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到過泰山的人都知道“泰山石敢當(dāng)”這一習(xí)俗，它是我國民俗史上最有影響力的民間習(xí)俗。在民俗中，凡住宅的屋門對著橋梁、巷口或道路要沖的，就在墻外立一塊小石碑，刻上“泰山石敢當(dāng)”，用來避邪。西漢時(shí)的《急就篇》就寫著：“師猛虎，石敢當(dāng)，所不侵，龍未央?！币馑际钦f靈石能破解不祥?！疤┥绞耶?dāng)”已經(jīng)被國務(wù)院批準(zhǔn)列入首批國家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。這一習(xí)俗自然是始于靈石崇拜，但為什么是“泰山石”呢？泰山位于山東泰安地界，主峰玉皇頂高1545米，比周圍的平原和丘陵高出1300米。拔地而起的泰山氣勢雄偉磅礴，自然景觀壯麗。自古以來，人們一直把泰山看作靈山，自秦始皇開始，歷代皇帝中自認(rèn)為政績卓越的，都到泰山封禪，一來祭拜天地，二來祈求國泰民安。因此，泰山被稱為“東岳神山”、“五岳之首”、“天下第一山”。由山及石，人們對泰山石同樣推崇至甚，相傳女媧補(bǔ)天用的就是泰山石。有資料記載，宋代的金鑾殿是用泰山石鋪墊的，我們的人民大會(huì)堂和人民英雄紀(jì)念碑也是用泰山石奠基的，應(yīng)該都是取“安如泰山”的寓意。 泰山“五岳獨(dú)尊”
泰山石質(zhì)地堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)細(xì)密，局部結(jié)晶顆粒較粗，色調(diào)以黑白為主，在灰白、灰黑、灰綠、黛青、褐、黑等顏色的石面上，交織著千姿百態(tài)的白色紋理，形成了各種圖案，或凸或凹，隱約可見高山流瀑、古木枯枝、飛禽走獸、文字人物等圖像，而且畫面光潤亮澤，構(gòu)圖均衡。欣賞泰山石，可以讓人領(lǐng)略大自然的鬼斧神工，感悟到凈化心靈，回歸自然。地質(zhì)學(xué)家告訴我們，泰山石的學(xué)名叫“泰山雜巖”，是25億年前形成的。泰山石的巖石由兩部分組成，暗色部分以角閃巖為主，其中的暗色礦物是黑云母和角閃石，淺色部分是巖脈，其中的礦物是斜長石、鉀長石和石英。淺色礦物組成的條帶穿插在暗色礦物組成的塊體里，形成網(wǎng)狀、條帶狀、枝杈狀、團(tuán)塊狀等各種形狀，構(gòu)成畫面中的白色紋路，由于暗色礦物更容易風(fēng)化，所以淺色的脈體成為凸顯的石筋，往往使畫面具有一種浮雕感。
泰山石
按照德國地質(zhì)學(xué)家柯塔在1862年提出的巖石成因三分法，泰山雜巖既不是火成巖，也不是沉積巖，而是變質(zhì)巖，是經(jīng)過變質(zhì)作用形成的。大理石主要由方解石組成，賦予巖石白色的底色。大理石中還會(huì)含有帶各種顏色的其他礦物，如：硅和鈣構(gòu)成的硅灰石白里透灰，富含鎂的滑石白色中帶著黃、綠色，含鈣、鎂、鐵的角閃石呈現(xiàn)綠、粉、褐、紅、黑等各色，富含鐵、鎂、錳、鈣的石榴子石呈現(xiàn)黃、褐、粉、紅、紫紅等各色，這些礦物賦予大理石五彩繽紛的顏色。大理石中還會(huì)發(fā)育條帶狀構(gòu)造，形成復(fù)雜多變的紋理，像山水，像云霧，像各種圖案。這些流光溢彩的夢幻紋飾為大理石平添了無窮的魅力。因此，古人常常選取具有一定象形花紋的大理石，鑲嵌在屏風(fēng)上，制成畫屏。 大理巖畫
大理石的名字是從它的產(chǎn)地得來的，就像泰山石得名于泰山一樣，大理石得名于云南大理。就像泰山石不是巖石學(xué)名稱一樣，大理石也不是巖石學(xué)的名稱，它的巖石學(xué)名稱叫大理巖。雖然作為商品的名稱，商家用大理石泛指那些具有裝飾功能，可以加工成建筑石材或工藝品的碳酸鹽巖（既包括大理巖，也包括石灰?guī)r和白云巖），但是，產(chǎn)于云南大理點(diǎn)蒼山的大理石是大理巖，是地地道道的變質(zhì)巖。在變質(zhì)過程中，巖石整體往往發(fā)生流變，不同成分的礦物條帶形成形態(tài)各異的褶曲，使大理巖呈現(xiàn)出絢麗的色澤與多變的花紋。當(dāng)然，也有些大理巖中沒有任何花紋和圖案，例如，北京房山的大理巖質(zhì)地均勻，潔白無瑕，古人稱為“漢白玉”。由于大理巖的質(zhì)地比較軟，自古以來就是雕刻藝術(shù)的原料，尤其是漢白玉。在公元前12世紀(jì)的商代就有用大理巖雕刻的水牛了。故宮是600多年前明代永樂年間修建的皇宮，里面的欄桿都是用漢白玉雕刻的，保和殿后面有一塊重達(dá)250噸的云龍石，也是用漢白玉雕刻的。天安門前后各有一對漢白玉雕刻成的華表，云龍盤柱，橫插云板，每一根都高10米，粗1米。矗立在天安門廣場中心的人民英雄紀(jì)念碑是用17000塊花崗巖和漢白玉建成的，在碑座的四周有10塊漢白玉大浮雕，栩栩如生地再現(xiàn)了從虎門銷煙到百萬雄師過大江的歷史場景。 人民英雄紀(jì)念碑不同于泰山石，泰山石的產(chǎn)地只在泰山，而大理石的產(chǎn)地卻遍布全國，其中最著名的當(dāng)屬云南大理的點(diǎn)蒼山。北京房山的大理巖有白色和淺灰色兩種，其中白色的大理巖就是珍貴的漢白玉，淺灰色大理巖具有各種細(xì)條花紋，稱為艾葉青。此外，全國各地都出產(chǎn)自己獨(dú)特的大理巖石材，如，內(nèi)蒙古的蒙古黑，海南的崖州紅，遼寧的丹東綠，新疆的天山藍(lán)，四川的蜀白玉，安徽的紅皖螺，甘肅的冰島灰，河南的松香玉，云南的水墨花，等等。世界上其他地方也都發(fā)育了和我們大理巖成分、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地相同的變質(zhì)巖，英文的名字叫“Marble”，地質(zhì)學(xué)家把它翻譯成純漢化的“大理巖”。在意大利佛羅倫薩市西北有個(gè)小城，叫卡拉拉，位于阿普安阿爾卑斯山腳下，那里出露了大片的白色大理巖。公元16世紀(jì)，歐洲文藝復(fù)興三杰之一的米開朗基羅就是用這里的大理巖雕刻出舉世聞名的《大衛(wèi)》，卡拉拉大理巖也由此聞名遐邇。米開朗基羅用卡拉拉大理巖雕刻的《大衛(wèi)》 古代文人離不開硯臺(tái)，現(xiàn)代書法家和國畫家也喜愛好硯臺(tái)。硯臺(tái)的實(shí)用功能是研墨，在硯臺(tái)里把墨塊研磨成細(xì)末，叫“下墨”，而研磨下來的細(xì)末和水發(fā)生融合叫“發(fā)墨”。下墨和發(fā)墨是衡量硯臺(tái)好壞的兩項(xiàng)重要指標(biāo)，下墨和發(fā)墨都極佳的硯臺(tái)被視為珍品。唐代大書法家柳公權(quán)曾把甘肅洮州的洮硯、廣東肇慶的端硯、安徽歙縣的歙硯及山西新絳縣的澄泥硯列為“四大名硯”，其中除澄泥硯外，端硯、洮硯和歙硯都是用天然石材制成的。在地質(zhì)學(xué)家眼里，端硯的石材是泥質(zhì)巖，而洮硯的石材是板巖，歙硯的石材是千枚巖化的板巖，它們正好反映了變質(zhì)巖的一段形成過程。制作端硯的泥質(zhì)巖是沉積巖，粒度非常細(xì)，粒間孔隙也小，因此，發(fā)墨很細(xì)，但由于石材的泥質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間粘接不緊密，硬度小，因此下墨較慢。 安徽歙硯經(jīng)過變質(zhì)作用后，泥質(zhì)巖會(huì)變成板巖，開始結(jié)晶出細(xì)小的礦物，雖然人的肉眼還分辨不出，但礦物的粒度變大了，礦物質(zhì)點(diǎn)間焊接緊密了，因此洮硯的下墨變快了，但發(fā)墨卻不如端硯細(xì)了。板巖進(jìn)一步變質(zhì)會(huì)形成千枚巖，礦物顆粒結(jié)晶得更粗大了，肉眼就可以覺察到極細(xì)小的白云母晶體，讓巖石出現(xiàn)絲絹光澤。歙硯石材的變質(zhì)程度恰好介于板巖和千枚巖之間，礦物晶體不夠大，但已經(jīng)出現(xiàn)絲絹光澤，使歙硯出現(xiàn)螺紋、眉紋等各種花紋結(jié)構(gòu)，而零星結(jié)晶出的黃鐵礦顆粒成為歙硯中的金星。歙硯的礦物顆粒相對較粗，因此下墨能力最強(qiáng)，雖然紋理精細(xì)，發(fā)墨效果也很好，但還是趕不上泥質(zhì)巖制成的洮硯和板巖制成的端硯。千枚巖如果再進(jìn)一步變質(zhì)，就會(huì)形成片巖和片麻巖。片巖中有大量的云母片，肉眼就能清楚地看到，這樣的石材已經(jīng)不能去制作硯臺(tái)了。好硯臺(tái)講究細(xì)而不滑，澀而不粗，但片巖卻是滑而不細(xì)，既澀又粗。片麻巖就更粗了，除了含有云母等片狀礦物，還有大量長石、石榴子石等粒狀礦物，用它制作硯臺(tái)肯定是不行了，但它很堅(jiān)硬，又很粗糙，山村里生活的人們叫它“麻石”，用來做石磨和碾子。 千枚巖
1893年，英國地質(zhì)學(xué)家巴羅在蘇格蘭高地對泥質(zhì)巖的變質(zhì)作用進(jìn)行了研究，他指出，隨著溫度的增高，巖石中會(huì)有規(guī)律地逐步形成綠泥石、黑云母、石榴子石、藍(lán)晶石和夕線石等礦物，（泥質(zhì)）巖石也會(huì)逐漸變成千枚巖、片巖和片麻巖。后來在世界上其他很多變質(zhì)巖地區(qū)也都發(fā)現(xiàn)了同樣的礦物變化帶，于是，人們就把這種規(guī)律性的礦物和巖石變化叫做“巴羅式變質(zhì)帶”。 片麻巖
澄泥硯是“四大名硯”中唯一不是用石材制成的硯臺(tái)。唐代的澄泥硯是用山西新絳縣汾河里撈上來的細(xì)泥制成的。古人從河床中取泥，淘洗澄清成細(xì)泥，再放在絹袋中在河水里繼續(xù)經(jīng)受沖洗，兩三年后再取出做成硯臺(tái)坯，晾干后放進(jìn)窯里用火煅燒，恰當(dāng)?shù)幕鸷蚴钩幣_(tái)的硬度介于陶和磁之間，出窯后再精雕細(xì)琢，成為下墨和發(fā)墨極佳的澄泥硯，作為貢品納入皇宮。后來，由于制作工藝復(fù)雜，燒窯火候又難以掌握，澄泥硯失傳多年，直到20世紀(jì)70年代日本訪華團(tuán)提出要買幾方澄泥硯，才引起國內(nèi)相關(guān)部門的重視，開始重拾這門兒手藝，市面上出現(xiàn)了山西絳州澄泥硯，山東魯柘澄泥硯，河南虢州澄泥硯等。看過川劇的人一定對“變臉”印象深刻，一個(gè)角色竟然可以秒變成十來種不同的臉譜。變質(zhì)礦物真會(huì)“變臉”嗎？當(dāng)然會(huì)啦。變質(zhì)作用的英文是“metamorphism”，詞根“meta-”的意思是“變”，詞根“-morph”的意思是“形狀、形貌”，兩個(gè)詞根加起來，這不就是“變臉”嗎？所以，“metamorphism”按照字面的意思就成了“變臉作用”，相應(yīng)地，變質(zhì)巖成了“變臉巖”，變質(zhì)礦物成了“變臉礦物”！當(dāng)然，地質(zhì)學(xué)家不會(huì)這樣去直譯，因?yàn)樵谧冑|(zhì)過程中發(fā)生變化的不僅僅是外部的形貌，還有內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和成分。例如，前面講過的泥質(zhì)巖變質(zhì)形成的“巴羅式變質(zhì)帶”，其中很多礦物的變化都反映了化學(xué)成分的變化。在構(gòu)成變質(zhì)巖的礦物中，最典型的“變臉”要數(shù)紅柱石、藍(lán)晶石和夕線石了。這三種礦物的化學(xué)成分都是Al2SiO5，但在不同的溫度和壓力下，它們會(huì)相互轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度增高后，紅柱石和藍(lán)晶石就會(huì)消失，“變臉”成夕線石，而當(dāng)壓力變大后，紅柱石和夕線石也會(huì)消失。同一種化學(xué)成分，在不同的溫度壓力下竟會(huì)形成不同的礦物，這種現(xiàn)象叫“同質(zhì)異象” 。紅柱石
中國地質(zhì)博物館館藏 這種“變臉”還出現(xiàn)在其他礦物中。例如，石英、柯石英和斯石英是SiO2的同質(zhì)異象。它們的“變臉”主要靠壓力的變化。石英在壓力增大到一定程度后會(huì)“變臉”成柯石英，在壓力再增大后，會(huì)“變臉”成斯石英。在這三種同質(zhì)異象的礦物中，只有石英是人們很早就認(rèn)識(shí)的，而天然形成的柯石英和斯石英直到1960年和1962年才分別在美國亞利桑那州的大隕石坑中被發(fā)現(xiàn)。
石榴子石夕線石云母片巖
中國地質(zhì)博物館館藏 作為同質(zhì)異象礦物，其相互“變臉”的“本事”是由溫度和壓力的變化磨煉成的。同樣，變質(zhì)巖石的“變臉”也是由溫度和壓力的變化促成的，更確切地說，是高溫和高壓促成了變質(zhì)礦物間的轉(zhuǎn)化。高溫高壓僅是相對于常溫常壓而言的，常溫常壓一般指25攝氏度和1大氣壓（相當(dāng)于1.013巴）。紅柱石、藍(lán)晶石和夕線石相互轉(zhuǎn)變的最低溫度和壓力值為500攝氏度和4千巴（相當(dāng)于4000大氣壓），而形成柯石英和斯石英的最小壓力分別是25千巴（大約相當(dāng)于25,000個(gè)大氣壓）和100千巴（大約相當(dāng)于100,000個(gè)大氣壓），這樣的超高壓在地表上是難以達(dá)到的，只有受到隕石沖擊時(shí)，地表才能形成這樣大的壓力。藍(lán)晶石 變質(zhì)巖是奇妙的。雖然人類從200多萬年的石器時(shí)代就已經(jīng)接觸到變質(zhì)巖，但真正開始認(rèn)識(shí)變質(zhì)巖只有200年的時(shí)間。在18世紀(jì)末地質(zhì)學(xué)界著名的“水火之爭”中，“火成論”旗手赫頓用大量的觀察事實(shí)駁倒了“水成論”，但“水成論”陣營的人怎么也沒想到，在赫頓所說的“火成巖”中，竟然有不少變質(zhì)巖。這當(dāng)然不能怪赫頓拿假證據(jù)唬人，因?yàn)樵谀莻€(gè)年代，人們心中只有火成巖和水成巖。“變質(zhì)作用”這個(gè)術(shù)語是布埃在1820年引入的，而“變質(zhì)巖”這個(gè)術(shù)語經(jīng)萊伊爾《地質(zhì)學(xué)原理》（1830～1833年）的出版流行起來。從那以后，對變質(zhì)巖的認(rèn)識(shí)越來越深入：1893年，巴羅在蘇格蘭高地變質(zhì)巖區(qū)繪制了世界上第一幅變質(zhì)礦物變化帶圖；1920年，埃斯科拉首先提出了變質(zhì)相的概念；1961年，都城秋穗提出“雙變質(zhì)帶”概念，把變質(zhì)作用和板塊構(gòu)造聯(lián)系起來；1984年，肖邦在阿爾卑斯山發(fā)現(xiàn)造山作用形成的柯石英，提出了“超高壓變質(zhì)”概念，并指出密度小的大陸塊可以深俯沖到地幔深處……至今，地質(zhì)學(xué)家們還在努力工作著，或許明天就會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)，揭示出更多的奧秘。
本文首發(fā)于《地球》2020年第12期，有刪節(jié)修訂
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