第二章 琥珀的形成
虽然在历史上,人类很早就发现并利用琥珀,但对琥珀为何物,琥珀是如何形成的,始终不甚了解。唐代诗人韦应物在《咏琥珀》中道破天机:“曾为老茯神,本是寒松液。蚊蚋落其中,千年犹可觌。”该诗生动地描述了琥珀的成因。到了近代,随着化学、物理学和地质学等现代科学的发展,人类凭借科学知识和手段,真正揭开了琥珀的神秘面纱。
天然琥珀的形成可以简单分为三个部分:树脂——柯巴(Copal)脂——琥珀。地质学研究表明,琥珀是松柏科树分泌的树脂形成的化石(见图2-1)。
图2-1 树分泌的树脂
地质学家将地球分为若干个地质时期。其中距今2.05亿~2.5亿年前的三叠纪时期,苏铁类植物和银杏得到进化和发展,蕨类植物和松科植物多样化,出现了大型动物恐龙;距今1.35亿~2.05亿年前的侏罗纪时期,鸟类得到发展,恐龙类多样化,松科植物处于优势地位;距今6000万~1.35亿年前的白垩纪时期,恐龙灭绝,开花植物发展,现代昆虫家族形成,在加拿大、法国、黎巴嫩、美国新泽西州和西伯利亚发现有此年代的琥珀生成;在6500万年前的第三纪古新世时期,出现了胎生哺乳动物和库页岛琥珀;5400万年前的始新世时期,出现了波罗的海琥珀和阿肯色州琥珀;在2300万~3400万年前的渐新世时期,出现了多米尼加和墨西哥琥珀;2800万年前的中新世时期出现了比特菲尔德琥珀。当然,随着对琥珀的不断发现和研究,有些时间段和产地也被不断更新。而在距今260万年的第四纪之后,人类才开始出现和繁殖。
中生代白垩纪至新生代第三纪时期,地球上生长着许多松柏科植物,那时的气候温暖、潮湿,但还无人类,这些树木含有大量液体树脂,树脂从树木里流淌下来落在地上。随着地壳的运动,那些原来是原始森林的大片陆地慢慢地变成湖泊或海洋而没入水下,后来树木连同树脂一起被泥土等沉积物深深地掩埋。经过几千万年以上的地层压力和热力,并在地下发生了石化作用,这时树脂的成分、结构和特征都发生了明显的变化。最后,随着地壳不断地升降运动,石化了的树脂被冲刷、搬运到一定的地方。由于水流速度的降低,在某些地方沉积下来,然后发生成岩作用,从而形成琥珀矿。
琥珀按产出环境,可以分为海珀、矿珀和湖珀三类。琥珀形成后,在漫长的岁月中历经地壳的升降迁移,风蚀日晒,冰川河流的撞击冲刷,有的露出地表,有的被再次掩埋。那些原本沉积于海床或附着在海岸岩壁的琥珀矿,由于受到日积月累的海水冲刷,汇入大海的琥珀,称为海珀(也称为海石)。在波罗的海,这类琥珀的地层位于距海岸较远的深海海底,有不少琥珀是被大海的波涛从海床中冲刷出来的,一般都在距离海岸线50英里(80.45km)的海面漂浮,其中一些又被波浪带到海岸上。这些琥珀常与海草纠集在一起,由于海水的冲刷和侵蚀,尽管外观比较光滑,但品质也受到了一定影响。据科考研究,该地区的琥珀地层的地质年代为距今4000多万年前的始新世,后又经科研推算在5000万年前的晚始新世就已经存在。最著名的海珀为德国和波兰所产。另一类为矿珀。在波罗的海,它直接采自距离地表以下45~90m的蓝泥地层中。处于密封状态的矿珀,保持了原始状态。其中与煤层伴生在一起的就叫做煤珀。第三类称为湖珀,是山谷中的琥珀原矿,历经长久的雨水穿凿,自山岩中剥落,随溪流进入下游的湖泊而得。其中以湖珀的数量最少,以矿珀的品质最佳。
最早的波罗的海琥珀沉积地点在斯堪的纳维亚半岛和塞姆兰特半岛的野生世界里。这证明琥珀森林大约在5000万年前的晚始新世就已经存在。早始新世时琥珀森林的面积非常大。到了始新世的时候,海洋已经向东升起,摧毁和淹没了琥珀森林的大片面积。另一方面,大型的河流将树脂从北方冲刷到早第三纪的浅海中,在那里,它们在巨大的三角洲安定下来,并就此得到自然的保护,不再受天气剧烈变化的影响。已知最大的琥珀沉积区域塞姆兰特半岛的蓝泥层就是这种方式形成的。但是这些琥珀矿层非常深,挖掘的代价甚高。到了距今6500万~1000万年前的晚第三纪,地理环境再次发生完全改变。海水几乎从欧洲盆地西北部全部退出,波罗的海区域重新出现了陆地。从中新世开始,斯堪的纳维亚和波罗的海平台的大型河流将碎屑沉积物向南运送到欧洲大陆西北部和德波盆地的东部,沉积成为褐煤沙地,在这种运输的过程中携带了大量的琥珀。之后,褐煤沙地带着琥珀离开第二次的沉积点,随着第三纪地层继续移动。至少经过这第三次沉积,才再次安定下来,成为今日的琥珀矿藏。
最具规模的波罗的海琥珀再沉积发生在大约200多万年前的更新世。对琥珀现在这种向东延伸到俄罗斯,向西延伸到爱尔兰和英国海岸,向南延伸到德国丘陵地带,向北扩展到斯堪的纳维亚半岛的排列走向,科学家研究表明,那些界限恰好与冰川沉积物的覆盖相吻合。大型的大陆冰河作用从斯堪的纳维亚半岛开始,穿越波罗的海盆地,把规模巨大、夹杂着琥珀沉积物的岩堆和岩石,运送到北欧平原。当冰块停顿或后退时,沉积物便不断在此处沉积下来。从冰河时代到现在,不少琥珀曾被陆地上的河流或是被大海冲刷到另一个沉积地点。全新世的这种地质运动,是后来在北方或是波罗的海沿岸漂流物中找到琥珀的主要原因。