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《科学之友》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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能蠕动会穿山的活石头

2018-04-19 21:07:00

  你听说过能蠕动还会穿山的活石头吗?这是难得一见的自然奇观,然而,造就这种匪夷所思现象的主角,是谁呢?那就是大家最熟悉不过的盐。盐丘作为一种独特的地质景观,又被称为地质界的“穿山甲”。

  盐丘的形成及构造

  原来,盐和沉积岩在长时间的应力作用下,会表现出黏滞流体的特性。较重的沉积岩层和埋在其下的较平坦的盐层,会因重力不均等原因,发展出波状起伏的盐丘构造。盐丘在上升过程中,地下巨厚的岩盐、石膏或黏土等低黏性易流动的物质,会在构造力或浮力的作用下向上蠕动,刺穿或长距离穿刺上覆岩层,使上覆岩层拱起,形成规模空前的盐丘。

  盐丘在平面上多呈圆形或椭圆形。如盐丘顶部为强岩层,则发育断裂。其呈地堑状或放射状排列。盐丘的核部由深部盐源层上升的盐所组成,有的成为盐株,有的形成倒悬体。盐株中的盐具有极复杂的褶皱。盐丘的上面,经常覆盖一层无水石膏,石膏或方解石层,这就是盖岩。盖岩的产状与岩株极不协调,盐株中的褶皱在盖岩的底部骤然消失。盐株两侧岩层的产状近于直立,并与盐株的边缘相平行。按照埋藏深度可将盐丘分为三类:浅丘、中深丘和深丘。按成因分为两类:挤压盐丘和重力盐丘。

  盐丘是怎么“走路”的

  盐丘形成中的驱动力来自于密度差产生的浮力,是垂直向上的力。因此,盐丘的分布不像沙漠中的沙丘那样呈平行条带状,而是呈分散的点丘状。可以说,盐丘的运动就像是刚出笼的热豆包,用手一捏豆沙馅就冒出来了。

  富含石油、天然气、矿产

  石油是由古代动物尸体密封堆积演化而来的。在史前的古海中,活跃着大量的箭石、菊石、角石、水母、海绵、孔虫、放射虫、几丁虫、介形虫、沟鞭藻和硅藻等,生物随着海水进入高盐度的成盐盆地后大量死亡,石盐的防腐性使生物尸骸中的有机质得以保存,形成了有机碳含量大于10%的烃源岩,然后在地温、围压适宜的条件下演化成石油、天然气。

  盐丘顶部冠岩中的石膏和硬石膏,会在细菌作用下形成硫磺矿。比如,美国墨西哥湾沿岸著名的自然硫矿床,就是在生物化学作用下形成于盐丘中的硫矿体;中国山东大汶口盐矿也伴生有自然硫矿床,主要赋存于泥灰岩、页片状泥灰岩中。

  理想的防核打击工事

  盐丘是地下巨厚盐层,因重力倒置的地深浮力,加之构造运动的侧向挤压力,强行楔入上覆地层的盐岩。由于盐本身具有塑性张力,所以接口处会受压而封死,不会出现泄漏。采用水溶法开采出可溶性盐矿后,留下的溶腔非常宏大,放进几栋香港国际金融中心也绰绰有余。溶腔壁具有良好的稳固性和密封性,埋深一般不大,是非常理想的防核打击工事。

  盐碗留给最亲密的客人

  用舌头舔一下红褐色山岩中发白的岩盐包团,可以尝出独特的咸味。这种味道是盐丘在地下漫长塑性蠕动期间,经地温、地压梯度作用,融入了几十种细胞生存所必需的矿物质与微量元素后形成的,类似于“喜马拉雅山粉红盐”。

  用岩盐烤羊肉或炖羊肉特别香,都不用放其他佐料。在新疆拜城,人们会将大块的岩盐加工成盐碗。由于岩盐质地很脆,很难加工,所以非常珍贵,只有客人来时才会端出来。吃手抓羊肉时,将肉放在盐碗里晃荡几下就五味俱全了。由于盐碗在使用中会不断变薄,所以只会留给最亲密的客人使用。

  世界上著名的盐丘岛

  盐丘岛就是因盐丘的产生而形成的岛屿,世界上比较著名的盐丘岛是阿联酋的萨巴尼亚岛。阿联酋萨巴尼亚岛位于波斯湾中,靠近阿联酋西海岸,长约14千米,宽约9千米。该岛是一个盐丘的表面,盐丘其实就是由一片地下盐质矿物上升,进而隆起上层的水成岩所形成的。

  经过长期的干湿气候转换,盐丘开始形成。一个常见的场景就是,在一个盆地中,交替出现大洪水和极端干旱的气候。强烈的蒸发作用在地表上形成了厚厚的盐质矿物层,这些盐质矿物包括普通的食盐和石膏等。经过日积月累,这些盐质矿物层最终被沉积层所掩埋。如果掩埋得足够深,巨大的压力会引起它们的流动。盐质矿物比周围的岩石密度低,因此它们一般会向上流动,从而造成上层的岩层隆起形成一个圆形的顶部。当然,许多盐丘的圆形顶部是最年轻的岩层。在某些情况下,底下的盐质矿物会在压力作用下挤出岩层表面。

  贾巴尔·瓦希德山脉的中心,也是萨巴尼亚盐丘的中心。这个盐丘表面被挤压而破裂,底层的盐质矿物暴露出来,这些盐质矿物主要是石膏。由于受到侵蚀作用,这个盐丘只剩下了崎岖不平、无法溶解的丘顶,丘顶上覆盖着水成岩和火山岩的碎片。

本文来自《科学之友》

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