用岩石,讲述地球的历史
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如何用 20 块最具特色的岩石来讲述地球的历史?
实在凑不齐 20 种了,有多少算多少吧。
- 陨石
这些地外物质从古至今源源不断的给地球带来质量,广义一点说的话,地球本身也是由这些乱七八糟的星际物质组成的。

2. 古老岩石
在地球从一团渣渣慢慢变成一个球之后,表面冷却下来。虽然亿万年沧海桑田,我们(他们)仍能通过各地的一些古老岩石推断当时的一些情状。比如图 2 中三十七亿年的叠层石样的东西,被认为与古微生物有关。

3. 玄武岩
岩浆岩的一种,部分与洋壳的新生有关。图 3 为在洋中脊附近的玄武岩。

4. 蛇绿岩
如果洋中脊是洋壳的生,那蛇绿岩就是洋壳的死。古老的洋壳插入深处,投入恢弘的轮回之中(天体物理的同志们别来抬杠,你们的时间尺度太大了)。

5. 条带状铁矿
今天的地球生物繁盛,万物生机勃勃喜迎第六次大灭绝。但是在老老年可不是这样,家里有老人的可以问问,大概在二十亿年前吧(具体时间还有争议,可以参看[3])地球的大气和海洋都是缺氧状态,然后因为某种原因触发了大氧化事件(没开控制台),既而原本在还原环境中存在的 Fe2+ 被氧化沉积成岩。图 5 为澳大利亚的一处条带状铁矿,图太美就不找文献里的了。

6. 埃迪卡拉化石
在寒武纪生命大爆发之前一亿来年,已经有了一群遍布世界的可爱生物,他们不太能动估计也不太聪明,最终消失在这个世界上。这里把它们放进来,是因为它们代表了这个世界的另外一种可能性。图 6 为某种埃迪卡拉的代表生物。

7. 寒武纪化石
这可能是知名度第二高的地质时代了。你说第一?有侏罗纪公园呢。这波爆发出现了一堆各式各样的生物,过于庞杂就不展开了(对,因为我不会)。图 7 是抚仙湖虫,发现于澄江生物群,目前看是最早的具有心血管的生物[4].

8. 煤
动物繁盛了,植物也不甘落后。在二叠纪植物繁盛,而能分解植物遗体的真菌演化慢了一些,于是积累了大量的木质沉积成煤。下图为日常生活中常见的煤。

9. 溢出性玄武岩 / 大火成岩省
盛极必衰,物极必反。在二叠纪的欣欣向荣之后,是二叠纪 - 三叠纪之交的生物大灭绝事件。这次大灭绝的成因有几种观点,由西伯利亚大火成岩省导致是其中一种。整个地球历史之中都有大火成岩省产出,中、新生代大火成岩省被保存得最为完好[5]。西伯利亚大火成岩省广义的覆盖面积达 2.5*10^6km^2, 熔岩体积约 4 *10^6 km^3 [6,7]. 火山活动除了用岩浆盖住了这两百多万平方公里之外,还把大量奇奇怪怪的物质扔进了大气。据估计,这个大火成岩省事件大约释放了 6300~7800 亿吨硫, 3400~8700 亿吨氯, 7100~13700 亿吨氟[8]。 图 9 为俄罗斯某地溢流玄武岩。

10. 含油气砂岩
这类岩石是我最喜欢的,它记载着生命的律动,存储着生命的过往,是动态的过去,也是静态的现在。(夸金主几句有错吗?!)这砂岩,就是我们的衣食父母!这油气,就是我们的稻米钱粮!图 10 为一块含油的砂岩,我们的任务就是隔着千八百米找到这点油,然后其他同志们想辙给它弄出来。

11. 页岩
页岩也是一种分布广泛的沉积岩,它和其他沉积岩一起记录了海平面的变化(再多说容易露怯)。

12. 冰川漂砾
虽然现在这个时代在暖化,但是地球也有冻上的时候。冰川滚滚而来又滚滚而去,把沿途的东西或者碾碎,或者带走。图 12 为美帝某地的一处冰川漂砾。

13. 礁灰岩
环境塑造生物,生物也改变着环境。除了各种扰动,生物也能进行规模宏大的建造。图 13 为澳大利亚大堡礁的航拍。虽然还不是岩石……

14. 水泥 / 混凝土
人类世的标志物之一,其分布极为广泛。目前成岩情况不明。

[1] Nutman, A. P., Bennett, V. C., Friend, C. R., Van Kranendonk, M. J., & Chivas, A. R. (2016). Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures. Nature, 537(7621), 535.
[2] Dilek, Y., & Furnes, H. (2014). Ophiolites and their origins.Elements,10(2), 93-100.
[3] 赵振华. (2010). 条带状铁建造 (BIF) 与地球大氧化事件.地学前缘,17(2), 1-12.
[4] Ma, X.-Y.; Cong, P.-Y.; Hou, X.-G.; Edgecombe, G. D.; Strausfeld, N. J. An exceptionally preserved arthropod cardiovascular system from the early Cambrian. Nature Communications. 2013, 494: 3560. ISSN 2041-1723. doi:10.1038/ncomms4560.
[5] 夏林圻, 徐学义, 李向民, 夏祖春, & 马中平. (2012). 亚洲 3 个大火成岩省 (峨眉山, 西伯利亚, 德干) 对比研究.西北地质,45(2), 1-26.
[6] Fedorenko, V. A., Lightfoot, P. C., Naldrett, A. J., Czamanske, G. K., Hawkesworth, C. J., Wooden, J. L., & Ebel, D. S. (1996). Petrogenesis of the flood-basalt sequence at Noril'sk, north central Siberia.International Geology Review,38(2), 99-135.
[7] Fedorenko, V., Czamanske, G., Zen'ko, T., Budahn, J., & Siems, D. (2000). Field and geochemical studies of the melilite-bearing Arydzhangsky Suite, and an overall perspective on the Siberian alkaline-ultramafic flood-volcanic rocks.International Geology Review,42(9), 769-804.
[8] Black, B. A., Elkins-Tanton, L. T., Rowe, M. C., & Peate, I. U. (2012). Magnitude and consequences of volatile release from the Siberian Traps.Earth and Planetary Science Letters,317, 363-373.
[9] 中国地质调查局. (2016) 陆域能源矿产地质调查.