2012
08.21

矽线石——境界游走的猫之瞳

本文作者:溯鹰

猫眼看逻辑 Cat’s eye and its geology

无论是内在的硅酸盐架构,还是外在的纤维簇状结晶习性,从哪方面看,矽线石[Sillimanite]这个名称,都足以称得上是对这种矿物最恰如其分的诠释。不过实际上呢,这个名称仅仅来自于率先发现它的美国学者矽利曼[Silliman]罢了,与硅(Silicon,旧称矽)还真没有半点联系。

这名字上的小故事,估计多少会让无数笃认信达雅的同学高呼坑爹。不过作为一块有故事的石头,仅仅靠名字作为噱头可是远远不够的。

【溯鹰岩矿标本系列 .矿物.硅酸盐大类.链状硅酸盐.矽线石】

作为Al2SiO5同质多相系统(同质多相:一种化学成分可以表现出不同的相态,如金刚石和石墨)中的三相之一,矽线石占据着高温相的区间。其他二者呢,一个形为真红之柱[Andalusite],胸佩黑十字勋章;一个色如湛天之蓝[Kyanite],且叠加着刻动刻不动的双重硬度。而到了矽线石自己,除了猫眼效应之外,好像也就没有啥特别值得一看的了——更何况,就算在猫眼效应这里,也有金绿宝石等一大波“大型猫科”牢牢地占据着宝石市场的高端生态位,让矽线石这个可怜的“小喵星人”,默默地凌乱于街旁的寒风中。

不过,就像猫的眼睛仿佛代表着游离于尘世之外的深邃和灵性一样,矽线石这个猫眼石,也同样有着扑朔在氤氲中的局外人气质。自身可以不惹眼,但它却可以见证那些被镁光灯聚焦着的,地球宏大叙事们的真相。

于是,纵然天地翻复,岩石圈演化轮回,足以瞒天过海的伟力,却没有多少能耐逃得过矽线石的猫之瞳。

循环终焉的第一见证 Resultant of Migmatization

循环现象广泛存在在于我们这颗星球的各大圈层里,无论是生物圈内生产者-消费者-分解者的生生不息,还是水圈里冰水汽的三相的蒸腾凝析,抑或是大气圈中空气的环流湍离。人们感受到这壮阔的圈层运动,甚至受益其中。而比起地表的圈层,地下岩石圈就静得多了,动辄一个单位就是百万年,无怪人们如此形容:就是星球变迁的过隙一瞬,对于人类的尺度来说,也足以算作无限永恒。

话说回来,战线拉得长一点,不代表岩石圈就没有活跃的内部循环了。我们知道,大自然所有的岩石都不外乎可以划分为火成岩、沉积岩、变质岩三大类别。岩石的三分法不仅是一种成因上的归纳总结,它更代表着一层运动与演化的意义——这些岩石圈的具体物质,以从岩浆中冷却凝固而形成火成岩开始,到溢出地表接受风化、搬运、堆积形成沉积岩;再到最终埋入地壳深处接受物理化学变化形成变质岩,这是一个完整的循环过程。

聚焦最后一步。变质岩是新鲜岩石在逐渐埋深的过程中,温度、压力等地球物理参数升高而使得岩石化学成分重组而形成的。其实仔细想想不难明白:这样的天然“高温高压实验”,其实必然指向了这样一种不言自明的结果——当温压条件越来越厉害,甚至超越变质作用能够承受的临界条件时,岩石就不免发生融化,此时岩浆形成,OK,从此一个循环终结,下一循环,便以此开始了。

问题在于,固液之间相变的过程是局部的、连续的。这就像地表的海洋结冰一样,我们自然不奢望看到温度一降低,全球海水就直接变成冰川这样的BUG局面,地下的情景其实也一样,当岩石圈的岩石们开始跨过温度门限进入软流圈怀抱时,并不是所有的岩石都一瞬间全都“得道成浆”,而是像海绵挤水一样一点点地从岩石的缝隙中慢慢渗出的。可更糟糕的是,对于分明想把目光投向地下数十千米处而肉身却只能站在地表的苦逼地质学家们来说,连这个“挤水”的过程都没法亲眼目睹——所有在地表上出露的岩石都必然是已经凝结得硬邦邦的东西。再“啪啪啪”地拿着锤子敲你也甭指望它能给你弄出一点液体出来。这可怎么办呢?

好在有一些“取材者”在地下为我们默默地记录着事情发生真相。如果说这个潜移默化地走向回归的过程是一部氤氲暧昧的连续函数的话,那么倘若有一个——只有一个也够了——不连续点突然跳出来给你楔上这么一个印记,首尾不分的无极便会瞬间被破坏了。接着,自然是境界骤分,世界清明,未分的太初混沌,也就变成了天清地浊的开辟之界。

而对于变质岩中最有代表性的泥质系列变质岩来说,矽线石便是这样的一个关键存在。它出现之前,循环之间无首无尾难以区分,它出现之后,一期二期以此分离。它分明是游走在最后境界的猫之瞳。

以下的这个反应为大家表明了这个过程:

其中,Ms:白云母;Q:石英;Sil:矽线石;Kfs:正长石;H2O:水。[注:此反应仅仅反映泥质变质岩在最简单的四组分状态——KASH体系(K20、Al2O3、SiO2、H2O)下所发生的变化。]

这个反应称为白云母脱水深熔反应,它的实质,无非是变质岩中的白云母在石英过量的条件下发生熔融,生成矽线石和正长石。在这个过程中,白云母中的结晶水自然也就随之释放出来了。

在泥质系列下,当出现这个反应之时,正常情况下岩石应该处于二云母片岩的状态(二云母片岩:白云母+黑云母含量>30%的泥质系列变质岩)。其中白云母的熔融将造成第一波岩浆的雏生,研究表明,KASH体系下白云母的脱水熔融可以生成10%左右的岩浆。从这个时候算起,漫长的火成岩-沉积岩-变质岩历程便算是彻底走到了尽头。多少个百万年前从岩浆中凝结的岩石,终于历经沧桑回到了岩浆之海的怀抱。而这个微弱的回归之路上的掠影,又恰好被及时生成的矽线石给牢固地记录了下来。

换个角度来看看这个问题吧。我们知道,Ms和Q是岩石圈两大主要造岩矿物之一。虽然七大造岩矿物中素来有橄榄石和石英严格不共存的八卦,但同为中酸性造岩矿物的白云母和石英,之间的合作则是你我不分,鱼水交融。它们创造出花岗岩、云英岩;它们创造出岩屑石英砂岩;它们创造出板岩、千枚岩、片岩、片麻岩…可是,当把岩石逼到这步高温高压的田地时,连这两者之间也开始逐渐失稳了。当它俩都终于屈服于环境的压力而开始手足相残的时候,其实结果也就已经很明了了:你们既然这样自残,那么不好意思,你们身为造岩矿物而创造的最大骄傲——岩石圈体系,也就甭想维持了。都给我融了,回岩浆系统里重新读秒吧。

矽线石准确地记录了这一切。

当这个过程被快速地保存下来,封装成一个动态剪影被带回地表时,我们往往可以在岩石的剖面上看到地下发生的深远往事。反应等号左侧的成分们,在岩体中留下一篇昏暗,我们称之为暗色体(Melonsome);而以矽线石和正长石为代表的岩浆新生物,则烁然明亮,交映其中,我们称之为浅色体(Leucosome)。暗色体和浅色体混合、交叉、形成斑驳的条带,记录着定格的翻覆之史。我们将这种岩石命名为“混合岩”[ Migmatite,Mix(混合)+Magma(岩浆)+-ite(岩矿后缀) ],以代表这种过渡时代形成的特殊岩石类型。它是变质岩,同时又是火成岩,抑或说,这样区分,对它来说,压根早已没有什么意义了。

最后的黑暗(Melonsome)中,最终还是迎来了新生的黎明(Leucosome),境界已分。而真相的记录者(Sillimanite),却仍然悄悄地走出新世纪的镁光灯外,回到了默默风蚀的默默远端。

像极了某一天在堂而皇之的部屋角落,闪过的那只黑色猫影一样。



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