地質探險的開始：瑪麗斯峰的奇觀

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點

八年前的這個月，我第一次和洛克伍德·德威特一起跳進汽車，學到了我地質旅行中最寶貴的一課。你可以閱讀大量的書籍和部落格。你可以參加一些地質課程。你可以自己進行地質考察。但是，沒有什麼比讓一位地質學家帶你親自參觀他們非常熟悉的地點更棒了。

你能在一次短暫而多雨的旅程中收穫多少地質知識？結果證明，數量非常龐大。而且，由於基拉韋厄火山仍然很無聊，我想我應該重溫一下那次公路旅行。別擔心。即使火山已經死了數百萬年，這裡仍然有很多火山活動。來吧，來吧，和我們一起參觀令人眼花繚亂的奇妙地質景觀吧！

第一天：俄勒岡州科瓦利斯的瑪麗斯峰

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瑪麗斯峰是位於俄勒岡州科瓦利斯附近海岸山脈中這座長而下垂的山。從遠處看，它看起來並不起眼，特別是如果你習慣了奧林匹克山脈和北喀斯喀特山脈雄偉險峻的山峰。它看起來寧靜而溫柔，就像一位慈祥的小老奶奶，在喀斯喀特山脈年輕而狂暴的火山旁邊。但是，表面上看起來甜美而無聊的老山的問題是，它們非常具有欺騙性，就像那位總是為鄰居的孩子烤餅乾的白髮老人一樣——而這雙手曾經射殺了納粹分子。然後你會發現，這只是她漫長而激動人心的人生中的一個小插曲。

瑪麗斯峰經歷了很多事情，各位。讓我們去拜訪她，聽一些故事。

玻璃質凝灰岩和擦痕

我們停靠的第一個地方之一是這塊巨大的黑色岩石肩。 這塊岩石經歷了很多。它誕生於水下，當時玄武岩噴發並破碎。這種物質由鐵鎂玻隕石組成，這是一種在鎂鐵質熔岩突然在水中淬火時形成的玄武質玻璃；一些微小的枕頭；加上火山灰凝灰岩和一些其他雜物，它們都焊接在一起形成一個固體。然後，當構造運動將瑪麗斯峰從海洋中抬到陸地上時，這塊岩石沿著斷層被擠壓和刮擦，留下了拋光和有溝槽的表面，稱為擦痕。

這個地方還有更多地質知識！請在此處檢視洛克伍德關於此的帖子。

球狀風化和柱狀節理

因此，水下玄武岩熔岩流通常意味著枕狀熔岩，但舊熔岩流中並非所有圓形形狀都是枕狀熔岩。 在這些柱狀節理出露的地方有一個很好的例子。當你有這樣的節理岩石時，風化可以從多個方向侵蝕並磨損稜角，形成漂亮的圓形岩石。這被稱為球狀風化。稍後我們將看到如何區分這種化學風化形式和真正的枕狀熔岩。

至於柱狀節理，要記住的關鍵是它們垂直於冷卻前沿形成。這意味著你可以透過柱狀節理的方向來了解不再存在的地形！從現有的出露情況來看，這些柱狀節理的方向很難推斷出來，但這種熔岩流可能填充了一條古老的河道。還有其他線索告訴我們這是一個次生火山熔岩流：你能找出它們嗎？

枕狀玄武岩

這個出露面令人歎為觀止。我發誓我第一次看到它時，我的心臟幾乎停止了跳動：一座山頂上的枕狀熔岩山。數百萬年前，孕育這些巨大枕頭的熔岩流溢過海底；今天，它們位於空中 4,000 英尺高的地方。板塊構造的力量在這裡充分發揮作用。

枕狀熔岩像昨天一樣新鮮，並顯示出它們與風化成球形的岩石之間的明顯差異。你可以看到它們皮膚的鱷魚紋理，閃耀著快速淬火的火山玻璃的光澤。你可以觀察到它們從外向內冷卻和收縮時形成的放射狀節理——還記得垂直於冷卻前沿形成的節理嗎？這就是當冷卻前沿在四周時它看起來的樣子。在枕狀熔岩之間是我們老朋友玻璃質凝灰岩。並且沸石在枕狀熔岩內部和之間形成，在黑色基質中顯得格外醒目。這個地方有足夠的地理知識讓你忙上幾年！

斷層

當你的火山島和海底被推高到空中時，你就會有斷層。瑪麗斯峰上的許多斷層，比如這些，即使對於業餘愛好者來說也很明顯。斷層可以像這些一樣相當小而狹窄，也可以是破碎和侵蝕的岩石的山谷範圍帶。正是沿著各種形狀和大小的斷層，瑪麗斯峰才從海平面以下被推高到數千英尺的空中。

濁積岩

哦，各位，這是瑪麗斯峰上最棒的東西之一：濁積岩！這些砂岩、泥岩和粉砂岩的層狀蛋糕告訴我們關於這座山過去的許多資訊。你有一片乾燥的火山土地，被風化形成大量的沙子和淤泥。你有一些充滿這些東西的陡峭水下斜坡。而且你可能經常發生大型地震，將它們全部鬆散地變成大規模的水下滑坡。這些岩層中充滿了破碎的植物化石，證明了熔岩流的力量。非常非常棒。誰說普通的棕色岩石很無聊？！

輝長岩

啊，就是製作“黑色花崗岩”檯面的材料。 這種奇妙的鎂鐵質岩石在柔軟的沉積層上方形成了一層厚厚的岩床，並在地下深處緩慢冷卻。但並非均勻冷卻！其礦物成分的不規則性表明，這種輝長岩迅速失去了部分揮發性物質，如水，在其餘的少量橄欖石與二氧化矽發生反反應變成輝石之前，就淬火了岩石。聽起來很複雜？這種岩石的地球化學及其礦物晶體所講述的故事可以讓你忙上十年。

正是由於輝長岩，瑪麗斯峰才如此高聳。 其上方數英里的較軟岩石已經侵蝕殆盡，如果不是因為那層堅固的結晶物質覆蓋著它，下面的沉積岩也會遭受同樣的命運。

巖芯樣本

在帕克溪瀑布附近的輝長岩中，你可以看到古地磁學研究的證據：巖芯取樣鑽留下的孔洞。輝長岩中微小的磁性礦物凍結時指向磁北（或南，如果岩石在極點反轉時冷卻）。我們可以研究它們的方向和傾斜程度，以確定這個巖體的先前方向，以及它在沉積時大致離赤道有多近。太酷了！

帕克溪

這條陡峭的瀑布溪流講述了許多關於抗侵蝕岩層形態的資訊。而且它表達得非常漂亮。

接下來：人行道地質學和巨大的洪水！