地质探险的开始：玛丽斯峰的奇观

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点

八年前的这个月，我第一次和洛克伍德·德威特一起跳进汽车，学到了我地质旅行中最宝贵的一课。你可以阅读大量的书籍和博客。你可以参加一些地质课程。你可以自己进行地质考察。但是，没有什么比让一位地质学家带你亲自参观他们非常熟悉的地点更棒了。

你能在一次短暂而多雨的旅程中收获多少地质知识？结果证明，数量非常庞大。而且，由于基拉韦厄火山仍然很无聊，我想我应该重温一下那次公路旅行。别担心。即使火山已经死了数百万年，这里仍然有很多火山活动。来吧，来吧，和我们一起参观令人眼花缭乱的奇妙地质景观吧！

第一天：俄勒冈州科瓦利斯的玛丽斯峰

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玛丽斯峰是位于俄勒冈州科瓦利斯附近海岸山脉中这座长而下垂的山。从远处看，它看起来并不起眼，特别是如果你习惯了奥林匹克山脉和北喀斯喀特山脉雄伟险峻的山峰。它看起来宁静而温柔，就像一位慈祥的小老奶奶，在喀斯喀特山脉年轻而狂暴的火山旁边。但是，表面上看起来甜美而无聊的老山的问题是，它们非常具有欺骗性，就像那位总是为邻居的孩子烤饼干的白发老人一样——而这双手曾经射杀了纳粹分子。然后你会发现，这只是她漫长而激动人心的人生中的一个小插曲。

玛丽斯峰经历了很多事情，各位。让我们去拜访她，听一些故事。

玻璃质凝灰岩和擦痕

我们停靠的第一个地方之一是这块巨大的黑色岩石肩。 这块岩石经历了很多。它诞生于水下，当时玄武岩喷发并破碎。这种物质由铁镁玻陨石组成，这是一种在镁铁质熔岩突然在水中淬火时形成的玄武质玻璃；一些微小的枕头；加上火山灰凝灰岩和一些其他杂物，它们都焊接在一起形成一个固体。然后，当构造运动将玛丽斯峰从海洋中抬到陆地上时，这块岩石沿着断层被挤压和刮擦，留下了抛光和有沟槽的表面，称为擦痕。

这个地方还有更多地质知识！请在此处查看洛克伍德关于此的帖子。

球状风化和柱状节理

因此，水下玄武岩熔岩流通常意味着枕状熔岩，但旧熔岩流中并非所有圆形形状都是枕状熔岩。 在这些柱状节理出露的地方有一个很好的例子。当你有这样的节理岩石时，风化可以从多个方向侵蚀并磨损棱角，形成漂亮的圆形岩石。这被称为球状风化。稍后我们将看到如何区分这种化学风化形式和真正的枕状熔岩。

至于柱状节理，要记住的关键是它们垂直于冷却前沿形成。这意味着你可以通过柱状节理的方向来了解不再存在的地形！从现有的出露情况来看，这些柱状节理的方向很难推断出来，但这种熔岩流可能填充了一条古老的河道。还有其他线索告诉我们这是一个次生火山熔岩流：你能找出它们吗？

枕状玄武岩

这个出露面令人叹为观止。我发誓我第一次看到它时，我的心脏几乎停止了跳动：一座山顶上的枕状熔岩山。数百万年前，孕育这些巨大枕头的熔岩流溢过海底；今天，它们位于空中 4,000 英尺高的地方。板块构造的力量在这里充分发挥作用。

枕状熔岩像昨天一样新鲜，并显示出它们与风化成球形的岩石之间的明显差异。你可以看到它们皮肤的鳄鱼纹理，闪耀着快速淬火的火山玻璃的光泽。你可以观察到它们从外向内冷却和收缩时形成的放射状节理——还记得垂直于冷却前沿形成的节理吗？这就是当冷却前沿在四周时它看起来的样子。在枕状熔岩之间是我们老朋友玻璃质凝灰岩。并且沸石在枕状熔岩内部和之间形成，在黑色基质中显得格外醒目。这个地方有足够的地理知识让你忙上几年！

断层

当你的火山岛和海底被推高到空中时，你就会有断层。玛丽斯峰上的许多断层，比如这些，即使对于业余爱好者来说也很明显。断层可以像这些一样相当小而狭窄，也可以是破碎和侵蚀的岩石的山谷范围带。正是沿着各种形状和大小的断层，玛丽斯峰才从海平面以下被推高到数千英尺的空中。

浊积岩

哦，各位，这是玛丽斯峰上最棒的东西之一：浊积岩！这些砂岩、泥岩和粉砂岩的层状蛋糕告诉我们关于这座山过去的许多信息。你有一片干燥的火山土地，被风化形成大量的沙子和淤泥。你有一些充满这些东西的陡峭水下斜坡。而且你可能经常发生大型地震，将它们全部松散地变成大规模的水下滑坡。这些岩层中充满了破碎的植物化石，证明了熔岩流的力量。非常非常棒。谁说普通的棕色岩石很无聊？！

辉长岩

啊，就是制作“黑色花岗岩”台面的材料。 这种奇妙的镁铁质岩石在柔软的沉积层上方形成了一层厚厚的岩床，并在地下深处缓慢冷却。但并非均匀冷却！其矿物成分的不规则性表明，这种辉长岩迅速失去了部分挥发性物质，如水，在其余的少量橄榄石与二氧化硅发生反反应变成辉石之前，就淬火了岩石。听起来很复杂？这种岩石的地球化学及其矿物晶体所讲述的故事可以让你忙上十年。

正是由于辉长岩，玛丽斯峰才如此高耸。 其上方数英里的较软岩石已经侵蚀殆尽，如果不是因为那层坚固的结晶物质覆盖着它，下面的沉积岩也会遭受同样的命运。

岩芯样本

在帕克溪瀑布附近的辉长岩中，你可以看到古地磁学研究的证据：岩芯取样钻留下的孔洞。辉长岩中微小的磁性矿物冻结时指向磁北（或南，如果岩石在极点反转时冷却）。我们可以研究它们的方向和倾斜程度，以确定这个岩体的先前方向，以及它在沉积时大致离赤道有多近。太酷了！

帕克溪

这条陡峭的瀑布溪流讲述了许多关于抗侵蚀岩层形态的信息。而且它表达得非常漂亮。

接下来：人行道地质学和巨大的洪水！