神奇!石头也能用来破案?——沉积物分析与犯罪侦查

提到犯罪侦查中的物证，你可能首先想到的是警探搜查到的凶器、犯罪嫌疑人的物品和法医实验台上的鉴定报告。然而，你有没有想到案发现场搜集到的石头也能用来破案呢？这个要从自然界中的沉积岩说起。

沉积岩是在地表条件下，任何先成的岩石遭受各种风化剥蚀作用的产物在原地或经过外力搬运再堆积为沉积层，又经成岩作用而形成的岩石。沉积岩不同的特征隐藏着不同的沉积过程和环境信息，比如沉积过程的能量类型、流体的类型和流向，以及沉积环境等。

首先，我们先看几张简单的 沉积构造和岩石表面形态来热热身：

下面三幅图中的痕迹有潮汐、浪成、风成三种不同成因。请读者猜测它们的对应关系：

 然而，这些看似和破案毫无联系的沉积现象是如何与法庭地质学犯罪侦查结合的呢？

前面看到的这些“大型”的沉积构造，都是岩石在沉积过程中或在沉积物固结之前形成的，属原生构造。人类活动或许会局部改变和破坏这种原生构造，但无法改变整体环境背景。因此有足迹分析、照片伪证、环境细节阐述漏洞几个方面能作为审讯和判断的参考。而实际在犯罪侦查中利用更多的是“微型”沉积物——各种先成岩石（母岩）的碎块。它们是母岩经过风化剥蚀形成不同粒径的岩石碎屑，有直径2mm－250mm的砾石、0.1mm－2mm的砂石和小于0.1mm的粉砂、泥质碎屑等。人在活动过程中容易接触到这些碎屑沉积物，以及玻璃、塑料、混凝土、砖块、灰泥等人造颗粒；而不同沉积物本身会有较为特定的性质，根据这些性质可以反推锁定某些沉积物的具体来源、成因等，它们从而成为破案中有力的微量物证。

特别的，土壤可以从纵向和横向两个维度发生快速的、非系统性的变化，哪怕只是跨越了很小的一段距离。实际上可识别的土壤种类是不计其数的，可以说，任何两处不同位置的土壤的特征都不是完全一致的，这使得土壤物证变得尤为具有说服力。目前，全世界范围内的大型犯罪实验室都提供土壤检验服务。仅仅在北美洲，地质工作者每年都会为法庭处理数千起案例，地质证据（通常为土壤）已被列入常规现场勘查规程中。

根据法国学者Edmond Locard（1877-1966）提出的物质交换原理，两种物质在发生接触的过程中都会引起物质成分的相互交换和变化。即使经过腐败和冲洗作用使物质发生转移迹象肉眼难以观察，通过法医实验手段的鉴定，仍在某种程度上可以确定物质转移的事实。法庭地质学方法即建立在此理论之上：首先，对在物体接触过程中发生转移的物质进行样品收集；然后，通过检验分析判定这些物质的来源；最后，推测犯罪过程，以证据的形式使检验结果服务于诉讼过程。

 

法庭地质学家的研究内容主要有三类：检验样品的相似性；检验样品来自何处；以及对审讯、推理、判断的智力支持。下面来看一个实例：

2002年9月26日弗吉尼亚州，有人报警称自己被困在S河一座小桥上。警方赶到现场时发现一具男尸和一具幸存的重伤者，皆被散弹击中。根据伤者提供的线索，袭击他们的人很可能是曾经一起参与毒品交易的F。警方立即对F进行监控，在F将洗车之前立即将车辆扣押。在搜集物证时警方在F的车上找到大量河砂，并将其与犯罪现场河砂进行对比分析。通过检验，发现两种砂石在颜色、颗粒粒径分布及矿物组成方面都有较高相似度，此外两份样品中都含有孔雀石和蓝铜矿。而在距犯罪现场一公里的上游曾盛产铜矿，由于孔雀石和蓝铜矿摩氏硬度较低，无法在流水侵蚀下被搬运到较远的地方，故在S河案发地点一定范围以外的上、下游更远位置无法找到这些矿物 。这恰好说明了F的车曾去过犯罪现场。在强大证据压力下F对自己的罪行供认不讳，目前在弗吉尼亚州监狱服刑。

那刑侦人员是如何检测分析这些微量沉积物的呢？

在法庭地质学分析中，不同的分析仪器和方法具有不同的分析内容和与案件细节联系的逻辑关系。由于地质材料的较大差异性，检验人员需要针对具体案件进行具体分析，选择最适宜的方法。概括起来，有以下几个分析项目：

1. 颜色

沉积碎屑中矿物的颜色可以覆盖整个可见光光谱区域。湿度、照射光的波长也会影响颜色对观察者的呈现。对颜色进行测量常用芒赛尔颜色系统：通过色调、明度、色度三个因素对色彩进行描述。

 2. 粒度分布

根据粒径大小对样品进行分离一般有三种方法：使用滤网进行筛滤；放入液体中计算沉淀比例判断粒度；或使用仪器进行更精确的测量。

3. 显微镜观察样品或矿物薄片

有岩石薄片镜下鉴定经验的学者基于肉眼观测可以对样品中的岩石和矿物进行识别，使用双目体视显微镜，既可以观察颗粒纹理及表面覆盖物，又可以对颗粒形状、边缘特征、风化情况、内含物、颜色光泽进行观察，以及不同颗粒进行统计。同时结合薄片矿物晶体光性判断矿物的种类、裂隙及包裹体等。 

此外，还有光谱法、射线法、化学法、密度梯度法、地球物理学法等方法用以鉴定矿物及碎屑材料。

随着现代科技手段的不断进步，沉积物分析可以对犯罪侦查及过程分析提供更多的物证。它将透析和演绎人与地球千丝万缕联系的过程，提供无可置辩的真赃实证。人们为地质学技术与现代刑侦手段真正交融所做的努力就如爱因斯坦曾说：“我要做的只是以我的绵薄之力为真理和正义服务。”

 参考资料：

1. Raymond, C, Murry. Evidence from the earth-forensic geology and criminal investigation[M]. 中国人民大学出版社:张保生 王进喜, 2013.

2. Dorrik, A, V, Stow. Sedimentary rocks in the field: A colour guide[M]. Taylor&Francis:文杨, 2017.

3. Ashton, Embry. Practical Sequence Stratigraphy[M]. Beijing:石油工业出版社, 2012.

3. 部分图片来自百度。

 

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（地一眼编辑：杨为先）

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