普通磚是我們偉大的發(fā)明之一，人造石。制磚將低強度的泥漿轉(zhuǎn)變成堅固的材料，如果妥善保養(yǎng)，它們可以忍受多個世紀。

        粘土磚

        磚的主要成分是粘土，這是一種由火成巖石風化產(chǎn)生的表面礦物。就其本身而言，粘土并不是沒有用的-用普通粘土制造磚塊并在陽光下干燥會成為堅固的建筑“石頭”。在混合物中加入一些沙子有助于防止這些磚開裂。干燥的粘土與軟頁巖差別不大。

        中東早期許多古老的建筑都是用曬干的磚砌而成的。在磚由于疏忽，地震或天氣而變質(zhì)之前，這些通常持續(xù)了大約一代人的時間。隨著舊建筑融化成一堆黏土，古老的城市被定期地夷為平地，新的城市被建造在上面。在過去的幾個世紀中，這些稱為“泰爾斯”的城市土墩已經(jīng)發(fā)展到相當大的規(guī)模。用少許稻草或糞便制作曬干的磚塊有助于黏結(jié)粘土，并產(chǎn)生同樣古老的土坯。

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        燒磚

        古代波斯人和亞述人通過在窯爐中烤制出更堅固的磚塊。該過程需要幾天的時間，將溫度升至1000°C以上一天左右，然后逐漸冷卻。（這比用來制作棒球場外衣的溫和烘烤或煅燒要熱得多。）羅馬人像混凝土和冶金一樣，改進了這項技術(shù)，并將燒制的磚鋪到了帝國的每個地方。

        從那時起，制磚基本上就一直是相同的。直到19世紀，每個地方都有粘土礦床，因為交通運輸如此昂貴，所以建造了自己的磚砌廠。隨著化學的興起和工業(yè)革命的發(fā)展，磚將鋼，玻璃和混凝土結(jié)合在一起，成為了先進的建筑材料。如今，磚具有多種配方和顏色，可用于各種苛刻的結(jié)構(gòu)和化妝品應用。

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        燒磚化學

        在燒制期間，磚粘土變成變質(zhì)巖石。粘土礦物會分解，釋放出化學結(jié)合的水，然后變成石英和莫來石這兩種礦物的混合物。在這段時間內(nèi)，石英幾乎不結(jié)晶，保持玻璃態(tài)。

        關(guān)鍵礦物是莫來石（3AlO 3 · 2SiO 2），這是自然界中罕見的二氧化硅和氧化鋁的混合化合物。它以其在蘇格蘭馬爾島的出現(xiàn)而得名。莫來石不僅堅硬而堅韌，而且還長成細長的晶體，其作用類似于土坯中的稻草，將混合物牢牢地扣在一起。

        鐵是一種較少的成分，會氧化成赤鐵礦，占大多數(shù)磚塊的紅色。其他元素（包括鈉，鈣和鉀）可幫助二氧化硅更輕松地熔融-也就是說，它們起助熔劑的作用。所有這些都是許多粘土礦床的自然組成部分。

        有天然磚嗎？

        考慮到曾經(jīng)在非洲存在的天然核反應堆，地球充滿了驚奇，但是它自然能生產(chǎn)出真正的磚頭嗎？有兩種接觸變質(zhì)要考慮。

        先，如果非常熱的巖漿或噴發(fā)的熔巖以干燥的方式吞沒了干燥的粘土，該怎么辦？我將給出排除此情況的三個原因：

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        1. Lavas很少會達到1100°C的高溫。

        2.一旦吞噬了地表巖石，拉瓦斯就會迅速冷卻。

        3.天然粘土和埋藏的頁巖是濕的，會從熔巖中吸收更多的熱量。

        具有足夠能量甚至有機會燃燒合適磚頭的火成巖將是被稱為高錳鐵礦的超熱熔巖，據(jù)信已達到1600°C。但是自20世紀前元古代以來，地球內(nèi)部還沒有達到這一溫度。那時空氣中沒有氧氣，化學反應變得更加不可能。

        在馬爾島上，莫來石出現(xiàn)在以熔巖流烘烤的泥巖中。（在假速滑石中也發(fā)現(xiàn)了這種情況，在斷層上的摩擦將干燥的巖石加熱到融化。）這些可能與真正的磚相去甚遠，但是您應該親自去確認。

        其次，如果實際火災可以烘烤出正確的沙質(zhì)頁巖怎么辦？實際上，這確實發(fā)生在煤炭國家。森林大火可以使煤層燃燒，一旦開始，這些煤層大火可能會持續(xù)幾個世紀。果然，覆蓋煤火的頁巖可以變成紅色的熟料巖，足夠接近真磚。

        不幸的是，由于人為引發(fā)的火災在煤礦和草堆中開始，這種情況已變得普遍。全球溫室氣體排放量的很大一部分來自燃煤火災。今天，在這種晦澀的地球化學特技中，我們超越了自然。