矿物岩石地球化学通报  2016, Vol. 35 Issue (1): 198-198   PDF    
火山绳岩——嵇少丞地学科普系列之二
嵇少丞

世界上有一种绳,它不是棉做的, 不是麻做的,不是竹篾做的,也不是铁丝做的,而是石头做的,我们不妨称之为石绳或绳石。与其他绳不同,石绳不能弯、不能折、磐石般的坚硬。

在地质学上,上述特殊的石头称之为绳状熔岩或火山绳,系岩浆从火山口喷发出至地表,然后顺坡而下,冷却表皮收到内部尚未凝固还在流动的岩浆的推挤作用下,熔浆流冷却表皮发生扭动与卷曲,形成绳状皱纹。这种构造或似波状起伏,或似绳索盘绕铺地,或似未叠床单, 或似天津麻花,或似北方花卷。观察发现,任意一点上,石绳的延长方向基本都是垂直于岩浆流动的方向。在岩浆流动的山谷里,石绳的延长方向呈弧形弯曲,弧尖指向熔岩的流动方向, 即斜坡的倾向,地质学家利用上述特征判断古火山口的位置。有时候在一些特殊的地点, 受地形的影响,岩浆发生涡流,由此形成的岩绳亦变得异常复杂,有的呈盘旋状,有的甚至似织毯花纹。

岩绳在玄武岩质熔岩中常见, 例如,美国夏威夷的火山岩,外表与钢丝绳、麻绳、草绳等极为相似,表面粗糙,成束出现。 绳束直径可达30~60 cm, 单绳直径常为5~6 cm。

玄武岩,其重量的45%~53%是SiO2,呈黑色,其熔浆是上地幔橄榄岩部分熔融的产物,熔点高达1300℃,即使上升到地表,温度还有1200℃。所以,熔岩所到之处,点燃树木植被,引发热火熊熊。玄武岩岩浆突然喷到地表,压力陡降,原先高压时溶解于岩浆的挥发成分(主要为水)气体就要释放出来,从逐渐冷却的熔浆里冒出来,留下一个个气泡。如果大量气泡互不连通,使熔岩的整体密度比水还低,若喷发到海里,将浮于水面,随波漂流,因此称之为浮岩。

世界上最大规模的玄武岩喷发不是出现在陆地,而在海底的大洋中脊。洋中脊向两侧扩张越快,玄武岩喷发就愈多。大西洋的洋中脊扩张速率慢,每年3~4 cm,相当于我们手指甲的成长速度;太平洋的洋中脊扩张速率较快,每年8~9 cm,相当于留长发的姑娘头发的成长速度。 在海底的喷发玄武岩不是形成绳状熔岩,而是形成枕状熔岩,因为熔浆在水下冷却太快了,内部岩浆来不及对冷却表皮进行推挤就彻底地凝固了。冷却凝固后的玄武岩就像一个个枕头,乱叠在一起。