花岗岩:属于地质学三大岩(岩浆岩、沉积岩、变质岩)中的岩浆岩,并且是岩浆岩中分布最广的一种岩石,主要组成矿物有石英、长石、云母。强度高(单轴抗压强度可达100MPa以上),孔隙率低,莫氏硬度在6-7,耐磨性好,有较强抗风化能力,目前广泛应用于各种纪念碑和装饰材料中。
另外,目前新型冠状病毒肺炎(COVID-19)肆虐之际,据传:用花岗岩泡澡还能有效预防新冠肺炎呢!甚至部分日本网友将网上售卖的花岗岩抢购一空。这事儿呀,您且看下文分解!
花岗岩,地学人眼中岩浆岩家族的一份子,社会大众眼中一块不起眼的普通石头,然而,与大多数岩石一样,人类存在的历史对于它们而言只不过是沧海一粟,可以说自然界中的任何一块石头,都见证了人类的进化史,我们今天就选出岩石代表——花岗岩作为主角,一起来看看它在人类历史长河上的“漂流之旅”。
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工具时代
250万年前——公元前3500年
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用于捕猎、加工猎物
让我们把时间线拉回公元前250万年的一个下午,非洲德拉肯斯山脉(Drakensberg)某一处陡立山脚下,因为长时间的风化侵蚀,发生了山体崩塌,大量磨圆度极差的花岗岩碎石块散落在山脚下,其中不乏一些因剪切破坏而具有锋利边缘的碎块。
活跃在这片土地上的灵长类动物要属非洲南方古猿,族长凯撒正带领雄性古猿追猎非洲野兔,途经这片崩塌区时,凯撒不慎失去平衡,摔倒在碎石块上,锋利的碎石边瞬间割破了它的腿部,凯撒捡起这块碎石,尝试性地在左臂划了一下,疼痛带来的恐惧让它愤怒地将石头丢向远方。但是,今天是个值得纪念的日子,人类的祖先学会了使用工具——具有锋利碎石边的花岗岩。
沧海桑田,时间流转,200万年后,在北京周口店,气候温暖湿润,有大片森林和流域,一个名叫典寇舟的年轻猿人在河边捡到两块趁手的岩石碎块,正使用砸击法制作锋利的石块,用于下午的捕猎,与此同时,他心里想着有了这块利刃,碎肉的工作也能更得心应手地完成。在此阶段,人类已经能初步加工石器,用于日常捕猎和生活。
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农业时代
公元前3500年——1760年
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人类的祖先用了百万年的时间学会使用工具,但漫长岁月的车轮加快了历史的进程,量变引起了质变,此时,仅用了千年就达到了令人震惊的高度,人类已经进入了真正的文明时期,冶炼、农业、纺织业已经相当发达,诞生了一系列工艺复杂、种类繁多的手工艺品,乃至一些大型文明遗址,石材的应用也越来越广泛。
金字塔
公元前2570年,埃及第四王朝的法老胡夫执政期间,号令全国为自己修建陵墓——胡夫金字塔,原始高度146.6米,底长230米,共花费30年,总共使用了230万块花岗岩和石灰岩叠垒而成,每块石头平均重2.5吨。金字塔内部有三个房间,分别是国王室、王后室以及一间小地下室,其中国王室内有数根重达50吨的花岗岩石梁加固着,墓室中心是一座巨大的花岗岩石棺。胡夫金字塔是世界上目前存在的最大金字塔,被誉为“世界第七大奇迹”。
花岗岩优秀的力学性质一定程度上保障了结构的稳定,同时,它的抗风化能力也有助于金字塔完整地保存下来。
石磨
公元前480年,春秋战国时期,被誉为土木工匠的鼻祖——鲁班,发明创造了许多用于军事、农业的手工制品,其中就包括石磨(据《世本》记载),据传鲁班用两块比较坚硬的花岗岩圆石,各凿成密布的浅槽,合在一起,用人力或畜力使它转动,就把米面磨成粉了,在这之前,加工粮食的主要方法是将谷物放入石臼里用杵来舂捣,石磨的发明大大提高了加工效率,降低劳动强度。
花岗岩之所以能作为石磨的源石材,跟其高硬度和研磨性分不开,其中颗粒矿物如石英、长石常呈半自形产出,所以两块花岗岩的旋转摩擦具有较强研磨性。
泉州开元寺双塔
公元865年以及916年,泉州开元寺东、西双塔始建,初都为木塔,后在公元1227年,改建为砖塔,直至1238年,再度改建为石塔,才是我们今天看到的样子。塔高48.24米,塔基刻有浮雕30余幅,雕工精细,神态生动。堪称我国石构建筑的瑰宝,无论从规模、制式或者工艺来看,都堪称巧夺天工。
石塔上的浮雕,历经数百余年风雨飘摇还能惟妙惟肖地呈现,与选用花岗岩作为塔身材质是分不开的,花岗岩优秀的抗风化能力,是我国古代劳动人民伟大创造精神传承的保证。
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工业时代
1760年——1970年
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近代的这两百年,相较于旧石器时代,人类发明创造的能力已经达到了不可思议的高度,詹姆斯·瓦特(James Watt)所带来的蒸汽机更是吹响了人类大跨步向前的号角。花岗岩在新的历史背景下也有了更为丰富的应用。
铁轨铺设
说起工业时代最具标志性的产物,不得不提火车的发明,极大提高了道路交通的便捷性,即便是车马时代唯有紧急战报才能使用的“800里加急”也需要两天时间。而现在,普通老百姓,买上一张火车票,日行800里不过是基本操作罢了,高铁甚至可以时行600里。火车的“双脚”——铁轨就极其重要了,铁轨的铺设主要由两条平行钢轨、用于固定的轨枕、以及轨枕下的路碴组成。其中路碴,其实就是散碎的花岗岩块。
那么路碴的作用是什么呢?主要是三方面:其一,将火车通过轨枕传递的压力均匀传向路基,保护路基不会损坏;其二,火车经过时,铁轨会产生小幅度弯曲,路碴可降低对铁轨造成塑性破坏;其三,那就是——便宜咯,相比较于混凝土,花岗岩的成本可低多了。
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信息时代
1970年——2100年
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装饰建材
现在我们这代人所处的时代,花岗岩最最最为广泛的应用,莫过于普通的装饰建材品,在城市里放眼望去,花岗岩随处可见,然而,花岗岩是个大家族,地质科学家根据花岗岩中石英、碱性长石、斜长石含量的不同,利用三角图划分不同的类别。
当然,矿物组分不同,其色泽条纹也不同(如黑云母,肉红色的钾长石,烟灰色的石英等),可分别用于路基,洗手台,地砖,甚至来到我们地质地球所的大门口,你便看到一整块花岗岩制成的门牌石(有一说一,还是非常大气的)。
毕业
没错,现代花岗岩还有一个重要的作用,那就是帮助现代地质类专业本硕博学生顺利毕业,单、三轴抗压,巴西劈裂,渗流实验以及弹性模量,泊松比乃至于本构关系的求取,没有无数个标准花岗岩柱状岩芯是完不成的。还有地球化学的各位朋友们,主、微量,电子探针,分选出锆石进行U-Pb定年也都离不开花岗岩。
可以说,花岗岩在地学科研界,那是有着举足轻重的地位的,总而言之一句话,“要想毕业早,岩石得玩好”。
能预防新冠肺炎?谣传!
据日本富士电视台(フジテレビ)3月3日晚报道,有传言称使用花岗岩泡澡,其中的矿物质能有效预防新冠肺炎,在二手交易网站Merimali上,花岗岩售价1000-5000日元不等,现在已被抢购一空。甚至有日本网友在推特上提议,去多摩河收集花岗岩,花岗岩真的有这等奇效吗?
答案当然是否定的,从主量元素看,花岗岩含量最高的为Si,Al两种元素,主要化学成分为SiO2,没有任何科学证据表明其对新冠肺炎有抑制作用。
但实际上大部分日本网友还是非常理性的,表明这是不良商家利用民众对疫情的恐惧心理而大肆歪曲客观事实,来谋取不当获利。
山川异域,风月同天,愿全球疫情能早日得到控制。
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想象时代
2100年——∞
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流浪地球
2100年以后,人类的科技进展到何种地步,笔者已经无法详述了,但是刘慈欣的小说《流浪地球》或可以回答这个问题,在电影中太阳变成红矮星,不再释放光和热,人类建造了1万座行星发动机,来推动地球离开太阳系,发动机的能量来源就是“石头”,原理是重元素核聚变,将石头中所具有的重元素进行核聚变反应,最后通过核聚变反应释放出来的能量,推动行星发动机的运转。
虽说太阳作为恒星还能“燃烧”50亿年,不过我们也应该展望一下未来,做些技术储备,也许真的有一天,我们需要跟着地球一起流浪呢?
从数百万年前人类祖先与花岗岩的那次邂逅
花岗岩便在人类历史长河中开始了“漂流之旅”
但何时会搁浅
仍旧取决于我们
不是吗?
注:文稿部分内容属于想象创作,因作者能力有限,如若部分细节、插图与实际有所出入,欢迎大家批评指正!
美编:黄紫薇
校对:张腾飞
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