对于鹅卵石的形成,大多的解释都是说体积较小的石块,经过长时期水的缓慢冲刷和自身的相互滚动,最终形成今天的鹅卵石。其实这其中有很多问题并没有搞清楚。没有做过仔细观察,就不能对鹅卵石的形成做出正确描叙。
首先,不要把石头想像成总在连续滚动,实际上完全不是这样。当一块有棱有角的石块落入河道中的时候,身石头的迎水面首先会被流水和流沙冲刷,而一定程度的打磨,在流水过程中,石头前端的迎水面会使水形成涡旋,这样,石头前端底下的沙会被一点一点的掏出来冲走,使石头的前端形成一个凹,石头的前端就会慢慢的往凹下沉,这使石头的后段慢慢的翘起来,翘起来的后端形成的空间又会有水流反旋掏走后端的沙,使后端形成凹,如此,在整个石头下面,就形成了一个沙窝,石头便会被沉在这个流水沙窝中。
这样, 河流中的一块石头,它最多的时间,是被半埋在河床的沙中,而稳定不动。一块被半埋在沙中的石头,由于它多数的时间只是露出,顶部的一部分,而使顶部总被冲击摩擦,这就很容易造成扁平,再由于冲击摩擦的力是流体力学,四角最容易受力,这使石头成为一定的椭圆。当这种作用发生一定长的时间后,在周期性,大洪水的冲流下,被磨成一面半椭圆的石头被急流冲起,而随水移动,在一定的条件下,石头终要重新落入水底,在落入水底的过程中,由于先前被冲击摩擦而达到一定程度光滑的面,摩擦水阻力比没有被摩擦过的面要小,所以在下落的过程中,最先落入河底的可能性最大,而使石头发生了一次根本性的反转,以前的被磨面朝向河底,而被埋在沙中。又不被摩擦。以前没有被磨过的面朝上,而被冲击摩擦,渐渐也形成扁平光滑面。这种情况被交替反复进行的时侯,河床中的石头,也就形成了今天的扁平鹅卵石的模样。
在石头被大水冲起翻转的过程中,如果落下是横在河道,也会因为两端受水力不均匀而被旋转拉顺,这保证了鹅卵石总是长椭圆形的原因,而不是球形。
石头形成鹅卵石是一个很漫长的过程,流水中的沙起了决定性的作用,在没有沙的河道或者在沙很少的水流上游,基本上就没有鹅卵石,而只是一些碎石,或者大的石块,不过一些沙也可以是碰撞磨擦形成的,所以河沙更常见是出现在河流的中下游,河流中下游也常常伴生鹅卵石,这就不足为怪了。