紫砂矿料的起源

一直以来人们在使用紫砂器物的时候,都对紫砂的神奇功能赞叹不已。但紫砂为什么有这样的功能?为什么只有太湖边的紫砂泥有双气孔结构呢?紫砂泥是怎样形成的?对于这些问题,学界深入探讨得并不多。笔者通过综合目前学界对太湖成因及周边区域的地球物理学、地质学、气象学的研究和发现成果,从中得出一个“紫砂来自外太空”的假说。说起紫砂不能不说太湖,如果没有太湖也许不可能有紫砂的形成,所以我们先来看看太湖。

1、太湖的成因探讨
太湖,古称“震泽”,又名“笠泽”,位于江苏、浙江两省的交界处,是我国东部近海区域最大的湖泊,也是我国的第三大淡水湖。周围分布着淀泖湖群、阳澄湖群、洮滆湖群等。纵横交织的江、河、溪、渎,把太湖与周围的大小湖荡串连起来,形成了江南水乡。

紫砂的起源

人们对太湖的形成有着不同的认识和争议,主要有构造成湖论、泻湖成因说、陨石冲击坑说等。构造成湖论认为,太湖平原原是一个大的海湾,以后不断为水和沉积物所填充,演化成现在的湖泊。泻湖成因说认为,太湖平原原是一个大的海湾,在全新世高海面时,曾受到广泛的海侵,以后随海水退却形成封闭的湖泊。“陨击说”又分“陨石撞击成因说”和“彗星爆炸成因说”两种。陨石冲击坑说认为,距今5000万年前,一颗巨大的陨石从东北侧方向撞击面,造成相当于1000万颗广岛原子弹爆炸的巨大冲击,留下了2300多平方公里的陨石坑,即现在的太湖。彗星爆炸成因说认为:在4800年前,一颗直径50公里的相当于一个超级大雪球的彗星,从东北向西南砸向太湖地区并在上空爆炸分裂成许多颗后,撞到地面,大的一颗撞击形成太湖,其余则撞向太湖四周形成一些小的湖泊,并造成太湖四周大量散落的铁疙瘩一类的陨击物质。而影响最大的则是泻湖成因说,陨石撞击说由已故著名地质学家彭志忠教授于1970年代提出。
半个多世纪以前著名地质学家丁文江教授就著文,最早对太湖的形成提出了看法,此后部分地质学者根据太湖的形态特征,认为太湖是一个构造下沉的盆地,并为沉积物不断填充,以致成为今天的大型浅水湖泊。自八十年代末以来,太湖西南侧的圆弧地貌特征引起国内外学者对“陨石冲击坑成因说”的关注及争议。有关部门对太湖湖底地形进行了全面测量,并在湖滨及湖中打了一系列的浅钻和深钻,对湖底40m以上的沉积地层进行了深测和分析,在广泛深入的调查及对大量第一手实物资料研究的基础上,对太湖的形成与演变有了新的认识。
从《地理知识》杂志提供的资料中获悉:根据测量表明,太湖的湖底十分平坦,平均坡度仅0°0′19.66″,湖底72.3%处于水深1.5~2.5m,最深处2.6m,湖中没有深槽,也没有大规模浅滩。没有发现《辞海》中所述“最深达4.8m”的地方。平坦的太湖湖底,基本上为坚硬的黄土物质所组成,据测这黄土层距今1.1万年至2万年之间,黄土层表面仅少量深层淤泥。这与“构造下沉,并为沉积物不断填充”的推论显然不符,这黄土地层并与金坛、常州一带地面所露出的黄土是连成一片的。在这黄土层上,尚见有一系列的被淹没的河道与洼地,这些河道与现在的太湖出口大体吻合,如望亭湾、胥口湾、东太湖等。以上湖底地形和沉积特征表明,太湖的前身并不是海湾和泻湖,而是一个复盖着黄土的冲积平原。经过对这大片平原陆续发掘(发掘点达200多处),发现大量的古脊椎动物骨骼和古文化遗址。包括各种石器、亚州象、剑马象、纳马象、骨骼化石以及黑陶、夹砂陶、印陶、古稻谷和各种编织工具。其中古稻谷碳14测定为距今6274±205年。这就表明,早在6000年前,古人就已在这里开发定居,从事农耕生活,继1974年后在澄湖湖底发现古井数百口,井中清出新石器时代至宋代的各种文物1000多件,1986年在吴县通安乡西太湖底,又发现了春秋战国时古井四口,井中清理出战国时期黑陶罐、石斧等文物,还有汉代的井栏圈。据北宋单锷《吴县水利书》称“熙宁8年(公元1075年),岁遇大旱,震泽水退数里,清水乡湖干数里,而其地为民田,今日太湖也。”
中国科学院南京地理研究所的专家认为:太湖的底部及整个太湖平原湖泊底部,全部是黄土层硬底,湖水直接覆盖在黄土之上,未发现海相化石及海相沉积物,相反却发现大量的古代人类生活的文化遗址,因而太湖不属于构造成因的湖泊;同时,研究表明太湖平原除东部上海地区和南部嘉兴以南地区,曾受到过全新世海侵外,整个中部广大湖荡平原区并未受到海水侵袭,因此也就不存在泻湖成因问题;关于陨石冲击坑说,如果湖泊是陨石冲击而成,湖底多少要保存有撞击坑的痕迹,然而太湖湖底却十分平坦,平均坡度仅为19.66″,而且湖中还分布有51个岛屿,此乃令人不解之处,由而学界更偏向于彗星撞击说。彗星的彗核密度小于水,是由水、乾冰和宇宙尘埃及杂质等包裹构成。只有这种巨大的包裹着许多杂质垃圾的大雪球高速斜向砸向现在的太湖平原,才有可能形成深度不大,而且找不到大块陨体,底部被彗星大面积压紧而形成平坦坚实的浅坑。
南京大学地球科学系的王尔康教授等学者1990年在太湖的三山岛的厥山,发现了五通组石英岩遭受冲击变质的标准特征——震裂锥,在三山岛的泽山的泥盆纪五通组石英岩颗粒中发现了遭受冲击变质的直接证据——冲击变形纹,这是多组密集严格平行的变形纹,不但穿过了石英颗粒,而且穿过了石英的再生长边缘,这一发现证明石英晶粒曾经遭受过超高压的冲击变质。其后在2001年11月发表在《中国科学》上的《太湖泥盆系基岩冲击变质卸载微裂隙的发现与意义》一文中提出了“太湖是陨击坑”的论点。此后,南京大学地球科学系王鹤年、谢志东、钱汉东三名教授找到了太湖属陨石冲击成因的关键性证据,进一步确认太湖系陨石冲击坑。这项研究成果发表在2009年第4期《高校地质学报》上。
冲击溅射物是指冲击成坑作用中被抛射到空中再溅落在冲击坑及其周边地区的受冲击而变质的陆源物质。由南京大学地球科学系陨石专家王鹤年、谢志东、钱汉东组成的课题组经过分析鉴定,确证目前在太湖沉积淤泥中发现的各种奇石与石棍,保留了明显的冲击溅射特征,显示其形成经历了冲击震碎、熔融、挖掘抛射、空中飞行等阶段,最终溅落在冲击坑及其周围。同时,溅射物表层结构保留了气流刻蚀纹,并有熔珠和铁质熔壳;溅射物内部岩屑、晶屑中保留有受冲击应力形变的证据;溅射物铁质熔壳内包裹有石英、长英质及菱铁矿等冲击形成的粉尘。
“太湖冲击坑溅射物的发现为太湖系陨石冲击坑的论断提供了可靠证据……太湖冲击坑的形成应该小于1万年。”王鹤年表示,结合近20年来学者们对太湖研究的已得成果,可以确证太湖属陨石冲击坑成因。石湖石棍为陨石,太湖为陨石冲击坑。太湖冲击溅射物主要分布在石湖和太湖湖底较硬的黄土层之上的淤泥层中,说明太湖冲击坑建设物形成于全新世一万年之后。
春秋战国以前,太湖地区原是陆地的冲积平原。唐代湖水可达吴江塘岸。洞庭东山和西山原为湖中两大岛屿,后因东山与木渎间泥沙淤积,滩地扩展,至清代中期,岛与沙洲相接,使东太湖成为太湖的一大湖湾。近一二百年来,因东太湖东岸和西北岸淤积加甚,加之围垦湖滩地,东太湖实际上已成为一个狭长的浅涸湖区。近代太湖的变迁以东太湖地区最为突出。
2014年5月12日南大王德滋院士、王鹤年教授、谢志东教授以及相关五个领域的科学家等,到太湖现场察看。王院士说太湖的石灰岩都经受过高温高压的变质,从震裂锥、溅射物、击变角砾岩、陨石残留物、熔灰岩、熔融碳化木等一系列证据表明,已经可以确定太湖是天体大爆炸冲击形成的。
综上所述,笔者认为,太湖的成因是多方面原因的结合,是一个更为科学的论断。笔者分析:太湖形成最初的成因是由于发生于近万年前的陨石(彗星)冲击而形成了一个三面是一种圆弧状结构,一面则毫无规则呈喷溅状的一个相对地势较高的坑(见图1)。陨石撞击,使古震泽地区四周地层发生强烈的褶皱,中间断落下沉降为凹地,初步形成了震泽的原始湖盆,但没有水,上古人类可在其上生产活动,湖底出土的6000年前的文物佐证了这一点。后或是因三皇五帝时期,洪水泛滥而积水成湖。至大禹治水时,古震泽是有水的,且常动荡泛滥。《尚书·禹贡》有“三江既入,震泽底定”的记载,这是与太湖流域治水有关的最早记述。意即震泽之水入三江,震泽不再有壅塞之害。大禹治水之后,古代太湖平原很少泛滥。古湖区面积远较目前为小,今太湖以东,以北诸湖荡大都不存在。据成书于战国至东汉时期的《越绝书·吴地传》记载:“太湖周三万六千顷”,汉制每顷当今七十亩,共折含二百五十二万亩,一千六百八十平方公里,只相当于今日太湖面积的百分之七十。至春秋战国以至宋时,人们可以在这片区域生产生活,湖底出土的春秋战国及宋的时期的文物验证了这一点。太湖自唐、宋以后,三江日渐淤塞以后,每当洪水季节,常因排泄不畅而酿成洪涝灾害,使太湖中部平原洼地沼泽化。太湖不仅本身水体面积扩大,而且在其东、北部先后形成了大小零星的湖泊。唐代湖水可达吴江塘岸。今天的太湖,北临无锡,南濒湖州,西接宜兴,东邻苏州,水域面积约为2250平方千米。

紫砂的起源

2、紫砂泥的成因推演

从这张表来看,宜兴在漫长的地质历史上没发生过火山喷发,离宜兴最近的同属下扬子地块的曾经有火山喷发的是溧阳。
据地质科学工作的考察研究,宜兴和它毗邻的浙江省长兴地区的陶土矿床,大约在2~4亿年前,经历了四次海退和三次海浸,自古生代志留纪末至今,陶土在泥盆纪和早炭纪中期形成的,形成紫砂泥矿有一个稀奇的现象,即在紫砂矿的四周总会现优质的石灰矿。
从地球诞生以来,地表的物质不断此升彼降,在地表的物质不断风化,沉到地表下的物质就不断岩化,各种化石就是岩化的结果。当活土沉到地表下与空气隔绝,在地质压力下开始岩化进程,综合各类科学考证的数据,紫砂的岩化历程或说生命历程,从粘土岩化成紫砂的时间,有报告说需六千年,也有报告说三万年,根据生物岩化成化石的时间在两万五千年左右为参考,所以这两组数据都可采信,最老的紫砂生命历程有报告说距今十八万年,也有报告说三十万年,数据取两头,也就是说最年轻的紫砂在六千年前,最老的紫砂在三十万年前它们还是高岭土或粘土,而现在所有的紫砂在三十万年后都将岩化成为陶土或岩石。
太湖湖底有一种冲击溅射物,似土非土,似石非石,一根一根如同骨头,质地坚硬,宜兴叫它土骨。笔者在对比苏州湖底发现的石棍、怪石头与在宜兴丁山土骨沙堆里捡到的大块土骨,比对发现为同一矿岩结核构成,是同一种天然矿料,烧成后呈青黑色调矿料,外观呈黄褐色、紫褐色,用土骨与紫砂矿按一定的比例进行配比,就成为品相极好的天青泥。天青泥做的壶含有十分丰富的元素,此壶泡茶的茶水味极佳,有种淡淡的甘甜味,而且长期用这个壶泡茶可以防止贫血和改善贫血。天青泥的壶透气性特别好,壶体很轻,壶身布满铁坑(铁熔点)和微小的洞,但壶绝对不会漏水,此点十分神奇。这样的壶养3个月就可以相当普通壶养2、3年的效果。
土骨在宜兴可作为天然的陶瓷釉料、熔剂和着色剂,多用于琉璃瓦生产。土骨的矿物组成以褐铁矿、石英、石灰石为主,主要化学成分及百分含量为二氧化硅(SiO2)23.03%、三氧化二铝(Al2O3)10%、三氧化二铁(Fe2O3)43.21%、氧化钙(CaO)2.07%、氧化镁(MgO)0.67%、氧化锰(MnO)0.12%、烧失量(LOI)15.20%。
由此可见,陨石产物用于紫砂中由来已久,还有我们可以用时空推算,如果没有造成太湖的巨大陨石撞击,也就不会有太湖,没有太湖也就没有形成紫砂的条件。笔者就陨石撞击的侵害做个推演:巨大的陨石撞击到底撞击地下的深度未知,我们不能武断地认为现在太湖地下的淤泥就是万亿年的元陆地,它更可能是撞击后淤积来的周围的土壤。我认为陨石核心撞击的深度可能到达远到宜兴张渚地下,巨大的后尾形成的真空爆炸波及整个太湖流域,丁山到张渚一路的玉女潭等各种洞穴,都可能是大撞击的能量散气孔。从地图上看太湖的中轴线就在这条线上,巨大撞击形成了巨大的地质颠簸震动,造成了岩石的褶皱空洞,大爆炸的尘埃在数百年万年,随着水流侵入岩石的空腔和各种物质一起慢慢沉积,就形成了独特的五彩伴生紫砂泥矿,这是独特成矿原因所以造就了独特的紫砂泥。遍观其它地域出现的所谓紫砂,都无法和太湖边的紫砂相媲美,这和它独特的成矿原因密不可分的,紫砂泥的形成真正原因找到了,这要感谢太湖是陨石撞击研究的伟大地质学成果,让我们联系起各种历史证据链条,证明了神奇的紫砂从哪里来,为什么有如此神秘的前世今生。

(文章登于《江苏陶瓷》2018第二期“学术研究”栏目  作者:袁 野)

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