地质探秘

2021-04-08 02:05
小学科学 2021年2期
关键词:花岗岩岩石

花岗岩景观

在法国,人们可以观察到的花岗岩景观主要是在布列塔尼、中央高原、孚日和科西嘉岛。花岗岩还构成了阿尔卑斯山和比利牛斯山的山峰。

在高山上,花岗岩形成了峰峦叠嶂的针状面,令人印象深刻,是登山者攀登的对象。霞慕尼山和勃朗峰的山顶都是由花岗岩构成的。

在半山腰,花岗岩组成了圆形的山丘,山丘上常有林木。科西嘉岛主要由花岗岩地下土组成,这些花岗岩形成了钦托山和巴维拉山口的美丽风景。

许多花岗岩区域呈现出乱石的景观,乱石的形状呈圆形,有时甚至颇为壮观。 所有花岗岩高地都是开裂的。 在高地深处流淌和停滞的水主要沿着裂缝改变着岩石的面貌,裂缝处的花岗岩“腐化”,变得脆弱不堪。然后,侵蚀作用清除了裂缝,出现了一些孤立的花岗岩块。它们慢慢变圆,堆积起来,形成乱石。随后,乱石堆也逐渐被侵蚀殆尽,而地下形成了新的花岗岩。

在布列塔尼北部的普鲁马纳克地区的粉色花岗岩海岸,你可以沿着海岸线边上的海关小径,看到几千米长的乱石堆,那里的岩石尤为壮丽。

花岗岩的起源

源自地下几千米或几十千米深的富含硅石的岩浆缓慢冷却,就形成了花岗岩。这种类型的岩浆是在山脉的诞生过程中形成的。在岩浆冷却的过程中,矿物质会结晶,并产生岩石。如果我们在一些地区的景观中看到花岗岩块,这是因为它们已经逐渐被抬高,曾经矗立在上面的岩石已经逐渐被侵蚀剥落。所有这些都是在数百万年的时间里发生的。花岗岩是构成大陆地下土深层的主要岩石。假如我们探测巴黎地区地下2千米深处就能发现花岗岩。

变质岩

在年轻或古老的山脉中,经常会看到外观呈片状或带状的岩石,这类岩石大多可以沿着其自然形成的脆弱面进行分割,用于铺路面或屋顶。这些都是变质岩。

岩石的变质作用

因为板块碰撞,有些山脉还在形成当中,比如今天的安第斯山脉、喜马拉雅山脉或阿尔卑斯山脉等。这些山脉的地下土中,岩石被埋在深处,在那里它们承受着非常高的压力和或多或少的高温。这样的条件会使它们发生变化——页岩出现了,新的矿石形成了。原始岩石改变了外观,发生了变质,这就是所谓的变质作用。

板岩是仅仅发生了很微弱转变的古老黏土。它们具有可以分裂成薄板的特性:这就是所谓的裂缝。把它们劈开和切割之后,就可以用于制作屋顶上的覆盖层。

片岩是比板岩更厚的一种变质岩。片岩硬度较高,又因为含有云母,所以往往具有光泽。片岩可用于修建平坦的石质屋顶,即板石屋顶。板石屋顶在阿尔卑斯山区和中央高原十分常见。

片麻岩通常具有典型的带状外观,其浅色层富含石英和长石,深色层富含云母。

大理石是变质岩,对应的是已经完全再结晶的石灰岩。意大利卡拉拉的白色大理石举世闻名。米开朗琪罗就是用这种大理石创作了举世闻名的《大卫》雕塑,这座雕塑如今在佛罗伦萨博物馆展出。

古老的砂岩通过热和压力的转化,形成一种非常坚硬的岩石,叫作石英岩,这种岩石经常被用于室外地面的铺装。

岩石的大循环

在地球的表面和深处,岩石相生相成:地表的侵蚀作用,地下的炎热和压力,这些都让板块发生移动,板块之间分离、靠近,有时候还会相撞。

地球表面的所有岩石,无论其来源如何,都会被侵蚀,产生冲积物,由河流带走。

地幔岩的熔化形成火山岩并流向海洋中央。这就是为什么海底会以每年几厘米的速度向外扩张。

沉积岩是通过沉积物而在地球表面形成的。而沉积物大多数是陆地侵蚀作用的产物。最常见的情况是沉积物形成岩石层,在海底累积,地壳运动将形成于海底的古老沉积岩抬起,并将其带出海面。

变质岩是在一些地区特别是山区的地下深处,由于热和压力的作用,使另一种岩石发生变化的产物。

花岗岩等冥质岩是由地下深处的岩浆冷却形成的。火山岩是由地球表面的熔岩上升和蔓延形成的。

岩石开采

一直以来,人们都在利用岩石来获取建筑和工业的材料和原料。岩石未经加工就可以使用,也可以切割、粉碎、烘烤后使用,而且我们还能根据需要回收其中的金属。

第一件加工过的石器可以追溯到200多万年前的旧石器时代。这是在坦桑尼亚发现的人為打碎的鹅卵石。它是人类最早的工业生产。最早出现的两面器是在100多万年前,而后技术不断发展。史前的工具是由非常坚硬的岩石制成的,具有锋利的破裂面,如燧石和黑曜石。

岩石在露天或地下采石场开采。坚硬的岩石用连续旋转的钢丝切割。切开后,将块体倾斜,再用大锯切割。在孚日山脉的砂岩采石场,采石工人发明了一种用非常细小而强大的水射流切割岩石的系统。

在软石场,人们用一种叫 “风镐”的大型电锯切割岩石。在地下采石场,为了防止拱顶坍塌,必须每隔一段间距就保留一根石柱。

坚硬的观赏类岩石(石灰石、大理石、花岗岩)可以经过打磨后做成地板、外墙,或者是厨房、浴室等处的室内装饰。石匠是为建筑和装潢制造石头的专业人员。许多石匠致力于修复历史古迹、城堡,还有教堂。

集料是指天然或人工岩石、沙子和砾石的小块。它们是在砂石坑中开采出来的,或是在破碎机中用大块的爆破岩石制成的。在法国,每年约消耗3.5亿吨集料。例如,建设一家医院,需要约4万吨集料来制作混凝土。

混凝土:一种人造岩石

混凝土是由沙子、石子、水泥和水混合而成的。几小时后,混合物开始变硬,我们称其为胶凝。如果用铁条加固的话,几周后混合物就会变成一种非常结实、耐腐蚀的材料。1904年,巴黎第一座钢筋混凝土建筑建成,位置在16区的富兰克林街! 在此之前,所有的东西都是用天然石料建造的。

许多岩石以粉末的形式被用作涂料、塑料或橡胶的成分。比如滑石粉就是如此,它还能用来舒缓皮肤不适。

在很多情况下,人们开采岩石,并不是为了利用岩石的原貌,而是为了提取其中的金属。这样的岩石就是所谓的矿石。例如,在洛林,人们曾开采过石灰石层中小铁球形式的铁矿。铝土矿(bauxite)的名字来自普罗旺斯的博村(Baux),是一种铝矿石。

烹饪岩石

下面,我们总结一下烧制岩石可以得到的物质。

烧制纯石灰石→石灰。

烧制80%的石灰石和20%的黏土的混合物→水泥。

烧制生石膏→熟石膏。

融化硅砂→玻璃。

烧制黏土→砖头、瓦片或其他陶器。

石头小测试

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