石头里居然也有水 一个石一个水

我们生活的地球,常常被称为“水球”——江河湖海里有水,天上的云彩里有水,地下有水,植物动物的身体里有水......
我们人类的脑子里,也有水(开玩笑 。

石头里居然也有水 一个石一个水

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以上事物中有水都可以理解 。
可是,万万没想到!干干巴巴麻麻赖赖的石头里,居然也有水! 石头里的水是什么水,又是怎么进去的呢?今天让我们一起了解一下 。
石头里居然也有水 一个石一个水

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水水灵灵的蛋白石,里面确实有水分
水里有“矿”,矿里就有水
矿泉水大家都喝过吧?那是受污染较少的地下水,里边富含矿物质 。
矿泉水是这样来的——水在地下岩石裂隙中呆久了,就会有一些矿物质溶解在水里,于是矿泉水就出现了,这很好理解 。既然矿物质能溶在水里,那么水自然也能反过来“入侵”到矿物中,与矿物融合在一起 。
石头里居然也有水 一个石一个水

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图片来自:123rf.com.cn
矿物中的水,总共有三种形式 。
当水通过大气降水、地表渗透进入地下后,未必能进入一个安宁的世界——如果岩层内缺少“隔水层”,地下水就会继续往下流,一直流到地层深处的岩浆那儿,化为高温蒸汽 。
石头里居然也有水 一个石一个水

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当岩浆向地表流动,缓慢远离地心并冷却凝固、形成矿物的时候,岩浆中的水也会成为矿物分子结构的一部分,被称为“结构水” 。
有些矿物比如石膏、芒硝、胆矾,大多是从干旱的湖泊水体中析出结晶的,所以水也会混进矿物晶体中,成为“结晶水” 。
还有一种情况,就是如果矿物的质地不够紧密,存在细小裂隙,就会有水分子挤进去,这就有了第三种——“吸附水” 。
都是“水”,它们仨有啥区别呢?
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吸附水,活泼不老实
石头里居然也有水 一个石一个水

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蛋白石
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细腻柔滑、色彩缤纷的蛋白石(又名欧泊),是一种价廉物美的宝石 。虽然名叫“蛋白”,但其实它们并不是有机物,化学成分和石英一样是二氧化硅 。
只不过蛋白石的晶体结构比较特殊,是颗粒极细的“凝胶体”,里面还含有3%~20%的水分 。正是这些水分,让蛋白石美得这么与众不同 。
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蛋白石中的水以吸附水的形式存在
吸附水顾名思义,就是在矿物形成过程中,吸附在矿物颗粒表面或裂隙中的水,是矿物水里最“自由”的一种形式 。吸附水里的水分子身份独立,不与矿物分子结合 。
如果把含有吸附水的矿物加热到100℃,或者把它长期放在特别干燥的地方,水分子就会离开矿物,回到空气中 。失水后的矿物长相会变丑,变得干干巴巴的 。
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失水后的蛋白石,在矿物学上就成了另一种矿物——燧石
在含水的岩层中,吸附水扮演着活跃的角色:一方面它们能微量溶解一些碳酸盐类的矿物,如果吸附水过多,就会使岩石的坚硬程度降低,变得结构疏松、容易破碎 。
另一方面,矿物颗粒间的“空位”被水挤占,其他的液体、气体就很难再挤进去了 。
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欧泊化的动物化石
图片来自:australianopalcentre.com
我们平时养植物、养龟常用的垫料——蛭石,就是一种特别能吸水的黏土矿物 。被吸进蛭石中的水,严格来说并不是吸附水,而是以一种名为“层间水”、介于结晶水与吸附水之间的特殊形态存在 。
蛭石受热时,里面的层间水发生气化,把薄薄的层间缝隙撑大,然后蛭石就膨胀了 。
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蛭石酷似水蛭(蚂蟥),所以叫这个名字
摄影:唐志远
结晶水,别欺负老实人
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