【鐘乳石的形成】

鐘乳石的形成 你到過江蘇宜興的善卷洞和張公洞嗎？你或許去過廣西桂林的七星巖、北京的石花洞和銀狐洞，你一定會被洞中的奇妙景色所吸引吧 。瞧那聳立在洞口的巨石，那挺拔的擎天石柱，巧奪天工的鐘乳石，以及形形色色的嶙峋怪石…… 。這一切是否引起過你的遐想：是誰巧奪天工為我們留下這一令人神往的游覽勝地呢？說來你也許不會相信，這一切并非那個能工巧匠之杰作，而是大自然（巖石、大氣、水、陽光等）的力量長年累月鑄成的佳品 。讓我們通過下述實驗，來了解其中的化學原理吧！ 取一只大茶杯（或試管），將少量熟石灰（即氫氧化鈣）溶解水中，靜置片刻，其中還沒有溶解的熟石灰便沉積在杯底，此時杯中分成兩層：上層是跟水一樣清澈的石灰水，其中含有已溶解的氫氧化鈣；下層是石灰乳，呈渾濁狀態 。把上層清澈的石灰水小心地傾倒在一只試管里約2ml，然后通過一支玻璃管（也可用塑料管——喝汽水用的那種吸管代替）往石灰水里吹氣 。由于人體呼出的氣體中含有二氧化碳，因此石灰水就和它發生了化學反應生成了不溶于水的白色固體石灰石，石灰水變渾濁 。氫氧化碳+二氧化碳→碳酸鈣↓+水 [Ca（OH）2] [CO2] [CaCO3] [H2O] 如果我們繼續往渾濁的石灰水里吹氣，不久，它又變得澄清了 。這是由于二氧化碳與碳酸鈣起作用，生成可溶解于水的碳酸氫鈣，因此渾濁液將隨著沉淀的溶解而變得澄清 。如果把這種澄清液加熱，碳酸氫鈣又轉變為不溶的碳酸鈣，于是溶液又重新變渾濁 。碳酸鈣+二氧化碳+水→碳酸氫鈣 [CaCO3] [CO2] [H2O] [Ca（HCO3）2] 在大自然里，許多石灰巖地帶（主要成份是石灰石），就是由于這個原因而形成了奇峰異洞，生長了鐘乳石、石筍等 。鐘乳石和石筍大不相同，一個像冬天屋檐下的冰柱，從上面垂下來；一個象春天從地面下“冒”出來的竹筍 。洞頂上有很多裂隙，每一處裂隙里都有水滴不斷滲出來，每當水分蒸發掉了，那里就留下一些石灰質沉淀 。一滴、兩滴、三滴……水不斷出現，又不斷地揮發，洞頂上的石灰質愈積越多，終于生成一個乳頭——這就是鐘乳石的“童年”時代 。以后，乳頭外面又包上一層層石灰質，以至越垂越長 。有的鐘乳石的長度能達到好幾米 。石筍是鐘乳石的親密伙伴 。當洞頂上的水滴落下來時，石灰質也在地面上沉積起來 。就這樣，石筍對著鐘乳石向上長 。可以說鐘乳石是“先生”，石筍是“后生” 。但石筍底盤大，本身比較穩定，不容易折斷，所以它的“生長”速度常比鐘乳石還快 。石筍的最大高度能達30米，像是一座平地里長出來的“石塔” 。往下長的鐘乳石，有時候也會和往上長的石筍接在一起，連接成一個石柱，兩頭粗，中間細，不明底細的人還認為是誰鑿出來的呢 。在許多石灰巖洞里，鐘乳石和石筍多數不是連在一起的；那是因為不是鐘乳石折斷了，就是過多的石灰質堵塞了水滴的通路，水滴被迫改變路徑轉移到另一處，又長出一根新的鐘乳石 。這樣，鐘乳石和石筍就不會“碰頭”了 。地下水在鐘乳石和石筍的形成過程中起了決定性的作用 。凡是它流過的地方就會留下痕跡，或是一道溝或是一個洞，或是一根鐘乳石，或是一根石筍，或是一根石柱；把它們組合在一起就成了“樹林”、“珠簾”等奇麗景象 。這種現象在日常生活中也經常碰到：例如用來燒水的壺底常結一層垢 。取出一些加些醋，會看到有大量氣泡產生 。這是因為自來水里含有碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等，水垢的某些成分就是它們在加熱時的分解產物，如碳酸鈣和氫氧化鎂等 。因為大自然中溫度沒有煮開水那么高，所以鐘乳石和石筍等的形成也就沒有那么快，是經過幾萬年的長期沉積，不斷變遷才形成的 。

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