- 趣味礦物學
- (俄)費爾斯曼著 余杰編譯
- 2287字
- 2021-10-29 18:10:26
5.山洞中的礦石
我個人認為沒有比山洞更有趣、更讓人興奮的地方了。洞口很狹窄,并且非常彎曲,里邊不僅黑暗,濕氣也很重。點著蠟燭走進山洞,蠟燭的光不停地搖晃著,眼睛也要好長一會兒才能適應這黑暗的環境。這里的山洞非常深,有很多岔路口,有的時候和大廳一樣寬敞,有時候又像暗道一般狹窄;有時像陡坡一樣忽然落下,有時又會出現無底的深淵,就算是用繩索,也很難測量這個山洞到底有多深,也搞不清楚這些彎彎繞的小路到底在何處停止。
小的時候,我曾經去克里木山洞玩過,對當時的情形記憶猶新:山洞中有很多蝙蝠,一邊叫一邊飛;水滴非常有節奏地滴落,發出清脆的響聲;腳底下的石塊偶爾會發出轟隆的響聲,不知道掉到多么深的地方去了;遠處有瀑布的聲音,那里不僅有瀑布,還有湖泊和地下河。我為了分辨這些聲音,全神貫注地聽著。
有趣的事不僅這些,我還發現山洞的某些地方的裝飾非常豪華,有精致的花紋和高大的柱子,它們排列得非常整齊,就像是新栽的一行行樹木,這些柱子都是豎在地上的。然而有一些柱子是從洞頂垂下來的,同樣非常整齊,旁邊還有一些像是花環或者簾子的東西。
洞壁也并非一成不變,隨處可見紅、白、黃色的奇怪形狀礦物,看上去就像是僵化了的巨人像或是一些什么動物的骨骼,非常神秘。其實這些并沒有什么神秘之處,最常見的化學物質是碳酸鈣,由碳酸鈣構成的方解石是一種全透明或者稍微不透明的礦物,洞壁滲出來的水中含有雜質,這種礦物正是這些雜質沉淀形成的。這些沉淀剛開始還只像是乳頭大小,之后越來越大,成為完整的空心管子,最后變成一片片“森林”。除了洞頂上方形成沉積,這些滲出來的水滴到地下,同樣也會形成沉積“泉華”[7],最終使上邊管子和下邊的柱子連接在一起。從上自下增長的叫作鐘乳石[8],而從下自上生長的叫作石筍(圖3)。

圖3 上邊的鐘乳石向下生長,下邊的鐘乳石向上生長,最終連在一起
這些東西都有各自的區別,某些地方像是靜止的瀑布,某些地方卻像新栽的樹林,或者一大片花園。碳酸鈣形成的晶體可以有非常多的形態,幾乎是數不清的,所以這些有碳酸鈣沉積物的山洞形態也都是各異的。正是因為這個原因,大部分新手礦物學家來到這里時會發現每個地方都特別的奇怪,什么地方都看不明白。
我們知道山洞的形態是由地下水在山洞洞頂以及洞壁的流向來決定的,但我們不見得會知道某地的石灰巖是如何融進水里的,以及它們又是如何在另一個地方沉淀、析出的,某些時候,我們只能看到碳酸鈣的沉積物越來越多而已,比如在彼得宮城的地下室和彼得格勒基洛夫橋底。前者的大鐘乳石是10年之內生成的,顏色雪白,高約1米,后者的小鐘乳石都是從石灰水中生成,每次車一經過,它們就會晃動。
在城市中,沉淀過程偶爾會進行得非常快,但在大自然中,這個過程需要非常長的時間,比如成千上萬年。當經過這漫長的歲月后,山洞的底部才會出現那些我們看到的碳酸鈣鐘乳石。
當然,山洞中也并非只有碳酸鈣這一種構成礦物的物質,中亞的一個山洞中不僅有方解石,還有非常沉重的重晶石,混雜在一起分布在整個洞壁。這些重晶石形態各不相同,一串串的也有,房檐一樣一排排的也有,或者干脆就是一大顆發亮的晶體。在電石氣燈的照射下,我們可以發現某些地方的重晶石已經連成了片,在洞壁上形成了大塊的沉積物,推測約有幾十噸重。除了這些可見的重晶石,還有一個被稱為禁采區的地方,這里重晶石的分布非常奇特,所以才不允許開采,畢竟世界上目前還沒有和這里情況相同的山洞。
有一些山洞沉積著巖鹽,同樣非常有趣。這些山洞無一例外都很大,非常容易被水沖刷侵蝕,自然,也就非常容易從水中析出漂亮的礦物,大部分是一些細小的“管子”或是“帷幕”,和方解石形成的礦物形狀差不多。
某些時候巖鹽的結晶非常緩慢,這種情況下,水中就會生成玻璃狀的透明鹽晶體,在洞壁上閃閃發光。除此之外,還有可能直接生成巨大的塊狀巖鹽,是非常理想的規則正方體,邊長一米或以上,并且一樣如玻璃般透明。這樣的巨大晶體在墨西哥的一個山洞中就有,只是這里的晶體是石膏,其形狀也不是規則立方體,而是像長矛或者巨大的針而已。在這個山洞中,石膏沉積物呈簇狀或是樹林狀聚集,同樣是非常大塊,并且透明,就像是玻璃仿制出來的巨人武器。
不過石膏并非只有上邊所說的形態,它還會形成類似雪白花朵、苔蘚或是絨毛之類的形態。
如果到烏拉爾西部的孔古爾山洞去探險,那么你又會觀察到完全不同的礦物形態:石膏如同白色冰塊一般散發著光芒,反射出不同的顏色。我曾經去這個山洞探險過,在幾個敞廳中看到了手掌大小的六瓣花朵,看起來似乎是用冰制作成的,看到的一切都很難用語言來形容。和這里的一片白色和透明相反,紹林吉亞的山洞中經常能看到藍綠色和紅色的礦物,只要在這個山洞中打開手電,本來黑色的洞壁就會呈現出多種顏色。這些發出鮮艷顏色的正是磷酸鹽,其生成的礦物有很多都是極其稀有的。上邊所說的這些山洞其實都是廢棄礦坑,300年來也沒什么動靜,但是現在再次被發掘,變成了如同童話一般的美麗山洞,很多游客都慕名前來參觀(圖4)。

圖4 1906年版《基礎化學》中的鐘乳石
在北美洲同樣有幾個大山洞,其中一個的某個位置甚至能夠裝下以撒大教堂,地下通路和敞廳一共有四十多個千米長,而這些奇奇怪怪的山洞里的各種礦物還能夠講出很多。
礦物學中,山洞并沒有被人敘述過,所以,如果有人能夠將山洞中的泉華和沉積物作圖,研究清楚并加以解釋,那一定是對科學的巨大貢獻。當然,進入山洞后一定要對山洞的環境進行保護,不要像那些不明事理的觀察者那樣將鐘乳石折斷或者隨意刻字,因為這樣會使山洞失去原有的樣貌和研究的價值,會給山洞造成無法挽回的損傷。其實這種情況非常多,是我們無論如何都要盡力避免的。