地質學家的浪漫:見證「海枯石爛」的蛇紋岩

Storyteller/簡至暐(Blattus

以中文表達愛情永恆的成語中,人們一般都會認定「海枯石爛」的說法是種誇飾:海洋如此廣袤深邃,怎麼可能枯竭?岩石如此剛硬堅強,又怎麼可能爛朽?真要實現這等異事,想必得花上極為漫長的歲月吧?因此,用海枯石爛來比喻感情得以長久延續,不啻氣勢恢弘又情思澎湃的修辭啊!

從涉及時間尺度動輒億萬年的地質學的角度來看,「海枯石爛」的確不是比喻,而是既不奇異也不罕見的事實。許靖華博士的名著《古海荒漠》精彩的闡述了海洋也能乾涸的地球歷史事件,而風化、侵蝕與土壤生成等地質作用也體現出岩石並非永垂不朽的物體。因此,一樣是浪漫的戀人絮語,在地質人耳中,海枯石爛一語便不只是對漫長時光的馳騁想像,反而成了契合自然現象的直白陳述。

話雖直白,卻也不一定煞風景——作為愛情信物的素材,若能寄託地質科學的知識,讓浪漫的表現在感性之外也能兼備知性,不是更加美妙嗎?好比鑽石,也就是精心琢磨的金鋼石,便是利用其在所有礦物中擁有最高硬度的特性,來作為對愛人抱持堅貞誓約的象徵;因此,我們或許也能以混同岩體(mélange)內歷經蛇紋岩化作用(serpentinization)的橄欖岩,具體地印證何謂「海枯石爛」吧!

台東大橋附近利吉混同岩體中的蛇綠岩塊(圖片來源:簡至暐)

好、好,先暫停一下……你們科學家就是愛賣弄專業術語,也不管人家聽得懂還是聽不懂……筆者好像聽到有讀者在這樣抗議了。看官稍安勿躁,沒寫地質名詞解釋懶人包的原因,在於筆者本身就是個懶人所以懶得特別寫,而是在後文中馬上淺顯(儘量)又簡短(或許)的穿插並說明這些專有名詞的意義。

好的,讓我們繼續看下去——

在板塊構造理論中,地球表層的岩石圈可劃分為數個單元,也就是「板塊」。大家可以想像一顆3D立體拼圖似的地球模型,板塊就像是一塊塊拼片,只不過這些拼片彼此間並不完美嵌合,而有著穿插、疊合或錯移的情形。這些發生在板塊的邊界上的種種相對運動現象,可以歸納為三大類型:彼此靠攏的稱為聚合式板塊邊界、彼此分開的稱為分離式板塊邊界、而彼此平行錯移的則稱為錯動式板塊邊界。前面提到的混同岩體,便是常發育在聚合式板塊邊界上的產物之一。

住在當今地球上最活躍造山帶之一的臺灣島上的諸位讀者,應該已經對以下這段話耳熟能詳:「臺灣是位於歐亞板塊與菲律賓海板塊之間的碰撞造山帶……(以下略)」,沒錯,形成地球上大多數造山帶的造山作用,幾乎都發生在聚合式板塊邊界上,臺灣這個造山帶也不例外。但在整個板塊聚合的過程中,碰撞造山其實已經是進入高潮並接近尾聲的階段了。

在一齣兩板塊中至少有一個具有海洋地殼的聚合大戲中,常常是由板塊隱沒而形成火山島弧熱鬧地開場。因為海洋地殼的密度較大而大陸地殼密度較小,帶有海洋地殼的岩石圈在與帶有大陸地殼(或密度比較小的海洋地殼)的岩石圈靠攏時,前者便會沈入後者之下,這就是所謂的「隱沒作用」。板塊隱沒時可以將水分帶入較深部的岩石圈而降低其熔點,產生形成島弧火山的岩漿庫;隱沒的板塊之上的沈積物則被剷刮並堆疊成「增積岩體」。

板塊邊界示意圖(圖片來源:Geostory)

至於隱沒的板塊本身呢?雖然大半會瓦解銷融在地函之中,但仍有部分的海洋地殼物質(還記得嗎?會隱沒的板塊都帶有海洋地殼)會隨著剷刮作用而殘存在增積岩體中。這些帶有海洋地殼的岩石圈,統稱為「蛇綠岩套(Ophiolites)」,是由一系列的火成岩和少許深海沈積岩所組成,其中屬於海洋地殼的部分是深海的泥岩或燧石,以及枕狀玄武岩、玄武岩席狀岩墻和輝長岩等基性火成岩,而屬於上部地函的部分則是超基性的橄欖岩。這些蛇綠岩套的岩石可能成套出現,也可能經歷強烈構造作用剪切變成碎塊,而成為在以沈積物為主的增積岩體中的「外來岩塊」。「mélange」在原文中的意思是「混合物」;混同岩體,便是含有岩性迥異的「外來岩塊」的岩石。

蛇綠岩套Ophiolite(圖片來源:Geostory)

聰明的讀者這時應該也能舉一反三的推想到,同樣位於聚合性板塊邊界上的臺灣,一定也能找到混同岩體吧?

沒錯,而且還不只一個!地質學家總共在臺灣辨認出三個混同岩體,分別是海岸山脈的利吉混同岩體、恆春半島的墾丁混同岩體以及中央山脈東翼的玉里混同岩體。雖然地質學界對於它們的成因和大地構造環境的意義還眾說紛紜,甚至認為還有其他的構造運動作用及地質作用也可能形成混同岩體,但普遍都同意蛇綠岩套就是海洋地殼及其下的上部地函物質,因此,若是屬於蛇綠岩套的火成岩塊出現在某個造山帶中,無論其完整或破碎,都代表過去曾經存在某個海洋,只是在板塊聚合的過程中,這個海洋已經隨著岩石圈的隱沒而消失了……

這便是「海枯」。

除了海洋地殼外,蛇綠岩套也包含部分上部地函的岩石,也就是橄欖岩類。這類岩石在地殼環境中是不穩定的,換句話說,如果被構造運動作用帶往接近地表的環境中時,就會開始發生「蛇紋岩化作用」而轉變成蛇紋岩,在此過程中岩體的體積會膨脹約40%,加上岩體最主要的成分由相對堅硬的橄欖石轉變為脆弱的蛇紋石,使得岩體常變得極度破裂甚至粉碎。

於是乎「石爛」。

海枯,在造山帶出現混合著海洋板塊成分的蛇綠岩套,象徵曾經的海洋受板塊聚合影響而消失。

石爛,受到板塊擠壓而帶到地表的橄欖岩類,受到蛇紋岩化作用型成蛇紋岩,同時受到的壓力降低、體積膨脹,岩體變得脆弱容易破裂。

怎麼樣,海枯石爛是不是最能貼切形容從橄欖岩轉變為蛇紋岩的地質背景與過程?話說回來,雖然蛇紋岩綠油油的顏色可能會引發戀愛上不太恰當的聯想,而其不如橄欖岩堅硬的脆弱岩性也不太符合愛情的堅貞期待,但經過重重考驗後質地變得溫潤,又是兩個板塊「深情相擁」之下的結果,以上所述的所有地質作用需要經歷的時間尺度,以壽定凡人的短暫觀察時限而言,也的確長久得足以用來形容愛情的綿長堅定,所以,應該夠格成為愛情的信物吧?畢竟……這可是有地質學知識掛保證的喔。

下一個情人節,不妨到野外採顆蛇紋岩當素材,做個高貴不貴又別具深意的禮物吧!