玄武岩的“前世今生”

金紫玉

编者按：“读万卷书，行万里路”，研学的意义在于学生可以从实践中学，在学习中实践，能够提升中小学生的自理能力、创新精神和实践能力。本版以广州华美英语实验学校初一学生的湛江研学作品3篇为例，讲述位于湛江市雷州半岛的人文与自然地理风貌。通过此次湛江研学之行，学生结合书本理论知识，在现场亲自观察、思考、探究玄武岩的结构、特点与“菠萝的海”的气候、环境等，真正做到了“学思结合，知行统一”。

【摘要】湛江火山地貌广泛发育，让人惊叹的是形态各异的棱柱状岩柱。经调查了解到，這种高大、柱状的岩石被称作 “玄武岩柱状节理”，是岩浆在喷出冷凝过程中的特殊作用形成的。

【关键词】玄武岩;柱状节理;风化

2020年7月，我跟随华美学校及好奇心旅行教育的老师来到了风光秀丽的滨海城市湛江市。湛江坐落于中国大陆最南端，地域上为雷州半岛，隔着琼州海峡与海南岛遥相对望。通过查阅文献可知，雷州半岛主要的地貌类型为玄武岩台地。台地的形成主要源自近10万年以来的7次大规模火山喷发，如今火山已经死去，但是经历了长期的风化侵蚀，形成了雷州半岛特殊的土壤与火山地貌。在研学过程中，位于徐闻县靠近海边的一个玄武岩近似六边形的柱状节理剖面，引起了我浓厚的兴趣，也引发了我的思考。通过实地调研和导师的讲解，并结合自己查阅的文献资料我终于弄明白了以下两个问题。

一、玄武岩是怎么样形成并变成土壤呢？

我查阅了下资料，得知“玄武岩”一词，是源自日本的，在日本兵库县这个地方，有个玄武洞，在此洞中发现了黑色的橄榄玄武岩，所以这类岩石就以此命名。研学导师也介绍，玄武岩是由火山喷发出地表后冷却凝固而成的一种岩石。它类属于岩石分类中的岩浆岩，颜色多为黑色的，很多有气孔。

玄武岩在形成之后，经过了千万年的风吹雨打，日晒雨淋，在高温和低温交替的变化之下，时而热胀时而冷缩，就会使得岩石受力裂开，在其表面形成裂隙。在这样一次次的重复作用之下，玄武岩便会被分解形成小块的岩石，随后继续在日晒雨淋的作用之下，小块的碎屑岩石形成了土壤。这就是为什么玄武岩是地壳的主要组成物质，但是我们并不常见的原因。我们将以上这个过程称为岩石的风化，经过风化，岩石最后变成了泥土覆盖在了基底岩石的上方。在此次的研学考察点，我们发现覆盖在玄武岩上方的是砖红壤，是偏棕红色的泥土，在南方热带亚热带地区比较常见，这里土的颜色是由当地的气候条件决定的，与当地高温多雨的气候有着极大的联系。

二、为什么会形成神奇的六边形的柱状节理？

如图1所示，在红色土壤下面是棱柱状岩柱，比较规则，规模较大，造型奇特。据导师介绍，这便是玄武岩的柱状节理。柱状节理是火山岩冷却时形成的柱状体节理，节理柱以六边形或五边形最为常见，大多数节理面平直而且相互平行，节理柱的直径可以从几厘米到数米不等。

根据导师介绍，玄武岩柱状节理成因说法较多，大家比较认可的一种说法是“冷却收缩说”。这个学说认为，玄武岩流中柱状节理是由于厚厚的高温岩浆流表面遇到空气后而冷却形成，因物质存在热胀冷缩现象，表面冷却的岩浆流无法达到绝对平面，进而形成多个收缩中心，收缩中心附近的物质向收缩中心聚集，而不同收缩中心之间某一位置便会由于物质向两个不同方向拉伸而产生断裂，这些断裂自表及里发育，从而形成规则的棱柱状形态。实际上，玄武岩柱体形成时受到种种环境条件的影响，特别是岩体结构并不均匀，因而在柱裂断面上，就形成六边形、边形等多种组合情况。

我们在考察地点采集了泥土样品，模拟演示六边形节理的形成过程。首先从红色土壤中筛分出颗粒比较细的黏土，将采集到的黏土加水制作成浓稠的泥浆，然后将泥浆放入蒸发皿中，最后放到酒精灯上加热。随着泥浆中的水分的不断减少，泥浆自表及里出现龟裂，其干裂的纹理与玄武岩柱状节理的六棱柱状颇为相似，其形成原因也较为类似，二者的区别在于泥浆收缩是由于失水收缩，而岩浆的收缩则是由于温度降低而收缩。

三、结语

自然界中千奇百怪的地貌，都是在地球内力和外力地质作用下形成的，而这就是大自然的鬼斧神工，不由得令人惊叹。在此次研学过程中，我被玄武岩这独特迷人的地貌深深吸引。在湛蓝的海边伫立着一块一块的玄武岩头，仿佛“站”在海边眺望远方。没有人知道它们在那“站”了多久。就这样站着，孤零零的，看着沙滩上的人来人往，等待着人们去探寻它的前世今生。

（指导老师：佛山市顺德区第一中学地理教师  陈锟;好奇心（深圳）旅行教育服务有限公司研学课程开发中心  伍詠诗）