在日常生活中,很多圍繞着我們的事物都蘊含豐富的知識,多發掘當中的學問,能夠讓我們進一步認識世界!小讀者們平日在郊外看到大大小小的石頭時,有沒有思考過究竟石頭怎樣形成?看似平平無奇的石頭,其實有很多值得學習的地理知識,讓《黃巴士》為大家講解一下吧!
在地理學中,岩石主要分為三種,分別是火成岩、沉積岩及變質岩,構造和特質各有不同。
火成岩的構造
火成岩是由岩漿冷卻及凝固後形成的,在地面和地下都有不同類型的火成岩。要瞭解它們的形成過程,首先要知道地球的結構,地球主要分為三個部分,由外至內分別是地殼、地幔及地核。岩漿原本藏在地殼及地幔的深處,最低溫度約攝氏六百五十度,最高可達攝氏一千四百度。由於地球板塊移動,導致出現裂痕,底下的岩漿沿着裂痕緩緩上升,岩漿中的氣體壓力累積到一定程度,就會令岩漿噴發或流出地面,亦即是火山爆發。如果岩漿強烈噴發到地面,就會快速冷卻,形成岩石,如玄武岩。若岩漿溫和地噴發或流到地面,冷卻及形成岩石的速度則較慢,安山岩就是以這種方式形成。
而處於地下的火成岩,則是由岩漿侵入地殼而成,地殼的厚度平均為十七公里,溫度為攝氏二百至四百度,比岩漿的溫度低,因此岩漿也會在地殼慢慢冷卻,形成岩石。這些岩石可以根據岩漿侵入地殼的深度,細分為淺成岩和深成岩。淺成岩是由岩漿侵入地殼內部一千五百至三千米形成,例如輝長岩。而深成岩則是由岩漿侵入地殼三千米以上形成,例如花崗岩。
火成岩形成時,除了岩漿冷卻,還有一個重要的步驟——結晶,令各種火成岩中出現不同大小和形狀的晶體。晶體形狀主要分為全形、半形和他形,他形即是分辨不出晶體形狀。根據岩石中結晶顆粒的大小,亦可以把岩石分為五種,由大至小分別是偉晶岩、晶岩、斑晶、隱晶質,以及沒有結晶顆粒的玻璃質。不同類型的火成岩由於冷卻速度、形成地點、形成溫度和壓力等都有所不同,因此它們的晶體結構、紋理、所含的礦物和化學成分都有分別。
剛才講解過由岩漿形成的火成岩,現在讓大家降降溫,介紹一下與水有密切關係的沉積岩吧!
沉積岩的構造
沉積岩是由其他岩石的風化產物和一些火山噴發物,經過水流或冰川的搬運、沉積及成岩作用形成的岩石。那麼究竟甚麼是風化產物?在河流岸邊的岩石,經過多年河水的沖擊,以及日積月累的侵蝕,某些部分會逐漸瓦解成碎塊或碎屑,這些瓦解出來的部分就是風化產物。風化產物和火山噴發物掉進河水中,會跟隨水流由上游往下游移動,這就是搬運過程。過程中,這些碎石會在河床沉積下來,而由於下游的水流速度較慢,因此會有較多沉積物。經過不斷的沉積,新的沉積物會堆壓在舊的沉積物之上,被擠壓的沉積物會逐漸變得結實。當水流經沉積物之間細小的孔隙,水中的礦物質便會將孔隙填滿,把沉積物黏在一起,形成沉積岩。
沉積岩主要分為三種,分別是碎屑沉積岩、生物沉積岩及化學沉積岩。碎屑沉積岩由其他岩石的碎屑組成,根據碎屑的大小,會形成不同種類的岩石,當中礫岩的碎屑最大,可達二百五十六毫米,然後分別是砂岩、粉砂岩、頁岩及碎屑最小的泥岩。生物沉積岩則是由生物體堆積而成,包括花粉、貝殼及珊瑚等。而化學沉積岩是由溶解物質或膠體物質沉澱,經化學作用而成,例如石膏及岩鹽。
沉積岩通常在地球表面不太深的地方,地球表面約七成的岩石都是由沉積岩組成,是構成地殼表層的主要岩石。而進入地殼越來越深,沉積岩就越來越少,在距離地殼表層十六公里深的岩石圈,沉積岩只佔了百分之五。沉積岩含有豐富的礦產,佔世界礦產蘊藏量的八成。沉積岩的另一個特徵是有層理,層理是一種層狀結構,岩石從垂直方向產生變化,有不同的成分、結構或顏色。某些沉積岩中更有動植物化石,對考古學來說十分重要。
變質岩的構造
變質岩顧名思義是通過變質形成的岩石,與火成岩及沉積岩最大的不同之處是變質岩的原身是地球上已有的岩石,岩石原本可能是火成岩、沉積岩或變質岩。變質岩形成的過程沒有火成岩和沉積岩那麼複雜,相對較容易理解。原本的岩石經過變質作用,例如受到地球內部的高溫,或是岩石周圍的巨大壓力,令岩石中的物理結構和化學性質逐漸變化,改變了岩石的形狀及性質,形成變質岩,例如從花崗岩(火成岩)轉化而成的片麻岩,以及由石灰岩(沉積岩)轉化而成的大理岩。
變質作用主要分為三種,分別是熱力變質作用、動力變質作用及區域變質作用。熱力變質作用指岩漿沿着地殼的裂縫上升,侵入岩石周圍,產生熱力作用,令岩石重新結晶和經過化學作用產生變化。動力變質作用主要由地殼變動引起,地殼中的壓力令岩石變形,或會壓碎岩石中的礦物晶體。區域變質作用指在某些區域出現幾乎所有變質因素,這種變質岩的分佈面積很大,可達數十萬平方公里。
地殼中有百分之十五的岩石是由變質岩組成,出現在陸地和海洋底部。在地殼中形成的變質岩,經過多年的泥土侵蝕或抬升後,有機會露出地殼表層,根據岩石的變質情況,科學家可以更瞭解地殼深處的環境。