条带状铁岩Banded Iron Formation

在伦敦自然历史博物馆辛策大厅（Hintze Hall)展出的明星标本中有一块重达2.5吨重的条带状铁岩（BANDED IRON FORMATION简称BIF)，底部长约2米，高约1.5米，已经有25亿年的历史，来自澳大利亚西北部的皮尔巴拉地区(Pilbara)。博物馆地球科学部主任理查德-赫林顿教授（Prof Richard Herrington）说这块铁岩讲述了一个迷人的故事。它记录了地球历史上一个重要的里程碑，当时大气变化迅速，空气中的氧气增加，这是地球上原始生命开始绽放的一个关键标志，并使得复杂生命的最终出现成为可能，比如巨大的鲸目动物。条带状铁岩代表了有生命的(鲸鱼)和无生命的(岩石)之间的一种奇妙并置，以及两者之间存在的非常深刻的联系。

条带状铁岩是20多亿年前在海底形成的。大约30多亿年前，海洋中的细菌开始通过光合作用产生氧气，到了大约26亿年前，细菌开始大量繁殖，氧气含量也随之增加。氧气与海水中溶解的铁结合，形成不溶于水的氧化铁，沉入海底。当它下沉时，一片片红色氧化铁在富含硅的淤泥层之间沉积下来。在数亿年的时间里，氧气和海水中所有可溶的铁结合在一起。剩余的游离氧无处可去，只能向上进入大气层。

这件标本中的彩色岩石波浪纹是由红色和黑色的氧化铁（主要是赤铁矿和一些磁铁矿）带组成的，其中穿插着颜色较浅的白垩岩（二氧化硅）。这种错综复杂的层次代表了地球历史上的一个转折点，被称为大氧化事件。大氧化事件是复杂生命的前奏，它使得地球上矿物成分发生了变化，也使得日后动物的出现成为了可能。如果没有这样的铁岩形成过程，可能永远不会有一个含氧的海洋来支持地球上更复杂生命的最终进化。但是，从这种铁岩的形成到多细胞生物的出现，仍然需要经历20亿年的时间。

科学家们认为，条带状铁岩中的层次和颜色的变化可能标志着在氧化过程中细菌的繁殖和衰退周期。负责产生氧气的细菌被称为蓝细菌或蓝藻，它们通过光合作用获得能量。蓝藻的名字来自于其醒目的蓝绿色。大氧化事件发生在全球范围内，因此在每个大陆上都能发现条带状铁岩。它们使科学家能够研究地球早期大气和岩石的形成过程。条带状铁岩也是一种重要的商品，它们当中的铁成分被用来建造我们所知的世界。今天，这些岩石中的大部分铁被用来制造钢铁，生产汽车、船舶、自行车，用于建筑之中，无数的家庭用品都需要这些铁。然而，这些岩石形成的特殊环境意味着铁原料的全球供应是有限的。

 2017年，辛策大厅翻修之后重新布展，为了展现自然世界的神奇和美好，探讨宇宙的起源，生物进化的过程，当今世界的多样性，以及深入思考人类如何使用地球资源达到可持续发展的问题，馆方特意选取了一些代表性的明星标本展出，其中就包括这块条带状铁岩。它由矿业公司力拓(Rio Tinto)在其一个露天矿场发现，当时整个铁矿石重达12吨，铁含量仅约为32%，不符合矿石级材料的要求，而矿石级材料需要58%—62%的含铁量。所以，这块未达标准的铁矿石经过专业切割、精心打磨之后被捐赠给了自然历史博物馆。条带状铁岩为海洋中第一个产生氧气的生命何时形成提供了一个重要的地质标志，并且帮助人类了解我们今天所知的世界是如何演变的。几十亿年来，铁矿石一直是地球发展的中心，而几千年来，它也是人类发展的中心。从铁器时代到今天的钢铁时代，它一直在人类进步发展的进程中发挥着重要作用。

以上内容节选自英国自然历史博物馆官网