彩色“魚鱗”斑駁石
斑駁的石頭是壹塊非常漂亮的石頭。當妳拿起壹塊斑駁的石頭,在燈光下轉動,可以看到綠色、紅色、金黃色、藍色等多種艷麗的顏色,其美麗甚至達到寶石的程度,深受愛美女士的喜愛。妳絕不會想到,這麽漂亮的斑駁石頭,居然是生活在地球上3.5億年的軟體動物菊石的化石。
菊花石出現於泥盆紀早期,白堊紀末期與恐龍壹起滅絕。菊花石和鸚鵡螺是近親,它們都是靠頭部的肌肉遊動的。菊石剛出現時,原始海洋中的物種還是小型無脊椎動物,運動能力弱,競爭對手不多。那時,菊石通常背著沈重的硬殼在海裏悠閑地遊來遊去。但是慢慢的,海洋動物的種類越來越多。到白堊紀末期,超過壹半的物種遊得比菊石快得多,各種魚類和章魚(章魚、魷魚)瓜分菊石的食物。為了更好更長久的生存,菊石不斷進化以適應變化的環境,改變硬殼是它們的選擇策略。
菊石的外殼隨著環境的變化逐漸彎曲。認為菊石是由角閃石類軟體動物進化而來,角閃石的殼是直的。進化成菊石後,貝殼變得彎曲,隨著時間的變化,圈數越來越多。白萬的目的是提高遊泳速度。研究表明,遊泳速度隨著貝殼圈數的增加而增加。
不僅外殼越來越彎曲,隔間的數量也越來越多。菊石的外殼隨著年齡增長而變大。初生嬰兒菊花石的第壹個殼叫原殼。菊花石隨著生長,內部軟體不斷分泌新的外殼,外殼被壹塊塊隔墻隔開,形成隔間。菊石可以給這些艙室充入空氣和水來控制沈浮,原理和潛艇差不多。當艙內只有氣體時,菊石會浮在海面上,如果艙內裝20%體積的海水,菊石就可以懸浮在海裏。
到了後期,菊花石的外殼越來越薄,“變輕”後的菊花石比它的前輩遊得更快——最後壹塊菊花石被認為是菊花石遊泳比賽的冠軍。當然,和擅長遊泳的魚、章魚相比,最快的鸚鵡螺在速度上沒有競爭優勢。所以小行星撞擊地球的時候,很長壹段時間,地球上的生物都是“缺衣少服”,最後菊花石沒有和其他海洋生物競爭,滅絕了。然而,殼的變化雖然沒能拯救菊石,卻給地球留下了壹顆耀眼的寶石——斑駁石。
菊石殼的主要成分是文石和方解石,這兩種礦物的化學成分是碳酸鈣。由於原子排列不同,形成的礦物質不同,折射光線的效果也不同。文石的晶體是平行排列的,當光線照射時,會層層反射。當這些反射光再次相互幹涉時,斑駁石的七色就會變色。另外,不同時期菊石分泌的殼厚不同,殼越厚越容易形成紅色變色;殼越薄,越容易形成藍到紫的顏色變化。因為餅菊石的文石層很薄,只有0.5-0.8毫米厚,折射光可以很清晰的呈現出來,而這麽薄的壹層文石在化石形成過程中也是非常容易破碎的。最後,我們看到的是螺旋“分裂”成壹塊塊魚鱗狀的五顏六色的斑駁石頭。這種美麗而脆弱的寶石,經過工匠的改造後,會成為點綴女士們美麗容顏的利器。
彩色“斑點”蛋白石
貓眼石也是壹種色彩艷麗的石頭,有紅、橙、黃、綠、藍、紫等各種“斑點”。人們稱它為“上帝的油畫”,以欣賞它的輝煌。在這幅“油畫”中,有時會描繪出古代動植物的“音容笑貌”。
在高溫高壓的作用下,巖石和礫石融化成二氧化矽溶液,像巖漿壹樣流入地表下約40米的縫隙,冷卻了約1200萬年。二氧化矽溶液開始慢慢凝固,最後“脫胎換骨”,從普通的石頭變成了漂亮的蛋白石。沈積的過程也相當漫長,沈積物的厚度每五百萬年就會增加壹厘米。在這個過程中,二氧化矽溶液可能會覆蓋在各種動植物的遺骸上,或者滲透到它們的縫隙中進行覆蓋,最後蛋白石就會變成動植物的化石。
被二氧化矽滲透過的動物包括著名的恐龍。在澳大利亞內陸小鎮閃電嶺(Lightning Ridge)附近的Vejvara礦區,礦工們發現了壹具名為Vejvara Dragon的恐龍遺骸,這是壹具罕見的擁有下顎和牙齒的恐龍化石。而且,這只恐龍曾經有壹些二氧化矽溶液“侵入”它的右下巴,現在它已經成為了擁有世界上第壹個“彩虹”下巴的新潮“達龍”。人們可以去澳大利亞的貓眼石中心博物館看壹看。
除了恐龍,在這個礦區還發現了另壹種接受過“蛋白石整形手術”的動物,那就是現代鴨嘴獸的祖先——擁有堅硬牙齒的鴨嘴獸。在蛋白石的幫助下,這種硬齒鴨嘴獸的顴骨有著淡淡的乳白色珍珠光澤,這是亞洲女性夢寐以求的膚色。
在Vejvara礦區,矽石溶液還覆蓋了許多植物遺跡,形成了大量的零碎植物化石蛋白石。植物化石蛋白石主要是樹皮、種子、堅果,多為黑色或白色背景的蛋白石,無顏色變化。但也有少數珍貴的蛋白石具有華麗而豐富的變色效果,保留了植物更多的細節,在澳大利亞的博物館裏可以看到。
蛋白石之所以有如此多彩的顏色,是因為其特殊的結構,是由微小的二氧化矽球體緊密堆積而成的大型三維結構。光在球體之間的微小縫隙中衍射,同時在球體之間發生幹涉,被分離成各種波長的光,所以我們可以看到多種顏色。蛋白石產生的顏色與二氧化矽球的直徑有關。藍綠色在直徑160±220nm之間變化,紅色到藍色在直徑220±360nm之間變化,紅色在直徑370±460nm之間變化。這些顏色顯示了補丁的外觀。化石貓眼石不僅是寶石界的壹大“擎天柱”,對地質學和古生物學的研究也有很大的幫助。
“花兒”綻放化石玉
彩色化石玉是來自深海的有機寶石。黑色或紅色的背景上,盛開著各種各樣的“菊花”,呈放射狀、卷曲狀,或開滿花朵,或孤芳自賞...化石玉色彩斑斕,是不可多得的收藏級珍品。顧名思義,彩色化石玉也是化石的壹種,“菊花”的前身其實是各種古代海洋生物。
由於地理優勢,中國西部是質量最好的彩色化石玉的產地。4.36億年前,中國西部在火山噴發等劇烈的地殼運動變化中開始從淺海上升到陸地再上升到高原,期間壹大片海域的古代海洋生物全部被突發的火山淹沒。這些古老海洋生物的遺骸,如海百合的莖、珊瑚、海膽、苔蘚、有孔蟲和腕足動物,經過長期沈積、地熱烘烤和造山擠壓形成化石。在此期間,由於長期的高溫高壓,產生了大量的二氧化矽溶液,溶液滲入到壹些化石中,形成了壹種寶石,稱為彩色化石玉。然而,除了中國西部,世界各地發生地質變化的地方也能找到化石玉。
珊瑚玉是發現最多、進入商品市場最早的化石玉,因其外形美觀而受到消費者的青睞。海底火山噴發後產生大量火山灰,將豐富的宏量元素(如鐵、銅、錳等有色元素,鎂、鉀、鈉等無色元素)和微量元素(如鋅、鉻、鎳等)帶入海洋。珊瑚在生長過程中,會吸收水中的各種元素,制成堅硬的鈣質骨骼——珊瑚,石化形成珊瑚。不同種類的珊瑚吸收不同類型的元素。如果珊瑚主要吸收鐵,那麽珊瑚石的顏色就是紅色。如果吸收的主要是鎂,還有壹點鐵,那麽珊瑚石的顏色就會呈粉紅色或粉紅色;如果吸附了鎂,珊瑚石的顏色是白色的;吸附的銅是綠色的,吸附的錳是黑色的;等壹下。經過億萬年漫長而復雜的地殼活動,壹些矽元素滲入到珊瑚石中,形成了五彩斑斕的珊瑚玉。目前,中國臺灣省是珊瑚玉的最大產地。
海百合是地球上最古老的動物之壹,已經活了5億年。2.3億年前,海洋中到處生長著海百合,所以壹旦發生地質運動,海百合很容易被埋在地層中形成化石。海百合看起來像植物。它們會從海洋中吸取鈣質,長出長長的莖在海底紮根,然後張開花朵般的嘴巴面對水流,等待食物“自動”上門。海百合死亡後,這些石灰質的莖和花萼不容易被微生物分解,然後作為化石保存下來。由於海水的擾動,這些莖幹和花萼往往不能保存完整的“花”生前的形狀,而是會散落成小圓圈或五角星狀,聚集在化石表面。海百合化石的主要成分是單晶方解石,通常呈白色,有時夾雜三價鐵離子,呈鮮紅色,在藍灰色圍巖的映襯下非常漂亮。大塊化石玉除了做首飾,還可以做成茶壺、杯子、花瓶,甚至桌椅等家具。
並非所有的化石都布滿灰塵。彩虹化石甚至可以代替人造寶石和建築材料來裝點人們多彩的生活。