這顆石頭，居然長(zhǎng)成了人臉

沈夢(mèng)溪

前段時(shí)間，英國(guó)網(wǎng)站LADbible報(bào)道了一個(gè)很有趣的小新聞，說(shuō)是美國(guó)的一個(gè)地質(zhì)學(xué)家邁克·鮑爾斯發(fā)現(xiàn)了一塊好看的巖石，它被切開(kāi)以后，發(fā)現(xiàn)其切面形態(tài)與美國(guó)兒童節(jié)目《芝麻街》中的餅干怪獸極為相似。這個(gè)“石頭”餅干怪獸其實(shí)是一種比較特殊的瑪瑙，因此它的形成過(guò)程與常見(jiàn)的瑪瑙、玉髓一樣，簡(jiǎn)單來(lái)講，它們都是由于富含硅元素的地下熱水沉淀下來(lái)所形成的。

形似餅干怪獸的巖石切片，其實(shí)是一種瑪瑙

高溫?zé)嵋?/h3>

瑪瑙絕大多數(shù)形成于火山活動(dòng)比較活躍的地方。在這里，地下巖漿可能還沒(méi)有完全冷卻凝固，或者是地下巖漿距地表的距離比較淺，這些巖漿會(huì)不斷加熱其上方的巖石，這樣就會(huì)導(dǎo)致這里地下巖層中的溫度比其他地方要稍高一些。一方面從巖漿中可能會(huì)不斷析出一些高溫的水溶液，另一方面地下高溫的巖石也會(huì)不斷加熱地下水，這兩個(gè)因素的作用讓這里富含高溫地下熱水。如果這些熱水能夠噴出地表，就容易形成溫泉。

此外，直接來(lái)自地下巖漿析出的高溫水溶液是一種富含礦物質(zhì)的水溶液;而被加熱的地下水則很容易溶解巖石中的礦物質(zhì)。這使得這些地下熱水其實(shí)是富含礦物質(zhì)的熱水——地質(zhì)學(xué)中稱之為高溫?zé)嵋骸?p>

溫泉的形成過(guò)程

在巖漿中，含量最多的礦物質(zhì)元素其實(shí)是硅。目前地球上噴發(fā)的火山中，其巖漿中都含有豐富的二氧化硅，根據(jù)巖漿具體成分不同，二氧化硅的含量在45%～65%，甚至更高。在有了硅質(zhì)熱液之后，就只需要兩個(gè)元素就能形成瑪瑙了：巖石空洞和時(shí)間。

巖石空洞和時(shí)間

在火山活躍的地方，經(jīng)常會(huì)有火山噴發(fā)，這些火山間歇性噴發(fā)，形成厚厚的玄武巖巖層覆蓋在地表。其中一部分直接形成于地表的玄武巖，有一個(gè)很重要的特性：有大量空洞。

巖漿在從火山口噴出以后，由于壓力驟減，所以原本巖漿中的許多氣體都會(huì)往外跑，這些往外跑的氣體就在巖漿內(nèi)部形成了一個(gè)個(gè)氣泡，這有點(diǎn)像巖漿版的汽水。

但是巖漿在遇到空氣后，會(huì)以很快的速度冷卻下來(lái)，所以有些氣泡還沒(méi)來(lái)得及跑掉就被冷卻的巖漿固定在了巖石中，這就造成了我們看到的玄武巖到處都是空洞，而且特別輕的特點(diǎn)。

當(dāng)玄武巖形成后，富含硅質(zhì)的地下熱液很快填滿玄武巖的空洞，這時(shí)候，瑪瑙的形成就開(kāi)始了。由于玄武巖空洞多為圓形或橢圓形，因此許多瑪瑙也都是圓形或橢圓形。

瑪瑙的五彩顏色都來(lái)自各種呈色元素

玄武巖空洞中的硅質(zhì)熱液形成瑪瑙是一個(gè)非常長(zhǎng)的過(guò)程，可能需要幾十上百萬(wàn)年的時(shí)間。在這個(gè)過(guò)程中，因?yàn)闇囟雀叩脑?，所以硅質(zhì)熱液最初是硅元素過(guò)飽和的，很快這些過(guò)飽和的硅元素就會(huì)集中在洞壁上，開(kāi)始緩慢結(jié)晶，成為極為細(xì)小的石英纖維。

而此時(shí)，熱液中的其他化學(xué)元素（比如鐵、鋅、錳、鈷、鎳等多種微量元素）會(huì)與石英纖維一起生長(zhǎng)，在它們生長(zhǎng)的過(guò)程中，它們會(huì)均勻填充到石英纖維的縫隙間，形成環(huán)帶狀的結(jié)構(gòu)。

同時(shí)，來(lái)自空洞之外的地下水也不斷緩慢補(bǔ)充到空洞中，但是此時(shí)時(shí)間可能已經(jīng)過(guò)去了很久（數(shù)萬(wàn)年、數(shù)十萬(wàn)年或者是上百萬(wàn)年），所以地下水中的成分也發(fā)生了變化，這些成分中如果有某些能夠呈色的元素的話，那么新補(bǔ)充進(jìn)來(lái)的含礦熱液將會(huì)使得瑪瑙的條帶變得色彩繽紛起來(lái)。

（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號(hào)，有刪節(jié)）