钟乳石和石笋形成的原因,钟乳石和石笋是怎么形成的

钟乳石和石笋是怎么形成的洞穴里的钟乳石和石笋背后有一些复杂的化学物质 。
钟乳石和石笋装点着世界各地的洞穴 。钟乳石从顶端垂下来 , 石笋从地面上升起 。它们的生长速度令人难以置信地缓慢,有些非常古老,甚至早于现代人类 。
当滴水接触到洞穴空气时,这些牙齿状的岩层就会生长 。水携带着溶解的矿物质,这些矿物质是从地球表面携带而来的 。当它穿过洞穴时 , 会留下微小的矿物痕迹,一滴一滴地形成每一个钟乳石 。
钟乳石是什么形状的?
【钟乳石和石笋形成的原因,钟乳石和石笋是怎么形成的】大多数钟乳石是锥形的:顶部很厚,底部逐渐变细 。但有些是空洞的 。这些钟乳石形状像稻草,当水从中心流下时就会生长 。随着每一滴水滴的蒸发,它会在管子底部留下另一层矿物质外壳 。
洞穴里的吸管非常脆弱,轻轻一碰就会碎,在陈腐的洞穴里难以找到 。
有些吸管状的钟乳石似乎能抵抗地心引力 。这些结构被称为斜螺旋 , 具有向各个方向倾斜的扭转、马刺和节 。科学家们不确定它们是如何形成的 , 但他们认为这可能是表面张力作用和风的结合 。
通过洞穴的气流的微小变化,或者生长中的钟乳石中晶体方向的微小变化,都能把微小的水滴吸引到新的方向上 。它们不会在重力作用下滴落在地面上,而是向一侧甚至向上移动 , 在移动的过程中将矿物质留在了地面上 。
钟乳石和石笋含有什么?
据英国皇家化学学会称,你在洞穴中看到的大部分钟乳石是由碳酸钙制成的 。它形成两种主要类型的晶体: 方解石和文石 。它们的化学式是CaCO3 。
由于这个原因 , 钟乳石往往只出现在周围岩石含有钙石灰岩或白云石的洞穴中 。
钟乳石还可以携带其他化学物质,这使它们具有不同的颜色和纹理 。这些化学物质包括碳酸盐、硫化物 , 甚至蛋白石 。
石灰岩洞穴中既有钟乳石 , 也有石笋 。这些结构生长在地面上,有一个厚实的底部和一个朝向洞穴天花板的点 。有些是扁平的,像煎鸡蛋,而另一些则又长又细,像扫帚 。
石笋通常生长在钟乳石的正下方,吸收掉溅到洞穴地面上的水滴中的任何矿物质 。然而,这两种类型的洞穴装饰并不总是成对出现: 任何一种都可以单独出现 。
其他洞穴特性
石灰岩洞穴也可以包含其他种类的洞穴装饰 。钟乳石和石笋都是滴水石,因为它们是由滴水形成的 。但你也可能看到流石和洞穴爆米花 。
当水从岩壁上涌下来时,流石就会呈片状出现 。它们看起来像钟乳石的窗帘 , 像被时间冻结的瀑布挂在一起 。有时流石含有水留下的矿物的颜色层,因此它们被称为“洞穴培根” 。
洞穴爆米花是水从岩石的气孔中流出,形成像浆果一样的凸起和块状物 。
石灰岩钟乳石的化学性质
当雨水从石灰岩中滴下时,钟乳石和石笋就形成了 。在这一过程中,它会从空气中吸收二氧化碳 , 从它流经的任何有机物中吸收二氧化碳 。二氧化碳和水反应生成一种弱酸,叫做碳酸 。这种酸可以溶解石灰石 , 与方解石发生反应,并将其吸入水中,形成碳酸氢钙 。
当水滴进洞穴时,又与空气接触 。在那里,它释放二氧化碳,钙从溶液中出来,再次形成岩石般坚硬的方解石 。
奇怪的钟乳石
你知道石笋和钟乳石并不都是在洞穴里发现的吗?你可以在混凝土建筑下看到它们 , 在熔岩管中,甚至在冬天 , 它们悬挂在你的车库旁边 。这是因为石笋和钟乳石并不总是由石灰岩构成的 。
冰钟乳石可能是最常见的钟乳石 。它们是在温度低到足以让水结冰,但阳光充足时再次融化的时候形成的 。融化的水向地面滴流,在到达地面之前再次冻结 。
来自剑桥大学和亚利桑那大学的科学家们利用照片、数学和物理学来研究为什么冰柱是尖尖的 。他们注意到,当水往下滴时 , 它们混合在一起形成了一层薄膜 。这片薄膜释放热量 , 在冰柱周围形成一个温暖的空气袋 。暖空气上升,这意味着冰柱底部的水结冰速度加快,使得冰柱顶端变长变薄 。
根据英国皇家化学学会的研究,你可能在日常生活中看到的另一种钟乳石是混凝土钟乳石 。你可以在停车场甚至你家的管道上找到它们 。混凝土含有氧化钙,当碱性液体通过时,氧化钙就会溶解 。当这种液体接触到空气时 , 钙从溶液中出来,形成一种叫做方解石的坚硬物质 。如果滴得足够快,方解石石笋也会开始形成 。
其他奇怪的钟乳石就更难找到 。熔岩钟乳石形成于被称为熔岩管的隧道中 , 熔岩管携带着地球下面的熔融岩石 。当熔岩管的顶部开始冷却时 , 它会有一层表皮,有点像一碗奶油冻 。下面,炽热的气体不断膨胀 , 挤压皮肤并将其拉伸,形成空心管,硬化成坚硬的岩石 。
钟乳石石笋石柱的形成原因钟乳石(stalactite),又称石钟乳,是指碳酸盐岩地区洞穴内在漫长地质历史中和特定地质条件下形成的石钟乳、石笋、石柱等不同形态碳酸钙沉淀物的总称 。钟乳石(stalactite)的形成往往需要上万年或几十万年时间 。由于形成时间漫长 , 钟乳石对远古地质考察有着重要的研究价值,在石灰岩里面,含有二氧化碳的水 , 渗入石灰岩隙缝中,会溶解其中的碳酸钙 。这溶解了碳酸钙的水,从洞顶上滴下来时,由于水分蒸发、二氧化碳逸出,使被溶解的钙质又变成固体(称为固化) 。由上而下逐渐增长而成的,称为"钟乳石" 。可入药 。
钟乳石石笋形成的原理钟乳石的主要成分是碳酸钙 , 在一定条件下与水和二氧化碳反应生成能溶于水的碳酸氢钙,溶有碳酸氢钙的水在流动的过程中 , 或滴落的时候,温度发生变化 , 可溶的硋酸氢钙分解生成了不溶的碳酸钙,于是就出现了不同形状的石笋和钟乳石 。是千百万年长时间的积淀,不是一时一瞬形成的 。

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文章插图
钟乳石的主要成分是碳酸钙 , 在一定条件下与水和二氧化碳反应生成能溶于水的碳酸氢钙,溶有碳酸氢钙的水在流动的过程中,或滴落的时候,温度发生变化,可溶的硋酸氢钙分解生成了不溶的碳酸钙 , 于是就出现了不同形状的石笋和钟乳石 。它是千百万年长时间的积淀,不是一时一瞬形成的 。
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 , 重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳 。洞顶的水在慢慢向下渗漏时,水中的碳酸氢钙发生上述反应,有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日久天长洞顶的形成钟乳石 , 洞底的形成石笋,当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱 。
溶洞里面的钟乳石和石笋是怎么形成的溶洞里的钟乳石,也是岩溶作用的产物 , 是水制造出来的 。
当溶洞形成之后,不但洞底有流水 , 洞顶也有水顺着岩层裂隙向下渗漏 。这种从洞顶下渗的水,是沿着很细的石缝向下流动的,所以水流缓慢细?。?基本上都是一滴一滴地渗落下来,这些水里含有从石灰岩中溶蚀出来的碳酸氢钙 。
水珠在洞顶都会停留一段时间才落下来,在这段时间里,随着水分的蒸发,一部分碳酸氢钙又会变成碳酸钙沉积下来,粘附在洞顶的岩石上 。落到同底的水滴,也会在洞底岩石上留下碳酸钙沉积物 。每滴水留下的碳酸钙沉积物是很少的,所以沉积物增长的速度十分缓慢 。
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化学成因
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,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳 。
洞顶的水在慢慢向下渗漏时 , 水中的碳酸氢钙发生上述反应,有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日久天长洞顶的形成钟乳石,洞底的形成石笋,当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱 。
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