让人叹为观止的“盐景观”,你知道哪些?

2022-01-14

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这里的盐堪比水晶

在墨西哥西北部奇瓦瓦州境内的奈卡小镇,有一个被称为“水晶洞穴”的巨大溶洞藏身于300 米深的地下。洞中一丛一簇的“水晶”,其实是结晶完美的石膏,也就是硫酸盐家族中的二水合硫酸钙。

摄影/Javier Trueba

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虽然在地球整个的岩石圈中,三大岩类里所占比重**的是变质岩,其次是岩浆岩,沉积岩则相对较少,但我们在地表看到的却以沉积岩为多。这是因为岩浆岩和变质岩更多地分布在海底和地表以下较深的区域。


沉积岩的大部分组成物质是碳酸盐和硅酸盐,也含有一定比例的氧化物、硫化物和其他成分;岩浆岩则基本是由硅酸盐组成的,氧化物含量很低;变质岩由于是在高温、高压的环境下由岩浆岩和沉积岩经过变质作用转化而成的,因此组分中硅酸盐占了较高的比例,同时也含有一些在变质作用中从硅酸盐和碳酸盐中“逃逸”而出的氧化物等。


所以,在组成地表的所有物质中,也就是我们所能看见的各种自然景观中,硅酸盐的含量最高,大约占到了80%。除了三大岩类中的硅酸盐组分以外,颗粒细小但覆盖广博、总量巨大的粘土矿物也是硅酸盐成分的;除硅酸盐以外的其他含氧酸盐,比如碳酸盐、硼酸盐、硫酸盐等等,占到地表物质总量的约5%。毫不夸张地说,我们所看到的自然景观大部分是由庞大的盐类家族构成的。

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碳酸盐——凝成洞中洁净之石

在石灰岩溶洞中,比石膏更常见的是碳酸盐构成的景观。图中光滑圆润的白石子——穴珠的主要成分便是碳酸钙。在洞穴河流中,河底细小的沙粒随着水流向前滚动,在这个过程中,河底沉积的碳酸钙不断被吸附上来,穴珠像滚雪球一样越滚越大,且洁净无瑕。

摄影/ 李晋

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泪滴干涸留下的“项链”

在显微镜下,滴落的眼泪也会如食盐水一般,慢慢蒸干后析出氯化钠的晶体。盐分沿着液滴的边缘开始凝结,理论状态下,氯化钠应凝成一个个立方体晶体,但在实际情况中,盐晶体的形态很难预测,它可能凝结出规则的多面体,也可能随心所欲地无规则凝结。镜头下的氯化钠结晶让我们看到了一串由大小不一的立方体、多面体晶体连成的宝石项链,而它的挂坠则是一朵不规则的盐花。

图片碳酸钙——可以是霜花,可以是珊瑚

盐类世界的奇妙与神秘远超过人们的想象,不但不同种类的盐有着迥异的外观,即便是同一种盐也可能化身为不同的形态。图中展现的就是同为碳酸钙沉积物的两种矿石——霜花状的文石和珊瑚状的方解石。在以蒸发为主要沉积方式的岩洞中,方解石和文石这对碳酸钙双胞胎伴生的现象十分普遍。

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地下晶洞,50℃

石膏晶体在大自然中并不算罕见,但墨西哥的奈卡“水晶洞穴”中的晶体柱却令见多识广的地质学家也惊叹不已。这里**的石膏晶体长达11米,截面直径4米,重量超过55吨。究其原因,是因为“水晶洞穴”下面还有一个岩浆洞,在炙热岩浆的烘烤下,“水晶洞穴”中的温度始终在50℃以上,如果不穿戴特制的防护装备,常人在洞中坚持不过10分钟。这种人类难以忍受的极端条件恰恰是石膏晶体生长的“温床”,而且这个地下洞穴在被人发现之前一直是充满水的,在水中结晶的石膏幸运地躲过了外界环境的干扰和破坏,从而茁壮地成长起来。

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尼日尔的盐池——晒出不同色彩

在尼日尔的特吉达盐井,工人们把卤水和盐泥一同置入大小不等的晒盐池中,等待烈日将水分蒸发、灼干。泥土中的矿物质成分、水位的深浅以及盐池中嗜盐的细菌及藻类都会影响到盐池的色彩,而一些池中析出的盐壳又使池水表面呈现出精致的纹路和节理。坐在飞机上俯视,大地宛若色彩斑斓的彩妆盒。

摄影/ George Stein/

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同心圆——这里曾经是盐湖

在盐类造就的众多自然景观中,盐丘是非常特别的一种。在这里,盐的美丽与壮观含蓄地转向了幕后——干涸的盐湖在地质作用的漫长历史时期内被新的地层所掩埋,藏身地下。由于受到周围地层的挤压与抬升,盐层会不断地向上拱,形成一座“山丘”。这是伊朗西南部的一座盐丘,从空中俯瞰,隆起的盐丘由于受到长年的风化剥蚀,不同时期的地层以最古老的丘顶为圆心,形成的同心圆,宛若古代祭坛的遗址。

摄影/ George Steinme

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细菌让湖水粉若桃花

除了变化多样的蓝、绿色之外,盐湖也可以呈现出温暖的色调。在西班牙加那利群岛的兰萨罗特岛上,摄影师从空中拍到了粉色的盐湖和周围的盐田。这里的水中生长有嗜好高盐度环境的盐杆菌,而这些盐杆菌需要通过体内的粉红色素来吸收光能维持生命。随着盐杆菌的不断繁殖,湖水也就变成了粉红色。

摄影/J.D.Dallet

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盐湖牛眼模式沉积原理

在盐湖蒸发形成沉积矿床的过程中,有两种比较典型的成矿模式:牛眼式和泪滴式。在缺乏外界河流补给的情况下,随着湖水的蒸发,水中溶解度较低的碳酸盐类**析出,沉积到了湖底。由于湖中不同区域湖水的含盐度比较平均,因此这些沉积物很均匀地分布在湖底各处,于是整个湖底都铺满了一层碳酸盐矿物。由于湖水不断蒸发,湖面范围逐渐向心缩减,之前沉积在湖底边缘地带的碳酸盐矿物就露出了水面,在“瘦身”后的盐湖外围形成了一个包围圈。如果湖水继续蒸发,比碳酸盐溶解度高一些的硫酸盐也会析出,形成石膏(二水合硫酸钙)和芒硝(十水合硫酸钠)等矿物,沉积在湖底的碳酸盐层之上。随着湖面的继续缩小,硫酸盐层的外圈也露出了水面,在碳酸盐圈内部形成了第二道包围圈。此刻的盐湖已经走到了它生命的最后阶段,湖水进一步蒸发后,就会析出常温下溶解度较高的氯化钠,形成第三层包围圈。如果盐湖还未完全干涸,在最内圈会留下含钾、镁盐类浓度较高的卤水。从空中俯瞰,这一环套一环的盐类沉积就像一个巨大的牛眼。我国内蒙古的吉兰泰盐湖就属于典型的牛眼式盐湖沉积模式。


盐湖泪滴模式沉积原理

与牛眼结构相对的一种沉积模式被称为泪滴式,它是在盐湖有一定的外界水源补给的情况下生成的。由于受河流补给的影响,湖水的含盐度并不均匀——盐湖入口处的湖水浓度往往较低,只有溶解度最低的碳酸盐能在这里析出,溶解度较高的氯化钠会在距离补给水源较远的一侧沉积下来,而溶解度最高的钾、镁盐类则会沉积在更远的位置,形成光卤石等矿物,从湖泊入口的方向看去,就像是一颗泪滴。我国青海察尔汗的东达布逊盐湖就属于这种沉积模式。


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假如渤海干了

根据这套盐湖沉积模式理论,我们不妨做一个大胆的想象:如果将山东半岛和辽东半岛不留缝隙地衔接起来,渤海将成为一个闭合的咸水湖。假设没有水源的注入补给,咸水湖中的水分逐渐减少,直至被蒸干后,便会留下一处巨型的牛眼结构沉积矿床,那样的话,京津冀辽等地的化工行业至少不用为各种盐的矿物原料发愁了。

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吉兰泰盐湖——卤水之蓝

这是内蒙古自治区阿拉善左旗的吉兰泰盐湖,盐度饱和的卤水映着晴空,色彩却比天空更加湛蓝。湖底的起伏和风浪的扰动让水中的盐析出,之后更多的盐分沉淀聚集,形成了曲折蜿蜒、层层叠叠的盐坝,仿佛欧洲巴洛克风格的蕾丝裙摆。

摄影/杨孝

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