洞壁上冒出一丛白色小花,旁边摊着一片乳白色的软泥,两者成分都接近碳酸钙。手指一碰就分开了:花是晶体,硬而扎手;软泥一按一个坑,指腹上留下白粉。区别不在颜色,在它是晶体还是含水的微米级集合体。
能数出晶面和棱的是石花,反光成点状闪光
石花由毛细水带到洞壁表面的钙、硫离子蒸发结晶而成,常见文石、方解石与石膏。单晶呈针状、片状或花瓣状,长 1–30 毫米,簇生在一起可达 5–50 厘米。晶体有平直的晶面和锐利的棱,手电一照呈点状闪光,不是整片反光。
观察顺序从边缘开始。石花的边缘能看出一根根独立的晶尖,晶尖之间有空隙;整簇虽然连成一片,每一支仍能单独数出来。有晶面、有晶尖、反光成星点状的,是石花。这个特征在干燥状态下最清楚。
表面干爽、边缘糊成一片的是月奶石
月奶石是乳白色、含水量很高的碳酸钙软泥,颗粒细到肉眼无法分辨,通常不足 1 微米。它没有晶面,表面呈哑光,边缘像抹开的牙膏一样糊在壁上,厚度 1–30 厘米不等,湿润时能捏成团。
它的分布位置也有提示。月奶石多出现在渗水缓慢、蒸发弱、长期潮湿的壁面和池底,常与微生物膜伴生。看不出晶粒、边缘晕开、表面发暗的,先怀疑月奶石。本文判断:同一洞段里两者常相邻出现,湿度差几步就能换一种。
最硬的一条是指甲与一滴水:硬度低的会陷进去
不动手也能分,动手更直接。石花的硬度在 3 以上,指甲划不动,小刀能刻出白痕;月奶石硬度只有 1–2,指甲一划就是一道深沟,指腹一搓就掉粉。这个差别比颜色稳定得多。
滴水也能试。石花表面水珠立得住,呈半球形滚落;月奶石吸水快,水滴会摊开并被吸进去,表面留下湿斑。指甲能陷、滴水即吸的是月奶石,两者同时成立才算定案。测试选不显眼的角落,避免破坏景观面。
混进来的是穴生晶花与钙华霜,看晶体是立着还是躺着
洞顶的石膏花、文石针也是晶质,与石花同属蒸发结晶产物,只是晶体更长、更孤立;洞口岩面的钙华霜则是一层薄壳,晶体躺着贴壁生长,没有立体晶尖。三者常被一并叫成石花。
分开看晶体姿态。晶体从壁面直立或斜伸、彼此分离的是石花与穴生晶花;晶体平铺成壳、连成一片的是钙华霜。立体簇生归石花,平铺成壳归钙华霜。晶体长度超过 10 厘米、单根可辨的,多为石膏或文石针。
关键数据
下列尺寸取自洞穴矿物学的常见记录,同一洞内因湿度与渗水化学差异,数值可以相差数倍。
- 石花单晶长 1–30 毫米,簇生集合体 5–50 厘米
- 月奶石颗粒常小于 1 微米,肉眼不可辨
- 月奶石层厚 1–30 厘米,含水时能捏成团
- 石花硬度约 3 以上,指甲划不动
- 月奶石硬度 1–2,指甲可划出深沟
- 洞口钙华霜厚 0.1–2 毫米,晶体平铺
边界:重结晶与污染会抹掉晶体与软泥的分界
重结晶会抹掉证据。月奶石长期失水后会硬化成致密薄壳,指甲划不动,晶面却仍未长出,容易被误判为石花;反过来,石花被持续渗水淋洗后晶面溶圆,闪光消失,也会向软泥状退化。两种情况下单靠手感不可靠。
污染与灯光也会干扰。藻类与灯光苔把白色染成灰绿,晶面被有机膜覆盖;尘土落在月奶石上形成硬壳,滴水试验失效。此时应看新鲜断面,断面里能见针状晶体的是石花,均匀粉状的是月奶石。
参考文献
- Hill C. A., Forti P. Cave Minerals of the World. National Speleological Society. —— 石花、月奶石与洞穴矿物。
- Ford D. C., Williams P. W. Karst Hydrogeology and Geomorphology. Wiley. —— 洞穴次生沉积与蒸发结晶。
- 袁道先 等.《中国岩溶学》. 地质出版社. —— 洞穴沉积类型与术语。