为什么有的岩石和地球一样老，有的可能才“刚出生”？

我们常常感叹空气和水对生命的重要，殊不知，岩石也和它们一样，是承载生命的重要部分。岩石构成了地球的最外层地壳，它们不仅是高山、峡谷的骨骼，还是地球 46 亿年演化的记录簿，有些岩石甚至和地球几乎同岁，具有 43 亿年的历史！然而，还有些岩石甚至非常年轻，可能刚出生不到一小时。那么这些古老、年轻的岩石，到底都是怎么形成的？为什么有些“年轻”，有些“年老”呢？这些岩石又蕴含着哪些奇妙呢？今天让我们将这些问题一一揭秘吧。

（条带状铁建造，一种沉积岩）

一、岩石是什么？

首先，岩石到底是什么？从科学的定义上来看，岩石是由矿物或天然玻璃组成的集合体。想象一下，把不同形状、颜色、大小的乐高积木组合在一起，就形成了形态各异的模型，岩石就像这些模型，而矿物就像组成模型的积木。

（矿物）

二、岩石的的类别

你可能知道动物和植物具有不同的类别，其实岩石也是一样。一般来说，岩石会被分为三类，分别是岩浆岩、沉积岩和变质岩。这三类岩石的形成各有不同，长相也各具特色。

1. 岩浆岩

看到这个名字，想必你已经知道它的来源了。没错，岩浆岩正是由岩浆冷却形成的一种岩石，这个冷却的过程，可以发生在地球表面，也可以发生在地球内部。其中在地球表面冷却形成的岩浆岩又被称为“喷出岩”，而在地球内部冷却形成的岩浆岩，又被称为“侵入岩”。下面我们再来看看这两种岩石具体有什么区别。

喷出岩由火山喷发造成。岩浆从火山喷出后，接触到空气会快速冷却，这一冷却过程，会让岩浆中本来就含有的一些矿物质快速结晶，由于结晶速度太快，因此形成的矿物也非常小。像玄武岩就是一种喷出岩，你可能会在许多社交媒体上看到神奇的六棱柱岩石地质奇观，这些岩石柱子就是玄武岩。之所以会形成这种一块一块多边形的形态，是它们在冷却时后缓慢收缩引起的。

除了像玄武岩这种由矿物组成的喷出岩，还有一种几乎不含有矿物组成的喷出岩——黑曜岩。黑曜岩是一种玻璃质地一样的岩石。如果你仔细观察黑曜岩，你还能看到它有一圈一圈的纹理——如果再不凑巧摔了一个玻璃杯，那么你会在玻璃的断口上也看到一圈一圈的纹理——这种纹理被称为“贝壳状断口”。

除了喷出岩，岩浆岩还有一类被称为“侵入岩”。在火山喷发的过程中，有些岩浆没有喷出地表，而是在地下深处冷却凝固，形成了侵入岩。由于冷却速度缓慢，侵入岩的晶体一般比较粗大，例如花岗岩，在路边的大圆球石墩子大多是由花岗岩打造。

2. 沉积岩

沉积岩就像是一副拼图，只不过它们不是由一片片纸片拼成的，而是由其他岩石的碎屑拼成的。岩石会经过风化作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用，最终形成沉积岩。

在第一步风化作用中，岩石会经过阳光、雨水、风、冰川等自然力量，被不断侵蚀并分解成碎屑，如小块的岩石碎块、沙、砾石、黏土等。在这一过程中非常细小的岩石碎屑，会和一些植物的腐殖质形成土壤。

在第二步搬运作用中，已经形成的岩石碎屑会被风、流水、冰川搬运到远方。在这个过程中，碎屑还会不断地被磨圆、分选，就像流水冲刷石头，会让石头变得圆润。

到了第三步沉积作用，一些被搬运的岩石碎屑会在海洋、河流中沉淀下来，一层一层的堆叠起来。

最后，随着时间的推移，新的岩石碎屑一层层地堆积，下层的岩石碎屑就会被压得越来越紧密，就像压缩饼干一样，原本松散的碎屑逐渐被压紧。而在压力的作用下，地下水中的矿物质会将碎屑颗粒胶结在一起，就像水泥一样，最终使沉积物固结成坚硬的岩石。这也是最后的成岩作用。

在地球表层上，有大约 75% 的面积被沉积物（岩）所覆盖，海底几乎全部被沉积物（岩）所覆盖，像我们在河流周围看到的像坚果面包一样的岩石就是沉积岩，它们被称为“砾岩”。

除了砾岩，煤也是一种沉积岩，它是由远古植物被掩埋后形成的。

3. 变质岩

变质岩是岩石经过变质作用形成的一类岩石，像岩浆岩、沉积岩，甚至变质岩自己，都可以通过变质作用形成变质岩。变质作用可以理解为高压锅加热，在高温、高压的作用下，岩石内的矿物结构和成分会发生变化，从而形成新的岩石。

在我们的生活中，装修用的大理岩就是一种变质岩。纯净的大理岩是纯白色的，像天安门前的金水桥就是由纯净的白色的大理岩打造的。而家中装修的带有花纹的大理岩，往往是因为其含有一些杂质导致的。

目前，地球上发现的最古老的矿物晶体，就是从澳大利亚杰克岭的被称为“变质砾岩”的变质岩中发现的锆石，它已经有 44 亿年的历史，几乎和地球一样古老。这颗古老的锆石晶体，就像一颗来自远古的时间胶囊，为我们打开了通往地球早期历史的大门。

三、岩石的循环

岩浆岩、沉积岩、变质岩，这些地球上的岩石并不是一成不变的，它们会互相转化。岩浆岩由岩浆冷却形成，所有形成后的岩石又可以经过风化或是变质作用等形成沉积岩或是变质岩。而这些岩浆岩、沉积岩、变质岩，又会在地球地质作用下返回地下，再次被地球“熔炼”成岩浆，等待下一次喷发成岩。这一系列过程，被称为“岩石循环”。

像前面提到的具有 44 亿年的锆石矿物，其所属的变质砾岩就还没有进入岩石循环的最终步骤——熔为岩浆。岩石是地球历史的见证者，每一块岩石都蕴藏着地球演化的奥秘。下次当你看到一块石头时，不妨停下脚步，仔细观察，或许你就能从中读到地球母亲写下的只言片语。

参考资料：

【1】《结晶学与矿物学》李胜荣，地质出版社

作者：石见逸 科普创作者

审核：董汉文 中国地质科学院地质研究所 副研究员