钟乳石的微观特征

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钟乳石是喀斯特地区溶洞中的常见现象。其形成原因是由于水对石灰岩的长期溶解和侵蚀。溶洞都分布在石灰岩组成的山地中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时会发生反应生成溶解性较大的碳酸氢钙;溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉淀下来,同时放出二氧化碳。
地表水(河流)或者地下水沿着石灰岩为主的岩石间隙慢慢向下渗透,不断地溶解着其中的碳酸钙。水在以很小流量甚至是在滴落的过程中,溶解在水中的碳酸氢钙会因温度或压力发生改变而重新析出,日积月累就形成钟乳石。喀斯特地区的溶洞顶部常有很多裂隙,每一处裂隙里都有水滴不断渗出来,每当水介质条件发生改变就发生碳酸钙的沉淀。一滴、两滴、三滴……水不断地向下渗漏,碳酸钙的这种沉积作用就不断地发生,洞顶上的石灰质愈积越多,便生成一个个乳头——这就是钟乳石。钟乳石是从高处向下长的,乳头外面不断地包上一层层石灰质,便会使其越垂越长,有的钟乳石的长度能达到好几米。石笋是从低处向上长,当洞顶上的水滴落下来时,石灰质也在地面上沉积起来,形成对着钟乳石向上长的石笋。石笋底盘较大,比较稳定,不容易折断,它的“生长”速度常比钟乳石要快。石笋的最大高度能达30米,像是一座平地里长出来的“石塔”。不断向下生长的钟乳石,有时候也会和往上长的石笋接在一起,连接成一个“石柱”,两头粗,中间细,很像是人工凿出来的一般。在许多石灰岩洞里,钟乳石和石笋多数不是连在一起的,因为不是钟乳石折断了,就是过多的石灰质堵塞了水滴的通路,水滴被迫改变路径转移到另一处,又长出一根新的钟乳石。这样,钟乳石和石笋就不会“碰头”了。
钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年的时间。由于形成时间漫长,钟乳石对地质考察有着重要的研究价值。 钟乳石多色泽美丽,晶莹剔透,常见的有乳白、浅红、淡黄、红褐,有的多种颜色间杂,形成奇彩纷呈的图案。钟乳石和石笋每年只增长1毫米左右。随着时间的推移,就会形成千姿百态、十分壮观的天然建筑物,像笋状、柱状、帘状、葡萄状,还有的似各种各样的花朵、动物、人物等,清晰逼真,栩栩如生,因此它的观赏价值很高,可做上等观赏石。
下面是一组来自网络的钟乳石图片:
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下面是我在显微镜下拍到的一组钟乳石的微观照片:
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这是切片时的手标本,样品采自湖南张家界某溶洞(黑色方框是切片位置)
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拍自钟乳石切片2
钟乳内部具明显的圈层构造,圈层由方解石为主的碳酸盐矿物所组成,圈层之间由富含杂质的碳酸盐层所分割,可能反映着一期生长间断。受切片方位与钟乳方向的影响,部分钟乳内方解石呈纤维状、纤柱状,部分则呈分布杂乱的晶粒状。(单偏光)
37钟乳石切片2 拍自 钟乳之间杂质含量明显较高(单偏光) 可见很多个圈层结构,每个圈层代表着一个钟乳,钟乳内方解石呈不规则晶粒镶嵌状,
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拍自钟乳石切片2
由很多个圈层组成的钟乳,每一层富含杂质呈同心层代表着一个短暂的生长周期,钟乳由晶粒状或纤柱状方解石组成 (单偏光)
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拍自钟乳石切片1
一个小钟乳的内部结构,由若干同心圈层所组成,不同圈层间由富含杂质的圈层相隔。每一圈层内的方解石晶体均具有长轴垂直底质表面的优选方位,近底部的方解石生长速度较快,其晶粒细小;而近顶部的方解石生长速度比较缓慢,晶体则相对粗大 (单偏光)
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拍自钟乳石切片1 由若干同心圈层所组成钟乳,纹层宽窄不一,呈不规则状,不同圈层间由富含杂质的圈层相隔。每一圈层内的方解石晶体均具有长轴垂直底质表面的优选方位,近底部的方解石生长速度较快,其晶粒细小;而近顶部的方解石生长速度比较缓慢,晶体则相对粗大
(单偏光)
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拍自钟乳石切片1
两个钟乳之间由对壁生长的晶粒镶嵌状方解石所充填(单偏光)
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拍自钟乳石切片1
钟乳内部圈层宽度不一,部分钟乳之间呈不规则状接触
(单偏光)
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拍自钟乳石切片1
一个小钟乳的内部结构,由若干同心圈层所组成,不同圈层间由富含杂质的圈层相隔。每一圈层内的方解石晶体均具有长轴垂直底质表面的优选方位,近底部的方解石生长速度较快,其晶粒细小;而近顶部的方解石生长速度比较缓慢,晶体则相对粗大(正交偏光)
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拍自钟乳石切片1
一个小钟乳的内部结构,由若干同心圈层所组成,不同圈层间由富含杂质的圈层相隔。每一圈层内的方解石晶体均具有长轴垂直底质表面的优选方位,近底部的方解石生长速度较快,其晶粒细小;而近顶部的方解石生长速度比较缓慢,晶体则相对粗大;略宽的纹层中,方解石呈半自形晶粒镶嵌状(正交偏光)
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钟乳石切片1-7
部分钟乳内部呈空心状,红色为注入的有机玻璃(单偏光)
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拍自钟乳石切片1
单个钟乳内部呈空心状( 红色为注入的有机玻璃),在邻孔洞一侧
碳酸盐结晶相对较好(单偏光)
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拍自钟乳石切片2
圈层呈不规则状,碳酸盐矿物呈纤柱状垂直杂质纹层生长(单偏光)
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拍自钟乳石切片2
方解石呈纤柱状,圈层宽窄不一, 每一圈层内的方解石晶体均具有长轴垂直底质表面的优选方位,近底部的方解石生长速度较快,其晶粒细小;而近顶部的方解石生长速度比较缓慢,晶体则相对粗大(单偏光)
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拍自钟乳石切片2
由很多细而密的圈层组成,不同圈层间方解石晶体呈连生状 , 染色后部分未染上色,可能不全是由方解石组成,大部分可能为文石(?)(单偏光)
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拍自钟乳石切片2
可能为斜交钟乳的切面,方解石呈纤柱状、晶粒状交织状生长
(单偏光)
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拍自钟乳石切片2
由若干同心圈层所组成的钟乳,不同圈层间由富含杂质的圈层相隔。每一圈层内的方解石晶体均具有长轴垂直底质表面的优选方位,近底部的方解石生长速度较快,其晶粒细小;而近顶部的方解石生长速度比较缓慢,晶体则相对粗大(单偏光)
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