看花崗巖如何穿越人類(lèi)歷史長(zhǎng)河

王鐸　于雯汀

據(jù)日本媒體2020年3月3日?qǐng)?bào)道，有傳言稱(chēng)使用花崗巖泡澡，其中的礦物質(zhì)能有效預(yù)防新冠肺炎。隨后在日本的交易網(wǎng)站上，花崗巖售價(jià)飆升，并且迅速被搶購(gòu)一空，一小塊花崗巖的售價(jià)甚至超過(guò)300元人民幣。然而，花崗巖真有這等奇效嗎？

答案是否定的。從主量元素看，花崗巖中含量最高的元素是硅和鋁，花崗巖的主要化學(xué)成分為二氧化硅。沒(méi)有任何科學(xué)證據(jù)表明花崗巖對(duì)新冠肺炎病毒有抑制作用。少數(shù)花崗巖含有放射性元素氡，其衰變生成的α粒子會(huì)破壞機(jī)體組織和遺傳物質(zhì)，想要以此來(lái)達(dá)到消滅病毒的目的卻得不償失。因?yàn)殡婋x輻射不會(huì)區(qū)分病毒和人類(lèi)，所以這招可謂傷敵一千，自損八百。好在這回沒(méi)有多少日本人上當(dāng)受騙。

你也許會(huì)好奇：花崗巖究竟是什么？花崗巖屬于地質(zhì)學(xué)三大巖（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）中的巖漿巖，而且是巖漿巖中分布最廣的一種巖石。其主要組成礦物有石英、長(zhǎng)石和云母?；◢弾r具有強(qiáng)度高（單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)100兆帕以上）、孔隙率低、硬度高（莫氏硬度6～7）、耐磨性好（有較強(qiáng)抗風(fēng)化性能）等特點(diǎn)。花崗巖由于其組成礦物比例不同，呈現(xiàn)出的顏色也千差萬(wàn)別，既有黑云母和石英的黑白麻點(diǎn)組合，又有肉紅色鉀長(zhǎng)石與深色角閃石的黑紅組合。

在普通人眼中花崗巖不過(guò)是隨處可見(jiàn)的普通石頭。但就算作為最普通的石頭，花崗巖也見(jiàn)證并記錄了人類(lèi)歷史。下面，我們一起來(lái)看看花崗巖在人類(lèi)歷史長(zhǎng)河中的漂流之旅。

石器時(shí)代（250萬(wàn)年～5500年前）

讓我們把時(shí)間拉回到250萬(wàn)年前的一個(gè)下午，非洲德拉肯斯山脈某一處陡立的山腳下。長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化侵蝕導(dǎo)致山體崩塌，大量磨圓度極差的花崗巖碎石塊從山體上掉落，堆積在山腳下，其中不乏一些因剪切破壞而具有刀鋒般鋒利邊緣的碎塊。

堅(jiān)硬耐磨的花崗巖石器幫助早期人類(lèi)分割獵物（想象圖）。

在這片土地上，生活著一群非洲南方古猿（人類(lèi)祖先物種之一）。一天，頭領(lǐng)正帶領(lǐng)雄性南方古猿追獵非洲野兔。途經(jīng)這片崩塌區(qū)時(shí)。頭領(lǐng)不慎一腳踩空，摔倒在碎石堆上。鋒利的碎石邊緣瞬間割破了他腿上的皮膚。頭領(lǐng)好奇地?fù)炱疬@塊鋒利的碎石，嘗試著在左臂劃了一下，瞬間的劇痛和隨之而來(lái)的恐懼讓他憤怒地扔掉了石頭。這一天是個(gè)值得紀(jì)念的日子。因?yàn)槿祟?lèi)的祖先認(rèn)識(shí)到鋒利的石頭是可以割裂肌膚的。

滄海桑田，時(shí)光流轉(zhuǎn)。到了50萬(wàn)年前，今天的北京周口店地區(qū)在當(dāng)時(shí)氣候溫暖濕潤(rùn)，廣袤的森林和遼闊的流域讓一些亞洲直立人在此定居，他們被后人命名為北京猿人。一天，一個(gè)年輕的北京猿人在河邊撿到兩塊稱(chēng)手的巖石碎塊。他開(kāi)始熟練地使用砸擊法制作鋒利的石器，打算把它們用于下午的捕獵。與此同時(shí)，他心里想：有了這兩件石器，分割獵物肉的工作也能完成得更輕松。在此階段，人類(lèi)已經(jīng)能初步加工各種石器，用于日常捕獵和生活。

考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)出土的花崗巖石斧

農(nóng)業(yè)時(shí)代（公元前3500年～1760年）

人類(lèi)祖先學(xué)會(huì)制作和使用工具后，人類(lèi)文明前進(jìn)的車(chē)輪越滾越快。進(jìn)入農(nóng)業(yè)時(shí)代后，人類(lèi)只用了數(shù)千年就在冶煉、農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)等領(lǐng)域達(dá)到了相當(dāng)高的成就。在此期間人類(lèi)創(chuàng)造了一系列工藝復(fù)雜、種類(lèi)繁多的石器制品，甚至是一些大型石制建筑。

金字塔 公元前2570年，埃及第四王朝的法老胡夫舉全國(guó)之力為自己修建陵墓——胡夫金字塔。胡夫金字塔最初高度146.6米（后因風(fēng)化剝落，頂端損失了約10米），每條底邊長(zhǎng)230米。修建胡夫金字塔總共用了230萬(wàn)塊花崗巖和石灰?guī)r，每塊石頭平均重2.5噸。胡夫金字塔是世界上目前存在的最大金字塔，被譽(yù)為“世界第七大奇跡”?；◢弾r優(yōu)秀的力學(xué)性質(zhì)一定程度上保障了胡夫金字塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時(shí)花崗巖的抗風(fēng)化能力也有助于金字塔完整地保存下來(lái)。

胡夫金字塔內(nèi)部有三個(gè)墓室，分別是國(guó)王室、王后室以及一間小地下室。其中國(guó)王室內(nèi)的加固由數(shù)根重達(dá)50噸的花崗巖石梁承擔(dān)，墓室中心是一座巨大的紅色花崗巖石棺。古埃及人用硬度很高的花崗巖保存法老遺體，選用紅色花崗巖是因?yàn)榧t色是太陽(yáng)的顏色。而古埃及人崇尚太陽(yáng)。

以花崗巖建造的金字塔完整保存到了今天。

質(zhì)地堅(jiān)硬的花崗巖有利于金字塔的保存，但也給加工、切割帶來(lái)了很大困難。有科學(xué)家推測(cè)，古埃及人在建造胡夫金字塔時(shí)使用了無(wú)鋸齒的銅鋸，輔以石英砂粉末。銅鋸帶動(dòng)石英顆粒在巖石上來(lái)回摩擦，即可切出光滑平面。據(jù)估算，按照這種工藝，僅僅國(guó)王室內(nèi)的花崗巖石棺就需要整整4個(gè)月才能加工完成。

花崗巖制成的石磨。

石磨 公元前480年（春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期），被譽(yù)為土木工匠鼻祖的魯班發(fā)明了許多用于軍事、農(nóng)業(yè)的手工制品，其中就包括石磨。在石磨出現(xiàn)之前。加工糧食的主要方法是將谷物放入石臼里用杵來(lái)舂搗。石磨的發(fā)明大大提高了加工效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)《世本》記載，魯班開(kāi)創(chuàng)性地將兩塊石頭上下堆疊在一起，稱(chēng)之為磨。后來(lái)，人們便用磨將米、麥研成粉。

中國(guó)傳統(tǒng)石磨多為麻石磨，麻石也就是花崗巖。之所以選用花崗巖，是因?yàn)榛◢弾r中的顆粒礦物如石英、長(zhǎng)石常呈不規(guī)則顆粒狀生成，所以?xún)蓧K花崗巖的旋轉(zhuǎn)摩擦具有較強(qiáng)的研磨性。

泉州開(kāi)元寺雙塔 865年和916年，泉州開(kāi)元寺東、西雙塔分別開(kāi)始動(dòng)工建造。起初兩座塔都是木制塔，后在1227年被改建為磚塔。1238年又再度被改建為石塔，才形成了我們今天看到的樣子。開(kāi)元寺雙塔高48.24米，塔基刻有浮雕30余幅，雕工精細(xì)，神態(tài)生動(dòng)，堪稱(chēng)我國(guó)石構(gòu)建筑的瑰寶。

開(kāi)元寺東塔上的石雕至今依然清晰可見(jiàn)。

泉州鄰海，開(kāi)元寺所在位置距離湄洲灣直線距離不到70千米。潮濕的海風(fēng)對(duì)建筑有很強(qiáng)的風(fēng)化作用。石塔上的浮雕歷經(jīng)數(shù)百年風(fēng)雨飄搖還能惟妙惟肖地呈現(xiàn)，與選用花崗巖作為塔身材質(zhì)是分不開(kāi)的?；◢弾r優(yōu)秀的抗風(fēng)化能力，是我國(guó)古代勞動(dòng)人民偉大創(chuàng)造精神傳承的保證。

工業(yè)時(shí)代（1760年～1970年）

鐵軌鋪設(shè) 相比石器時(shí)代和農(nóng)業(yè)時(shí)代，在近現(xiàn)代的兩百年間，人類(lèi)發(fā)明創(chuàng)造的能力不斷增強(qiáng)，詹姆斯·瓦特所發(fā)明的蒸汽機(jī)更是吹響了工業(yè)技術(shù)大跨步向前的號(hào)角。這一時(shí)期，花崗巖也被賦予了新用途，例如用于鋪設(shè)鐵軌。

作為工業(yè)時(shí)代最具標(biāo)志性的產(chǎn)物，火車(chē)讓人類(lèi)的運(yùn)輸能力跨上了一個(gè)新臺(tái)階。在古代中國(guó)唯有緊急戰(zhàn)報(bào)才能使用的“八百里加急”需要許多匹良馬和信使日夜不停接力傳遞，即便這樣戰(zhàn)報(bào)從前線傳回朝廷也需要兩天時(shí)間。而現(xiàn)在，尋常百姓買(mǎi)上一張普快火車(chē)票，日行400千米（八百里）只需數(shù)小時(shí)。若是乘坐高鐵，400千米的行程一個(gè)多小時(shí)就跑完了。要保證火車(chē)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，軌道的鋪設(shè)工作很重要。軌道系統(tǒng)主要由兩條平行鋼軌、用于固定的軌枕，以及軌枕下的道砟組成。道砟其實(shí)就是散碎的花崗巖石塊。

用花崗巖做道砟主要出于三方面考慮：其一，碎花崗巖可將火車(chē)通過(guò)軌枕時(shí)的壓力均勻傳向路基，延長(zhǎng)路基的整體使用壽命;其二，火車(chē)在鐵軌上行駛會(huì)讓鐵軌產(chǎn)生小幅度彎曲，石塊之間的位移可降低對(duì)鐵軌造成塑性破壞;其三，與混凝土相比，花崗巖的成本可低多了。

碎花崗巖被用作道砟。

信息時(shí)代（1970年至今）

裝飾建材 進(jìn)入信息時(shí)代，大量新材料陸續(xù)誕生，承擔(dān)了許多花崗巖原本的職責(zé)。今天，花崗巖最廣泛的應(yīng)用莫過(guò)于普通的裝飾建材。在城市里放眼望去，花崗巖隨處可見(jiàn)。但花崗巖是個(gè)大家族，地質(zhì)科學(xué)家根據(jù)花崗巖中石英、堿性長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石含量的不同，利用三角圖將花崗巖劃分為不同的類(lèi)別。

因?yàn)椴煌◢弾r中的礦物組分也不盡相同（如黑云母、肉紅色的鉀長(zhǎng)石和煙灰色的石英等），所以不同花崗巖的色澤條紋也不同。今天，路基、墻面和地面板材等產(chǎn)品大量使用花崗巖作為原料，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所大門(mén)口的門(mén)牌石就是由整塊花崗巖制成的。

花崗巖在地質(zhì)科研領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用：?jiǎn)?三軸抗壓、巴西劈裂、滲流實(shí)驗(yàn)、彈性模量、泊松比的求取……沒(méi)有無(wú)數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)花崗巖柱狀巖芯是完不成的。在地球化學(xué)領(lǐng)域，主/微量元素測(cè)定、電子探針、分選鋯石進(jìn)行鈾-鉛定年也都離不開(kāi)花崗巖。在地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生間流傳著這么一句話：“要想畢業(yè)早，巖石得玩好?！?p>

顏色多樣的花崗巖飾面板樣品。

想象時(shí)代（未來(lái)）

流浪地球 2100年以后，人類(lèi)的科技進(jìn)展到何種地步，這里無(wú)法詳述，但劉慈欣的小說(shuō)《流浪地球》或許可以提供一些視野。在這部小說(shuō)中，太陽(yáng)演變?yōu)榧t矮星，不再釋放那么強(qiáng)烈的光和熱。那時(shí)的人類(lèi)建造了1萬(wàn)座行星發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)推動(dòng)地球離開(kāi)太陽(yáng)系。行星發(fā)動(dòng)機(jī)的能量來(lái)源就是花崗巖、玄武巖等石頭——利用石頭中的重元素進(jìn)行核聚變反應(yīng)，反應(yīng)所釋放的能量推動(dòng)行星發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由此推動(dòng)地球在太空中移動(dòng)。

雖說(shuō)按照現(xiàn)有恒星模型推算，太陽(yáng)還能“燃燒”50億年，但我們也應(yīng)該展望一下未來(lái)，做些技術(shù)儲(chǔ)備。也許真的有一天，我們需要乘坐地球去太空流浪呢？

電影《流浪地球》中推動(dòng)地球的行星發(fā)動(dòng)機(jī)