[科普中国]-闪电熔岩

闪电熔岩（fulgurite）不同于岩浆岩、沉积岩、变质岩这三种基本岩石类型，是一种新的岩石成因。形成闪电熔岩的先决条件是必须有落地雷产生，有高压线的地方更容易产生落地雷，而事发现场附近确实有高压线。

化学成分化学成分包括：二氧化硅含量65.17%、三氧化二铝含量12.93%、氧化铁含量7.87%，同时还含有氧化钠、氧化锰、三氧化二磷、氧化钾、氧化钙和二氧化钛等多种物质。

背景资料闪电熔岩在中国地质大学（北京）宇光研究所的陈列室中，有一件造型独特深灰色的奇石：它就是世界上最特别的，具有极高科学研究价值的闪电熔岩。

两年前，随着一声骇人的雷响，闪电过后，北京顺义县境内的潮白河沙滩附近的高压线被击断，周围顿时一片漆黑。赶来抢修的几名电工，在出事地点发现高压线被截去2米多长，它的正下方有一个隆起半米高的沙滩，扒开看时，竟是一个高约30厘米树根状的奇石。

经地质大学、科大等单位30多位教授近两年的研究、鉴定、分析， 最后断定：它就是世界首例发现的雷击石——闪电熔岩。1

成因闪电熔岩是一种新的岩石成因。张宝林介绍，发生雷雨天气时，云层携带的电荷与地面一种电荷相遇，即可能形成“落地雷”；当“落地雷”击中沙丘或砂岩露头，瞬间产生数千度的高温，将其中的相对良导体石英等进行有序的熔化、气化，有的被熔蚀，雨水又对其进行快速淬火冷却，从而形成玻璃质与新生矿物的混合体，这种混合岩石体就是闪电熔岩。

专家研究可知，在雷雨的季节里，云层携带的阳离子与地面携带的阴离子相遇，即有可能形成落地雷。人们看到的闪电形状有枝叉状、片状、火箭状、球状等放电形式，而闪电熔岩则是瞬间高温对部分良导体有序熔化、气化，又遇暴雨瞬时冷却产生的，条件无比苛刻，极不易形成，非常罕见，而此次发现的雷击石则是枝叉状闪电熔岩。它的出现为人类探索自然界奥秘提供了不可多得的珍贵标本。

历史事件2010年1月19日，一堆似石非石形似烧焦琉璃的“天外来客”降落河北邯郸，之后北京天文馆专家将部分样品带回北京分析。最终专家判断“天外来客”为闪电熔岩。

北京天文馆陨石专家指出，这个样品的化学成分包括65%左右的二氧化硅和一些铝、铁、钠的多种氧化物，是闪电熔岩。闪电熔岩为一种新的岩石成因。发生雷雨天气的时候，云层携带电荷与地面一种电荷相遇，就可能形成落地雷；当落地雷击中沙丘或砂岩露头，瞬间产生了数千度的高温，把其中的相对良导体石英等进行有序的熔化、气化，有的被熔蚀，雨水又对其进行了快速淬火冷却，从而形成玻璃质和新生矿物的混合体，这一种混合岩石体就是闪电熔岩。

闪电熔岩之所以比陨石还少见，是因为其产生需要极为苛刻的条件，除落地雷外，还须有合适成分的土壤。一般说来，土壤中的二氧化硅要在50%以上，氧化铝要在20%左右才行，此外还要有湿润的环境，当砂岩被熔化后，雨水、雪水等可起到淬火和瞬间冷却的作用，否则闪电很可能会气化。

据介绍，闪电熔岩在地质、气象等领域都有一定的研究价值。他说闪电熔岩很难被发现，上世纪90年代后国内有记载的仅两例。

科学研究石化的闪电

1966年，在苏格兰的阿伦岛上工作的考古学家，于靠近科里村庄的地方发现了一件令人惊奇的物品：一块闪电熔岩。从周边沙石的材质和年龄来判断，这块闪电熔岩的历史已长达两亿五千万年之久，它形成于二叠纪时期的末期。从恐龙横行的那个年代到现代，我们赖以生存的这个星球已经经过了翻天覆地的变化，但是从这块闪电熔岩看来，基础的自然进程，水文循环的模式，乃至闪电的形成并没有发生太大的改变。

这块在科里村长发现的闪电熔岩极有可能是在闪电袭击这块沙丘的顶部时形成的，它的高温和能量辐射至这个沙丘，使其化合反应为玻璃，并将其塑造成一段不知长度和宽度的空心的玻璃管子。您可能会问，苏格兰怎么会是沙漠呢？是的，二千五百万年以前，英国岛国的所在地是盘古大陆的一部分，是一片名副其实的大陆，也就是说，是一片沙漠化的内陆地区。

猫沙科学家最喜欢也最容易发掘的闪电熔岩，是那些形成时代不久远，而且埋藏于土质松散的砂土中的闪电石。掩埋于土质松散的流沙中的闪电熔岩，容易被发现，同时也挖掘及转移工作也相对简单。有些人将掩埋闪电熔岩的这种流沙，形象地比作猫咪的猫沙，只不过是尺寸更大规模更大而已。

先前人迹罕至的沙漠地区，比如说撒哈拉沙漠，戈壁滩沙漠，以及澳大利亚人烟稀少的内陆腹地，都已遍布人类的足迹。一方面，这使得更多的闪电熔岩被发现被收藏，另一方面，也降低了它的价值。2

焦石英很多闪电熔岩的玻璃管子内部都是流光溢彩的，其实这只是一种自然现象，因为它含有一种叫做焦石英的物质。有些时候，闪电熔岩的管子只是玻璃的，它就是不发光的，而有些时候它就是发光的。在史前时期，人们就曾经将焦石英镶嵌于首饰珠宝之中，以期将其制作的更加光彩夺目。

很有可能，古代社会的人们就已经发现了光彩，沙石，以及闪电熔岩的玻璃成分之间的内在必然关系，于是他们将其加以利用，并人工炼制沙子制造玻璃制品。

人造闪电熔岩第一部分

在2006年5月的中上旬，一个步行者正在徒步行走在明尼苏达州明尼阿波利斯城的一个名叫科尔伐克斯的小镇上。他在水泥铺就的人行道上行走，然后一些奇怪的现象吸引了他的目光。他这样描述道：“路上出现了一条大大的裂缝，大约3米长，由断断续续的5部分组成。这些裂缝大概深2厘米，宽5厘米。走近仔细的查看，我发现这个裂缝的边缘裸露出了黑色的玻璃，有些玻璃是松松的浮在裂缝边缘处，可以轻易的被捡起。”

尽管这个裂缝的所有特质都与闪电熔岩的特点如出一辙，但是这个裂缝的水平结构与它的位置却说明了这不是闪电的杰作。这个裂缝就位于典礼输运线的下方，这说明了它很有可能是被电线短路或者电线短线等原因造成的。

第二部分

电线短路是客观的，另外人为地制造原因吸引闪电，并将其用来制造闪电熔岩则是另外一码事。人为地吸引闪电，正是艺术家阿伦·马可库伦姆不止一次的尝试过的事情，在1997年的夏天，他做了数以百计的尝试。因此也就有了各种各样的实验结果，他所制成的闪电熔岩大小不一，小到如同饮料吸管的超细小闪电熔岩，大到著名的“闪电熔岩之母”，就是被吉尼斯世界记录载入史册的那个尾巴开叉的超过17英尺深的最长的闪电熔岩。

马可库伦姆的闪电熔岩试验都是与福罗里达州立大学的国际闪电研究与测试中心合作完成的，他们的试验基地是靠近福罗里达州斯塔尔克的国家保护基地。在这些所谓的试验中，他们首先发射一些小的火箭，将其射入海拔2000至3000英尺上空的暴雨云层中。在这些小火箭上，他们都绑上一根极细的铜线，以便使火箭与地面相连，这样的话才可以将被吸引来的闪电导入地面，为其所用。本杰明·富兰克林发明的这一方法被发扬光大。

玻璃制品除去闪电的袭击，还有两个别的方法可以从砂土中提炼出玻璃。但是这两种方法都需要应用极度的高温和极其强大的力量加以辅助。第一种是陨星效应，比如说将近三千万年以前，发生在利比亚和埃及接壤处的那次陨星事件。整个区域都被融化的砂石所覆盖，当其冷却之后，整个沙漠呈现出一种黄绿色的如神灵般飘渺虚幻的色调。这种利比亚沙漠玻璃被古代的埃及人所称道，后来这种玻璃被用来制作为装饰物，镶嵌在了塔特王胸甲的正中位置。

另外一种方法就是利用底面的或者是靠近地面水平线的原子爆炸能量制造玻璃。1945年6月16号，第一枚原子弹在新墨西哥靠近阿拉莫戈多的白沙试验基地爆炸。这颗被命名为“三一原子弹”释放了20，000吨的能量，并将爆心投影点组织周边的大片区域覆盖上了一层绿色的玻璃。因此，这种绿色的玻璃也被命名为“三一玻璃”，它一直仍具有温和的放射性元素，也一直被收藏家和纪念品爱好者所觊觎。3

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学