池底铺着一层灰白色的细砂,砂里埋着一颗颗滚圆的小球,像撒了一把珍珠。它们不是砂粒磨圆的,而是碳酸钙一圈圈包出来的。判断的关键不是圆,而是切开后能不能看到一颗核心和包着它的同心层。
表面滚圆只是入门条件,球度与光泽一起看
洞穴珍珠的球度通常很高,长短轴之比多在 0.9 以上,直径 0.5–20 毫米,常见 2–10 毫米。表面被水磨得光滑,呈半金属到玻璃光泽,湿的时候尤其亮。池底散落的个体彼此不粘连,滚动时互相抛光。
同池的砂粒也圆,但光泽暗淡、形状不规则。圆、亮、大小相近三者同时成立,才像珍珠。若颗粒彼此粘结成一团、表面有平直的接触面,说明它停滚过,属于胶结的珍珠团块。
切开看核心与同心层,层数不多但每层都包满一圈
把珍珠切开或找一个破的,中心常有一粒石英砂、一小块滴石碎屑或一个气泡痕。核心外面包着 5–50 层同心方解石,单层厚 0.01–0.3 毫米,层与层之间可夹极薄的泥膜。层是整圈包覆的,不会只长一面。
这一点与鲕粒分得开。鲕粒直径多小于 2 毫米,核心细到看不见,同心层数目多而薄;洞穴珍珠常在 2 毫米以上,核心肉眼可辨,层数少而厚。核心可辨、层数少、单层厚的是洞穴珍珠。
成因判据是滚动:池要浅、水要滴、珍珠要能翻面
形成条件比形态更能定案。池水浅到能露出珍珠,上方有滴水持续扰动,水膜在球面蒸发、二氧化碳逸出,方解石才在暴露面沉淀。珍珠被水滴推着滚动,沉淀面不断更换,球才长得匀。
因此伴生标志很有用。池底要有疏松的白色钙砂,池边要有边石坝围水,水面上方要有滴水线。有浅池、有滴水、有可滚动的钙砂,三者齐备才判为原位珍珠。缺一项,可能只是被水搬来的圆砾。
混进来的是鲕粒、豆粒与被搬运的圆砾
鲕粒与豆粒都产在动荡的浅水环境,粒径分别小于 2 毫米和 2–10 毫米,同心层细密,核心微小,常集体产在同一个层位里。洞穴珍珠则是散落、单独成形,周围没有大规模的同层颗粒。
被地下河搬来的圆砾更麻烦。它们磨圆好、有光泽,但没有同心层,切开是均质岩石或矿物,而不是一圈圈包壳。切开不见包壳的圆粒,一律不算珍珠。这条判据比外观可靠,代价是要破坏一颗样本。
关键数据
下列数值为常见范围,随池水深度、滴水频率与水中碳酸钙饱和度变化,同一池内也能分出大小两群。
- 洞穴珍珠直径 0.5–20 毫米,常见 2–10 毫米
- 长短轴之比多在 0.9 以上,球度高
- 同心层 5–50 层,单层厚 0.01–0.3 毫米
- 鲕粒直径小于 2 毫米,豆粒 2–10 毫米
- 适宜水面深度常在数厘米以内,能露出珠体
- 生长速率多为每百年 0.1–1 毫米
边界:停止滚动会粘连,后期改造会抹掉层界
停止滚动就会粘连。池水下降或滴水改道后,珍珠失去翻面机会,接触处不再沉淀,相邻颗粒被后期方解石胶结成团,球度被接触面破坏;这种团块仍属原位沉积,但不能按单颗珍珠测量粒径。
后期改造也会混淆。珍珠层被地下水重新溶解再沉淀后,同心层边界模糊,核心可能被溶掉留下空洞;酸性地表水渗入还会把方解石换成褐色的铁染壳。此时应结合池形与钙砂层判断,不要只看单颗。
参考文献
- Ford D. C., Williams P. W. Karst Hydrogeology and Geomorphology. Wiley. —— 洞穴珍珠与池水沉积。
- Hill C. A., Forti P. Cave Minerals of the World. National Speleological Society. —— 穴珠形态与胶结。
- 袁道先 等.《中国岩溶学》. 地质出版社. —— 洞穴沉积物分类。