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神奇!石頭也能用來破案?——沈積物分析與犯罪偵查
2019-03-29| 编辑: | 【 】【打印】【關閉
   提到犯罪偵查中的物證,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醫實驗台上的鑒定報告。然而,你有沒有想到案發現場搜集到的石頭也能用來破案呢?這個要從自然界中的沈積岩說起。

  沈積岩是在地表条件下,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。沈積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:

   

   

   

  下面三幅圖中的痕迹有潮汐、浪成、風成三種不同成因。請讀者猜測它們的對應關系:

   

  然而,這些看似和破案毫無聯系的沈積現象是如何與法庭地質學犯罪偵查結合的呢?

  前面看到的這些“大型”的沈積構造,都是岩石在沈積過程中或在沈積物固結之前形成的,屬原生構造。人類活動或許會局部改變和破壞這種原生構造,但無法改變整體環境背景。因此有足迹分析、照片僞證、環境細節闡述漏洞幾個方面能作爲審訊和判斷的參考。而實際在犯罪偵查中利用更多的是“微型”沈積物——各種先成岩石(母岩)的碎塊。它們是母岩經過風化剝蝕形成不同粒徑的岩石碎屑,有直徑2mm-250mm的礫石、0.1mm-2mm的砂石和小于0.1mm的粉砂、泥質碎屑等。人在活動過程中容易接觸到這些碎屑沈積物,以及玻璃、塑料、混凝土、磚塊、灰泥等人造顆粒;而不同沈積物本身會有較爲特定的性質,根據這些性質可以反推鎖定某些沈積物的具體來源、成因等,它們從而成爲破案中有力的微量物證。

  特別的,土壤可以從縱向和橫向兩個維度發生快速的、非系統性的變化,哪怕只是跨越了很小的一段距離。實際上可識別的土壤種類是不計其數的,可以說,任何兩處不同位置的土壤的特征都不是完全一致的,這使得土壤物證變得尤爲具有說服力。目前,全世界範圍內的大型犯罪實驗室都提供土壤檢驗服務。僅僅在北美洲,地質工作者每年都會爲法庭處理數千起案例,地質證據(通常爲土壤)已被列入常規現場勘查規程中。

   

  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。

    

  法庭地質學家的研究內容主要有三類:檢驗樣品的相似性;檢驗樣品來自何處;以及對審訊、推理、判斷的智力支持。下面來看一個實例:

  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。

  那刑偵人員是如何檢測分析這些微量沈積物的呢?

  在法庭地質學分析中,不同的分析儀器和方法具有不同的分析內容和與案件細節聯系的邏輯關系。由于地質材料的較大差異性,檢驗人員需要針對具體案件進行具體分析,選擇最適宜的方法。概括起來,有以下幾個分析項目:

  1. 颜色

  沈積碎屑中礦物的顔色可以覆蓋整個可見光光譜區域。濕度、照射光的波長也會影響顔色對觀察者的呈現。對顔色進行測量常用芒賽爾顔色系統:通過色調、明度、色度三個因素對色彩進行描述。

   

  2. 粒度分布

  根據粒徑大小對樣品進行分離一般有三種方法:使用濾網進行篩濾;放入液體中計算沈澱比例判斷粒度;或使用儀器進行更精確的測量。

    

  3. 显微镜观察样品或矿物薄片

  有岩石薄片鏡下鑒定經驗的學者基于肉眼觀測可以對樣品中的岩石和礦物進行識別,使用雙目體視顯微鏡,既可以觀察顆粒紋理及表面覆蓋物,又可以對顆粒形狀、邊緣特征、風化情況、內含物、顔色光澤進行觀察,以及不同顆粒進行統計。同時結合薄片礦物晶體光性判斷礦物的種類、裂隙及包裹體等。 

    

  此外,還有光譜法、射線法、化學法、密度梯度法、地球物理學法等方法用以鑒定礦物及碎屑材料。

  隨著現代科技手段的不斷進步,沈積物分析可以對犯罪偵查及過程分析提供更多的物證。它將透析和演繹人與地球千絲萬縷聯系的過程,提供無可置辯的真贓實證。人們爲地質學技術與現代刑偵手段真正交融所做的努力就如愛因斯坦曾說:“我要做的只是以我的綿薄之力爲真理和正義服務。”

   

  參考資料:

  

  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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