高溫，就會炸裂成無數(shù)小碎塊，形成隕石雨。我國是最早記錄隕石和隕石雨的國家。據(jù)史書《竹書紀(jì)年》記載，公元前1809年的夏朝，就“下”過一場隕石雨。這也是目前世界上有關(guān)隕石雨最早的記載。

隕石不僅幫助科學(xué)家們了解地外星體，還曾經(jīng)對地球歷史產(chǎn)生過重大影響。比如，科學(xué)家們認(rèn)為：大約6600萬年前，一顆小行星（可以看作是超大的隕石）撞擊地球，造成了恐龍等生物的大滅絕。這是地球歷史上五次生物大滅絕事件之一。如果不是這一事件的發(fā)生，也許就不會有我們?nèi)祟惖某霈F(xiàn)呢！

了解了以上內(nèi)容，下一期，我們將繼續(xù)介紹科學(xué)家們?nèi)绾伍喿x“石頭記”里的地質(zhì)構(gòu)造以及古生物化石的文字。