雷公墨

雷公墨

雷公墨,是我國古人對隕石玻璃的稱呼。因其常於雷雨天中被雨水從岩層中沖刷脫落出來,以致古人誤以為是雷電造成的,是傳說中的雷公畫符遺留的墨塊。在暴雨傾瀉後的海南島,往往會發現地里有一種杏子大小,長約十幾厘米,樣子奇特的、黑色玻璃質石塊。由於它總是在雷雨之後出現,因此被稱為“雷公墨”。

基本信息

雷公墨簡介

雷公墨是我國廣東雷瓊地區人民對當地一種散布狀產出的黑色玻璃質岩石的俗稱,對雷公墨的記載最早見於我國唐朝劉詢所著《玄嶺表錄異》一書。言“雷州驟雨後,人於野中得髯石,謂之雷公墨” 。

雷公墨雷公墨

1900年,修斯(F.E.sues)將這種玻璃岩石取名Tektite。

據統計,這種玻璃質岩石在世界範圍內已發現有約65萬塊,它們分布於地球南北緯55°範圍內的四個地區,即澳亞散布區、象牙海岸散布區、莫爾達維散布區和北美散布區。中國的雷公墨屬澳大利亞散落區。不同地區對這種玻璃岩石都有地區性的命名,如澳大利亞石、菲律賓石、利比亞沙漠玻璃等。

1963年,我國李達明確定我國雷公墨與世界其他地區的Tektite相當。

雷公墨的分布

雷公墨主要分布於雷州半島及海南島。在海南島,雷公墨多集中於瓊海、文昌、瓊山、澄邁一帶,散布於低海拔30-40米台地上,經雨水沖刷,裸露於地表。

20世紀八十年代,廣西也陸續發現雷公墨,主要分布於博白、合浦、欽州、崇左、靖西、田東、田陽、百色等地,以博白縣和百色盆地最為豐富,當地老鄉稱其為“星屎”。

雷公墨的物理性質

物理特徵

雷公墨通常為墨黑色、漆黑色,標本的邊部因較薄而呈半透明的茶色。玻璃光澤,貝殼狀斷口,全玻璃質,即使在電鏡下放大數千倍也表現出非晶質性和斷口特徵。個體大小不一,重量不等,一般為幾克至幾十克,個別達100克以上。樣品新鮮,無被搬運和磨蝕痕跡。

常見外形

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雷公墨的外形多樣,保存有完整的特定形狀的大致可歸納為八種:

(1)層狀:外形不規則,具清楚的薄層狀構造,層理一般厚0.5-3毫米。

(2)橢球狀:長的球形,往往一端較小,一端較大。長軸大於短軸的二倍,垂直長軸的斷面為圓形。

(3)淚滴狀:像拉長的淚滴,長軸大於短軸的三倍以上。垂直長軸的斷面為圓形。

(4)啞鈴狀:兩端稍有膨大的長棒狀。

(5)長棒狀:一般長3-5厘米,截面圓形,截面直徑一般小於1厘米。

(6)透鏡狀:當中厚,向邊緣變薄。

(7)碎胡桃殼狀:厚3-5毫米的彎曲薄片。內曲面有流動條紋構造,外曲面有不規則的凹坑及溝槽。

(8)薄片狀:厚3-5毫米。往往具清楚的流動條紋構造。

除上述具特定形狀的雷公墨外,其餘均為外形不規則的碎片。它們原來的形狀已很難推斷,或者這些不規則的碎片即為其原始形狀。

表面構造

雷公墨表現出濺起和降落的特徵。凹坑構造是玻璃體急劇冷縮形成的弧形裂開脫落後留下的痕跡。而紋層構造則是玻璃體在完全固結前呈塑性狀態時經過扭曲,拉撕和柔皺形成的絲狀物聚集而成。由於玻璃的均一性,使得這些絲狀物已表現不明顯,僅在風化的表面隱約可見,紋層構造便是這種成因的反映。

折射率與比重

測量雷公墨的折射率和比重,並利用奧克夫公式和與二氧化矽含量的相關圖來估算和投影,得到的三個數值基本一致。相對世界其他地區的Tektite,其折射率與比重較之菲律賓石相差無幾,而較之低鈣高鋁的Tektite則差異較大,說明雷公墨與菲律賓石來源相同。


雷公墨 菲律賓石
低鈣高鋁Tektite
物理參數 測量值
估算值 投影值
折射率 1.507 1.504 1.505 1.513 1.544
比重 2.410 2.409 2.411 2.451 2.519

雷公墨的化學組成

雷公墨雷公墨

雷公墨與東南亞地區的Tektite具同一化學成分範圍,但區別於月壤中的玻璃和宇宙塵。看來它與夭體來源的玻璃物質無成分上的共同之處。然而有趣的是,雷公墨與德國瑞耶(Rie)隕石坑中的玻璃卻相似。

雷公墨的年齡值

中國地震局地質研究所的研究人員嚴正認為:用裂變徑跡法和鉀氨法測定了雷公墨的絕對年齡,結果大約為70萬年。這一數值與澳亞散布區內其他地區玻璃隕石的年齡一致,說明它們是同一地質事件的產物。

中國地質大學教授李昌年認為:散布狀的雷公墨被晚期第四紀玄武岩復蓋,而裸露於早期玄武岩之上。表明雷公墨形成於兩期玄武岩噴發之間,這與雷公墨的年齡值(0.75百萬)年吻合。

雷公墨的形成

關於雷公墨的形成,傳統的一些看法,諸如地球火山成因說,閃電熔岩說已基本否定。70年代以來對其成因的看法有二,其一為月球起源的玻璃隕石,其二為隕石衝擊地球後形成的熔融石。
圍繞主要的2種觀點,即月球火山噴發說與隕石衝擊地球岩石熔融說,國內有一批科學家參與了研究與探討,相關的學術文章包括:
海南島雷公墨(玻璃隕石)起源問題的初步探討-袁寶印
雷公墨的地層年代學研究-袁寶印;葉連芳
雷州半島與海南島玻璃隕石-“雷公墨”的調查與初步研究-李達明
海南島雷公墨及成因探討-李昌年
海南島玻璃隕石(雷公墨)裂變徑跡年齡的測定-嚴正;袁寶印;葉連芳

月球火山噴發說

月球表面的隕石衝擊現象十分普遍。一些學者的研究表明月球在新生代時期甚至現在都可能存在火山活動。隕石衝擊飛濺起的物質和火山噴發物都有可能脫離月球引力落到地球上來。月岩和月壤的一些性質與玻璃隕石有許多相似之處。
雷公墨的外形與火山彈、火山豆的形態十分相似。雷公墨的層狀構造,褶曲夾層以及玻璃隕石的流動構造可能是月球火山內部的熔岩流動時形成的。而雷公墨的刻蝕形態可能是月球火山噴發時,熾熱的腐蝕性氣體對噴出物化學腐蝕形成的。當它們進入地球大氣中後,又受到空氣動力磨蝕形成磨蝕形態。

隕石衝擊熔融說

雷公墨的年齡值(0.75百萬年)否定它們是來自隕石或月岩(45億年)。
雷公墨的形態多為一向延長的水滴狀、彈狀,這是因為撞擊地球物質而濺起液滴的典型形態。雷公墨常量元素含量與地球岩石接近,而與月球岩石和宇宙塵中的玻璃體差異較大。稀土元素球粒隕石標準化的雷公墨,稀土分配模型與天體岩石無共同點然而卻與頁岩和玄武岩的模型相似。K/U、K值投影也否定了雷公墨來自月球岩石的可能性。
隕石衝擊熔融說得到學術界較為普遍的認可,其假設如下:
0.75百萬年前有一塊巨大的隕落體衝擊了澳大利亞附近的某一地區,當時表面為頁岩或玄武岩,由於隕落體自身的重量和產生的千萬巴以上衝擊力,使地表岩石傾刻間得到超過自身熔點的溫度,從而引起地表岩石熔融或選擇性熔融,並且迅速濺起,形成數以萬顆計的矽酸鹽熔融液滴,然後驟冷、固結、漂浮在大氣層上,最終因自身的重力降落到地球表面,形成雷公墨。

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