洞顶垂下的锥体都朝下,旁边却有一簇细丝横着伸、向上翘,甚至打个圈。它们不服从重力,常被当成畸形钟乳石。真正的差别在供水方式:整根细丝靠中心一根毛细管把水送到尖端,水在尖端蒸发,沉淀就长在尖端。
方向任意、能水平甚至上翘的,先判为卷曲石
卷曲石的生长方向由毛细管的出口位置决定,不由重力决定。直径 0.5–10 毫米,长 1–30 厘米,可水平伸出、向上弯钩或螺旋盘绕,同一簇里方向互不一致。表面有细密横纹,末端钝圆或分叉。
观察要从根部追到尖端。根部固定在壁或顶的晶簇上,中段可看到方向突变的地方,尖端略膨大。不沿铅垂、方向多变、末端钝的细丝,是卷曲石。这一条在无风的洞里最可靠,因为气流也会让普通滴石偏斜。
断面偏心、中心有细孔,是毛细水沉积的硬证据
掰断一根看断面。卷曲石的中央有一根直径 0.05–0.5 毫米的细孔,孔不在正中心,偏向弯曲的内侧;外层同心层厚度不均,外侧厚、内侧薄。普通滴石的中央管居中,外层等厚。
透光也能看。手电贴着照,卷曲石半透明,中心那条暗线清楚可见;细钟乳石透光均匀,看不到偏心暗线。中心孔偏心、外层厚薄不一的,是毛细水沉积。本文判断:偏心方向常指向弯曲外侧,可用来复原生长时的供水路径。
供水速率决定形态:慢则细而卷,快则粗而直
同一套机制能长出两种东西。供水极慢时,水一到尖端就蒸发完,沉淀只在尖端发生,细丝越来越长、越来越卷;供水加快后,水沿外壁流下,沉淀包裹整根,形态转为粗短的锥,最终变成普通钟乳石。
因此洞内常见过渡。一根卷曲石的下段粗、上段细,说明供水量先大后小;尖端突然变粗,说明毛细管堵塞后水改走外壁。粗细突变处就是供水方式改变的位置,比单看弯曲更能说明过程。
混进来的是石花、石发与穴生晶须,看有没有中心孔
石花是晶簇,每根都是独立晶体,有平直晶面和锐棱;石发是极细的石膏或文石纤维,直径可小于 0.1 毫米,柔软可弯;穴生晶须则成片贴在壁上,方向大体一致。三者都不具备偏心中心孔。
分开靠三样:晶面、粗细、中心孔。有晶面的是石花,细到看不见断面的是石发,成片同向的是晶须。只有单根独立、有偏心细孔、方向杂乱的,才归卷曲石。用手电从侧面照,中心暗线是最省事的判据。
关键数据
下列数值为常见范围,随供水速率、洞口风速与蒸发强度变化,同一簇内也能差出数倍。
- 卷曲石直径 0.5–10 毫米,长 1–30 厘米
- 中央毛细孔直径 0.05–0.5 毫米,常偏心
- 石发纤维直径可小于 0.1 毫米,柔软可弯
- 供水慢时纵向伸长多为每百年 0.1–1 毫米
- 方向突变处的粗细差常达 2–5 倍
- 同一簇内相邻个体的方向夹角可超过 90 度
边界:洞口气流会伪装成非重力生长
气流会伪装成非重力生长。洞口段风速可达每秒数米,普通钟乳石的下端被吹偏,形成单向弯曲,但它的中心孔仍居中、外层等厚;把这种偏斜当成卷曲石,是最常见的误判。
断落与覆盖也会干扰。掉在洞底的卷曲石失去根部,方向信息消失,只剩细丝外形;被后期流石覆盖后,表面横纹被填平,透光性下降。此时只能靠断面中心孔确认,不能靠姿态。
参考文献
- Hill C. A., Forti P. Cave Minerals of the World. National Speleological Society. —— 卷曲石与毛细水沉积。
- Ford D. C., Williams P. W. Karst Hydrogeology and Geomorphology. Wiley. —— 非重力沉积形态。
- 袁道先 等.《中国岩溶学》. 地质出版社. —— 洞穴次生沉积类型。