举几个地质学的例子:
1,具有平直裂缝的阿纳斯拉巨石。
Al Naslaa 岩石平直裂缝成因,不是各种营销号所述的线切割,也不是锯石片,不是外星人,也不是激光,而是剪节理。这种现象其实非常常见。
澳大利亚塔斯马尼亚岛的棋盘石,与那国岛海底遗迹,广西田东棋盘滩,山东济南赵山“女娲棋盘石”也是剪节理成因。
阿纳斯拉巨石(Al Naslaa Rock)位于沙特阿拉伯太马绿洲附近。岩石看上去像从中间被“切割”成了两半,每一半都平衡地立于小土堆上。石块总长 9m,高 6m。因为两块岩石中间的缝隙平直,看上去平整得像被激光切割过,所以有各种不懂构造地质学的营销号称其为“外星人的杰作”。然而事实并非如此。
是什么可能的自然原因使巨石形成现在的样子的呢?因为岩石断面平直,断块层理位移不明显,所以推断这种构造是剪节理。又因为图中包括平行拍摄者方向与垂直拍摄者方向的两组剪节理,所以判断题图中的“切面”与面向拍摄者的平面,是水平剪切成因的共轭剪节理,或者因砂岩的拉胀力学性质形成的棋盘格式节理。至于巨石上大下小的形状,则是沙漠里常见的风蚀地貌。
其形成过程是:
1.阿拉伯半岛在远古时期氧化条件下发育砂质沉积,沉积物固结成岩,形成巨厚层红色砂岩。
2.巨厚层砂岩在垂直方向经历了均匀的中间主应力,既不发育侵入岩又不发育褶皱还不发育断层。
3.区域构造应力使岩石内发育剪节理,两组水平应力方向垂直,最大主应力轴方向与图中破裂面在水平方向交角 45 度,中间主应力轴方向竖直。
4.剪节理形成后,区域既不发育侵入岩又不发育褶皱还不发育非走滑的断层。但不排除此阶段形成小规模的走滑断层与张性节理,因为面向拍摄者一面具有羽饰纹理,是平行于剪节理方向张性运动的反映。
5.巨石周围其它岩块被风化剥蚀,导致巨石与剪节理面暴露于沙漠,风蚀的外动力地质作用由风带动砂砾磨蚀巨石,优先风化巨石贴近沙漠地表的露头,所以巨石形成了上大下小的“风蚀蘑菇石”。
之所以排除侵入岩,并且排除各种营销号所述的激光切割、古代人为,是因为侵入岩侵入原岩会伴随热变质过程或交代作用,侵入岩与原岩接触面或激光切面会发育烘烤边。风化时,烘烤边会在两断面相交的线上形成差异风化而导致表面不平整。而题图中的断面交线既无烘烤边又无差异风化,所以排除。
又因为剪节理面一般不单独出现,而巨石的另外一面明显可见平行于裂缝,但未切穿岩石的一个节理面,并且区域内其它岩石也可以观察到与巨石节理面平行的节理。
上图中面向拍摄者一面有羽饰纹理而不是擦痕。羽饰纹理是节理面快速扩展形成。人工线切或锯切米级尺寸巨石的痕迹是弧形擦痕或不平整的平行曲线状或低角度相交曲线状擦痕。
如果是异地搬运(造假)的巨石,则几乎不能令节理面垂向平行且面间等距地延伸至地面,所以判断巨石及其节理面是原位天然形成。
断层近垂直层理发育时形成的应是有折射的裂隙或平行直线状擦痕,并伴随层理挠曲、层理不连续、矿物重结晶、两盘差异风化、碎裂等现象,而图中完全不体现。所以判断此裂缝不是人工线切或锯切,也不是断层,而是天然形成的节理。
剪节理是由剪应力产生的破裂面,剪切破裂面与最大剪应力作用面所夹锐角是岩石内摩擦角的二分之一。又因为最大剪应力作用面成对出现,所以剪节理也经常成对出现。成对出现者称为共轭剪节理,在剖面上的投影呈现 X 形。
节理面为平面的剪节理,可以形成于单轴拉伸、单轴压缩、平面剪切的应力条件。阿纳斯拉巨石剪节理近乎垂直于水平面,其中的中间主应力轴平行于剪切作用面并垂直于岩石运动方向,所以判断是平面剪切应力(下图 C)。
一种关于棋盘格式节理的成因模型认为,如果是单轴拉伸应力(上图 A),则形成纵剖面上的 X 形,不构成垂直的断面,这种应力的岩石易崩塌。如果是单轴压缩应力(上图 B),则节理一般交角为锐角,而非阿纳斯拉巨石的近于直角。另一种解释可以参考如下回答的介绍:
阿拉伯阿纳斯拉巨石(Al naslaa)是怎么形成的?
综上可知,剪节理这种构造,主要成因并不是人工切割,更不是外星人,而是区域构造应力的杰作。
剪节理构造实际上并不罕见,在北京市郊就有很多,例如昌平虎峪,房山车厂、海淀香山、怀柔庙上。国内其它典型的剪节理露头还包括湖南张家界、福建泰宁、江西龙虎山、甘肃张掖、贵州赤水、河南焦作云台山、山东赵山、山东诸城、河北北戴河、河北邯郸、浙江杭州、广东丹霞山、广西田东等。
又因为发育节理的岩石相比不发育节理的同种岩石比表面积大,更容易在湿润环境与植物根劈共同作用下风化,所以前述地点的现象保存得不如在干旱地区的阿纳斯拉巨石显著。
扩展阅读:
单文琅.节理面的羽饰构造及其地质意义,地球科学,1982(1):87-94.
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2,“陨石钻石夜明珠”实际上是“国宝帮”臆造品。
“六方晶系陨石钻石”和“陨石钻石夜明珠”都是不符合国家标准(GB/T 16552-2017《珠宝玉石 名称》)规定的名词,而是非专业人士的臆造名称。
按照国标规定,钻石必然是等轴晶系(等轴晶系又称立方晶系)。六方晶系的晶质固体物质不可称为“钻石”。
《走近科学》那期关于陨石钻石的节目已经沦为笑柄,因为节目组联系到了假冒鉴定机构,当事人开具了假冒证书,假冒证书冒用了专家签名。
真正的鉴定证书、检测报告内容是不包括估价的。这也就是为什么节目播出期间,有几个鉴定专家登报声明“陨石钻石夜明珠”的“证书”无效。
古代人的夜明珠主要为萤石,主成分是氟化钙。钻石、朗斯代尔石主成分为碳。萤石的成分、结构、硬度、折射率等性质与后两者均不同。
陨击成因钻石确实存在,但不是国宝帮的夜明珠那种形态。其主要赋存于西伯利亚珀匹盖陨石坑,在德国、非洲等地也有发现。相关论文:
Ohfuji, H., Irifune, T., Litasov, K. D., Yamashita, T., Isobe, F., Afanasiev, V. P., & Pokhilenko, N. P. (2015). Natural occurrence of pure nano-polycrystalline diamond from impact crater. Scientific reports, 5, 14702.,
注意其中Nano 是纳米的意思,Polycrystalline 是多晶质的意思。绝大多数陨击成因钻石粒径为百纳米至百微米级,粒径超过 2mm 的陨击成因钻石数量极少。因为纳米多晶质金刚石只能是工业用,而珠宝业需要大晶体的单晶金刚石,所以陨击成因钻石对珠宝业影响不大。网传“陨石钻石夜明珠全世界仅存三颗,每克价值达千万美元”是谣言。
因此陨击成因钻石用途主要是工业研磨材料。当前工业级研磨材料用的天然金刚石克拉价一般不超过 160 元,五克拉是一克,因此价格折合一般不超过 800 元 / 克。
3,天珠。
市面上绝大多数天珠都是染色玛瑙和玻璃,少数是天然的缟玛瑙或缠丝玛瑙。玛瑙的成因是富含二氧化硅的热液快速冷却,因此有同心环构造。
应当注意:一些喇嘛那里不但有染色石英岩作假的老天珠,而且有树脂做的珊瑚,菱镁矿做的绿松石,松香做的琥珀,玻璃做的红宝石......
上图问题所述“为什么有这么多地质学人才,至今连天珠的来源都说不清楚”包含主观判断,本身不成立。
这种观点属于“自己不知道就以为没有”。
参考阅读:
为什么网络上关于天珠的来源有很多神秘主义的解释,天珠真正的来源又是怎样的?
天珠到底是不是智商税?
知乎用户 PNS9TM:【大知】海螺?陨石?天珠才没有这么离谱……
西藏的天珠怎么鉴别?
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