黃砂石化學(xué)成因

溶洞都分布在石灰?guī)r組成的山地中，石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣，當(dāng)遇到溶有二氧化碳的水時(shí)，會(huì)反應(yīng)生成溶解性較大的碳酸氫鈣；溶有碳酸氫鈣的水遇熱或當(dāng)壓強(qiáng)突然變小時(shí)，溶解在水里的碳酸氫鈣就會(huì)分解，重新生成碳酸鈣沉積下來，同時(shí)放出二氧化碳。洞頂?shù)乃诼蛳聺B漏時(shí)，水中的碳酸氫鈣發(fā)生上述反應(yīng)，有的沉積在洞頂，有的沉積在洞底，日久天長(zhǎng)洞頂?shù)男纬社娙槭?，洞底的形成石筍，當(dāng)鐘乳石與石筍相連時(shí)就形成了石柱。

實(shí)驗(yàn)：

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(shí)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(tài)。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(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成了不溶于水的白色固體石灰石，石灰水變渾濁。

氫氧化鈣+二氧化碳 → 碳酸鈣↓+水

Ca（OH）2+ CO2= CaCO3↓+H2O

如果我們繼續(xù)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(zhuǎn)變?yōu)椴蝗艿奶妓徕}，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?guī)r地帶（主要成份是石灰石），就是由于這個(gè)原因而形成了奇峰異洞，生長(zhǎng)了鐘乳石、石筍等。

鐘乳石和石筍大不相同，一個(gè)像冬天屋檐下的冰柱，從上面垂下來；一個(gè)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(dāng)水分蒸發(fā)掉了，那里就留下一些石灰質(zhì)沉淀。一滴、兩滴、三滴……水不斷出現(xiàn)，又不斷地?fù)]發(fā)，洞頂上的石灰質(zhì)愈積越多，終于生成一個(gè)乳頭——這就是鐘乳石的“童年”時(shí)代。以后，乳頭外面又包上一層層石灰質(zhì)，以至越垂越長(zhǎng)。有的鐘乳石的長(zhǎng)度能達(dá)到好幾米。

石筍是鐘乳石的親密伙伴。當(dāng)洞頂上的水滴落下來時(shí)，石灰質(zhì)也在地面上沉積起來。就這樣，石筍對(duì)著鐘乳石向上長(zhǎng)。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(wěn)定，不容易折斷，所以它的“生長(zhǎng)”速度常比鐘乳石還快。石筍的最大高度能達(dá)30米，像是一座平地里長(zhǎng)出來的“石塔”。

往下長(zhǎng)的鐘乳石，有時(shí)候也會(huì)和往上長(zhǎng)的石筍接在一起，連接成一個(gè)石柱，兩頭粗，中間細(xì)，不明底細(xì)的人還認(rèn)為是誰鑿出來的呢。在許多石灰?guī)r洞里，鐘乳石和石筍多數(shù)不是連在一起的；那是因?yàn)殓娙槭蹟嗔耍蛘哌^多的石灰質(zhì)堵塞了水滴的通路，水滴被迫改變路徑轉(zhuǎn)移到另一處，又長(zhǎng)出一根新的鐘乳石。這樣，鐘乳石和石筍就不會(huì)“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(huì)留下痕跡，或是一道溝或是一個(gè)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(xiàn)象在日常生活中也經(jīng)常碰到：例如用來燒水的壺底常結(jié)一層垢。取出一些加些醋，會(huì)看到有大量氣泡產(chǎn)生。這是因?yàn)樽詠硭锖刑妓釟溻}、碳酸氫鎂等，水垢的某些成分就是它們?cè)诩訜釙r(shí)的分解產(chǎn)物，如碳酸鈣和氫氧化鎂等。

因?yàn)榇笞匀恢袦囟葲]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(jīng)過幾萬年的長(zhǎng)期沉積，不斷變遷才形成的。

鐘乳石由碳酸鈣和其他礦物質(zhì)的沉積形成。石灰石是一種碳酸鈣巖石，被含有二氧化碳的水分解后，生成碳酸氫鈣溶液。這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：[1]CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(aq) → Ca(HCO3)2(aq)水溶液順巖石而下，直到抵達(dá)邊緣。如果巖石在洞穴頂部，水將滴下。當(dāng)溶液和空氣接觸，產(chǎn)生逆向的化學(xué)反應(yīng)，碳酸鈣被沉淀出來。逆向的化學(xué)方程式為：[1]Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(aq)鐘乳石每年平均增長(zhǎng)率為0.13毫米。快速增長(zhǎng)的鐘乳石的水溶液中往往富含碳酸鈣和二氧化碳，并且流動(dòng)很快，這種鐘乳石每年可以增長(zhǎng)3毫米。[2]每一個(gè)鐘乳石開始于一滴載有礦物的水滴。當(dāng)水滴落下，留下了很薄的一點(diǎn)方解石圈。接下來的水滴繼續(xù)留下新的方解石圈。最終，這些方解石圈形成非常細(xì)（0.5毫米）的中空的管子，俗稱“蘇打管”。蘇打管可以長(zhǎng)得很長(zhǎng)，但是非常脆弱。如果它們因?yàn)樗槠欢伦?，水將從外面流過，沉淀出更多的方解石，形成錐形的鐘乳石。同樣 ，落下的水滴在到達(dá)地面后沉淀出更多的方解石，最終形成圓形或圓錐形石筍。與鐘乳石不同的時(shí)，石筍形成的過程中沒有中空的“蘇打管”這一步驟。如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，鐘乳石和石筍將融合在一起，成為石柱。

廣西、云南是我國(guó)鐘乳石資源最豐富的主要省區(qū)，所產(chǎn)的鐘乳石光澤剔透、形狀奇特，具有很高的欣賞和收藏價(jià)值，深受人們喜愛。碧野《富春江畔·“冰壺”與“雙龍”》：“洞內(nèi)到處都是鐘乳石，濕潤(rùn)清新，有的像玉柱從頂垂直到地，有的像雨云倒懸空中，有的像白浪滔滔，波涌連天，真是氣象萬千，蔚為奇觀?！?/p>

在石灰?guī)r里面，含有二氧化碳的水，滲入到石灰?guī)r縫隙中，會(huì)溶解其中的碳酸鈣。這溶解了碳酸鈣的水，從洞頂上滴下來時(shí)，由于水分蒸發(fā)、二氧化碳逸出，使被溶解的鈣質(zhì)又變成固體(稱為固化)。

鐘乳石（stalactite）的形成往往需要上萬年或幾十萬年更長(zhǎng)的時(shí)間。由于形成時(shí)間漫長(zhǎng)，鐘乳石對(duì)遠(yuǎn)古地質(zhì)考察具有著重要的研究?jī)r(jià)值。在石灰?guī)r里面，含有二氧化碳的水，滲入石灰?guī)r隙縫中，會(huì)溶解其中的碳酸鈣。這溶解了碳酸鈣的水，從洞頂上滴下來時(shí)，由於水分蒸發(fā)、二氧化碳逸出，使被溶解的鈣質(zhì)又變成固體(稱為固化)。由上而下逐漸增長(zhǎng)而成的，稱為“鐘乳石”?！＄娙槭?，又被稱為石灰華。多產(chǎn)于石灰?guī)r溶洞中。鐘乳石有多種顏色，乳白、淺紅、淡黃、紅褐，有的多種顏色間雜，形成奇彩紛呈的圖案，常常因含礦物質(zhì)成分不同，而色彩各異。它的形狀千奇百怪，筍狀、柱狀、簾狀、葡萄狀，還有的似各種各樣的花朵、動(dòng)物、人物，清晰逼真，栩栩如生。清代陳矩在《天金石錄》中載：“石產(chǎn)龍洞中，銳如筍，長(zhǎng)數(shù)寸，亦有尺余者，細(xì)孔累累繞之?！比芏?，是形成鐘乳石得天獨(dú)厚的條件，凡石灰?guī)r洞，都有斷層和裂縫，會(huì)常年緩緩不斷地滲水和滴水。含有碳酸鈣的水，滴時(shí)使水中的碳酸鈣淀積，經(jīng)過億萬年的堆積增長(zhǎng)，慢慢形成鐘乳石。溶洞底部常有許多碧澄的小湖，湖畔千姿百態(tài)的石頭，往往就是鐘乳石。此石，表面滑潤(rùn)，取其根部可磨出鮮艷精美的圖案。溶洞未開發(fā)之前，由于洞深無路，里面險(xiǎn)峻難行，并有蛇類出沒，采石者必須具有探險(xiǎn)的膽略，才能獲取真寶。在山東魯山一帶，有天然溶洞30多處，被稱為沂源溶洞群，已開發(fā)的有石龍洞、千人洞、養(yǎng)神洞、向陽洞、織女洞、呂祖洞、珊瑚洞等，洞內(nèi)的石筍、石柱、石花、石幔比比皆是，奇特多姿，已成為游洞觀石之勝地。在山東臨朐縣城城40公里處，祥堂崮周圍發(fā)現(xiàn)20多個(gè)溶洞，洞內(nèi)均產(chǎn)鐘乳石。其中最大的溶洞叫“和尚洞”，多產(chǎn)“和尚頭”型的鐘乳石。冶源鎮(zhèn)的回頭崮，也有鐘乳洞。深受收藏家喜愛的鐘乳石，石質(zhì)細(xì)膩，花紋好看，圖像清晰而簡(jiǎn)繁不一。有一塊叫《嫦娥奔月》的鐘乳石，呈現(xiàn)出一片紅褐色天空，流淌著一條蜿蜒的銀河，就在河之半圓中，嫦娥拖著白色長(zhǎng)裙，勢(shì)欲飛奔，真是活靈活現(xiàn)，妙趣橫生。鐘乳石用途廣泛，給它配上底座，放置于客廳茶幾上，十分美觀；將它植于陶盆中，因石上有細(xì)孔累累繞之，可栽花種草，組成山水盆景，也顯得高雅清秀。鐘乳石和石筍每年只增長(zhǎng)1毫米左右。隨著時(shí)間的推移，這些沉積物就會(huì)形成千姿百態(tài)、十分壯觀的天然建筑物。^{鐘乳石多色澤美麗，晶瑩剔透，觀賞價(jià)值高，可做上等觀賞石。}

1.《本經(jīng)》：主咳逆上氣，明目益精，安五藏，通百節(jié)，利九竅，下乳汁?？坠酰鱾巢换?，邪結(jié)氣，惡瘡疽瘺痔，利九竅，下乳汁。殷孽，主爛傷瘀血，泄痢，寒熱，鼠瘺，癥瘕結(jié)氣。

2.《別錄》：益氣，補(bǔ)虛損，療腳弱疼冷，下焦傷竭，強(qiáng)陰?？坠?，主男子陰瘡，女子陰蝕，及傷食病常欲眠睡。殷孽，主腳冷疼弱。

3.《藥性論》：主泄精，寒嗽，壯元?dú)?，能通聲。孔公孽，治腰冷膝痹毒風(fēng)，能使喉聲圓朗。

4.《日華子本草》：補(bǔ)五勞七傷?？坠酰伟Y結(jié)。殷孽，治筋骨弱，并痔漏等疾及下乳汁。

5.《醫(yī)林纂要》：補(bǔ)命門，破痼冷，溫脾胃，生氣血。

6.《本草求原》：暖肺納氣，治肺寒氣逆，喘咳痰清。

7.《綱目》：石鐘乳，其氣慓疾，令陽氣暴充，飲食倍進(jìn)，而形體壯盛。昧者得此自慶，益肆淫溢，精氣暗損，石氣獨(dú)存，孤陽愈熾。久之，宮衛(wèi)不從，發(fā)為淋渴，變?yōu)榘b疽，是果乳石之過耶，抑人之自取耶。凡人陽明氣衰，用此合諸藥以救其衰，疾平則止，夫何不可。五谷五肉，久嗜不已，猶有偏絕之弊，況石藥乎。

8.《本草經(jīng)疏》：石鐘乳，其主咳逆上氣者，以氣虛則不得歸元，發(fā)為斯證，乳性溫而鎮(zhèn)墜，使氣得歸元，則病自愈，故能主之也。通百節(jié)，利九竅，下乳汁者，辛溫之力也。療腳弱疼冷者，亦是陽氣下行之驗(yàn)也。甄權(quán)主寒嗽通聲者，辛以散邪結(jié)，溫以祛寒氣故也。其他種種補(bǔ)益之說，當(dāng)是前人好事者溢美之辭，夷考其性，恐無是理，未足信也。石鐘乳辛溫，若加火煅，有毒無疑，縱治虛寒，沿須審察，況病涉溫?zé)嵴咭?。世人病陰虛有熱者十之九，陽虛?nèi)寒者百之一，是以自唐迄今，因服鐘乳而發(fā)病者不可勝記，服之而獲效得力者不聞一二，其于事理，可以燭照。

9.《本草新編》 石鐘乳，味甘，氣溫，無毒。主咳逆上氣，療腳弱冷疼，安五臟，百節(jié)皆通，下乳汁，九竅并利，解舌痹渴，補(bǔ)下焦，止遺精，益氣強(qiáng)陰，通聲明目，久服育子。亦須制伏，方可入藥。雷公之制自佳，非研萬遍，斷不可輕用。

鐘乳石專能化精。凡人精少者，最宜用之，然亦必須用之于補(bǔ)藥中，始能奏效，否則亦徒然也。

或問鐘乳石得火有大毒，先生謂入藥必須制伏，經(jīng)火耶？不經(jīng)火 耶？曰∶鐘乳石斷不可經(jīng)火，研極細(xì)末，另用牡丹皮煮汁泡三日，去汁用之最佳，無毒而獲大益。

或問鐘乳石以明亮者為佳乎？抑雜色者皆可用之乎？曰∶用鐘乳石，所以化精也?；匀∶髁琳?，始能入腎。其治諸病，雖雜色亦可用也。

或問石鐘乳，其氣剽疾，令陽氣暴充，飲食暴進(jìn)，世人未免恃之為淫佚之資。誰知精氣暗損，石氣獨(dú)存，孤陽轉(zhuǎn)肆，益精之謂何。李時(shí)珍戒人久嗜，有益于世不淺，而吾子不言及，何也？曰∶人有強(qiáng)弱之不同。火衰之人，必須服鐘乳以益精。而火盛者，不特不可久服，而并且不可暫服也。時(shí)珍備言之矣，余何必再宣哉。

①治肺虛壅喘急，連綿不息：生鐘乳五兩(細(xì)研如粉)，黃蠟三兩(銼)。上二味，先取黃蠟盛于細(xì)瓷器，用慢火化開，投入鐘乳粉末，攪和令勻，取出，用物封蓋定，于飯甑內(nèi)蒸熟，研如膏，旋丸如梧桐子大。每服一、二丸，溫水下。(《圣濟(jì)總錄》鐘乳丸)

②治五勞七傷，損肺氣，陽氣絕，手足冷，心中少氣，髓虛腰疼腳痹，身煩口干不能食：鐘乳二兩(別研令細(xì))，菟絲子一兩(酒浸一宿，別搗)，石斛一兩，吳茱萸半兩。上四味，別搗篩為末，煉蜜丸如梧子。空腹服七丸，日再服之訖，行數(shù)百步，溫清酒三合飲之，復(fù)行二、三百步，口胸內(nèi)熱，熱如定，即食干飯豆醬；過一日，食如常，暖將息。(《千金翼方》草鐘乳丸)

③治積冷上氣，坐臥不得，并風(fēng)虛勞損，腰腳弱：鐘乳三兩，研如面，以夾帛練袋盛，稍寬容，緊系頭，納牛奶一大升中煎之，三分減一分即好，去袋空(腹)飲乳汁。若患冷人，即用酒蒸，患熱人即用水煎。若用水及酒例須減半。不可啖熱面、豬、魚、蒜等。(《崔氏纂要方》乳煎鐘乳)

④治虛損，通順血脈，極補(bǔ)下氣：鐘乳五兩，附子、甘菊各二兩，石斛、蓯蓉各五兩。上五味，以清酒三斗漬。服二合，日再，稍增至一升。(《千金方》鐘乳酒)

⑤治無乳汁：石鐘乳、漏蘆各二兩。上二味，治下篩。飲服方寸匕。(《千金方》)

⑥治吐血損肺：煉成鐘乳粉，每服二錢，糯米湯下。(《十便良方》)

⑦治大腸冷滑不止：鐘乳粉一兩，肉豆蔻(煨)半兩。為末，煮棗肉丸梧子大。每服七十丸 ，空心米飲下。(《濟(jì)生方》)