普通砖是我们最伟大的发明之一，一种人造石。砌砖将低强度的泥浆转化为坚固的材料，经过适当的养护，这些材料可以经久耐用。

粘土砖

砖的主要成分是粘土，这是一组由火成岩风化产生的表面矿物。粘土本身并不是无用的，用普通粘土制作砖，然后在阳光下烘干，可以制成坚固的建筑“石头”。混合中加入一些沙子有助于防止这些砖开裂。

干粘土与软页岩几乎没有区别。

中东早期许多最古老的建筑都是用晒干的砖建造的。在砖块因疏忽、地震或天气而变质之前，这些现象通常持续了大约一代人。随着旧建筑融化成成堆的粘土，古城被周期性地整平，新的城市被建在上面。几个世纪以来，这些被称为“泰尔”的城市土堆逐渐扩大到相当大的规模。

用少量稻草或粪便制作晒干的砖块有助于粘合粘土，并产生同样古老的产品，称为土坯。

烧结砖

古代的波斯人和亚述人通过在窑炉中烘烤砖来制造更坚固的砖。该过程需要几天时间，将温度升高到1000°C以上一天左右，然后逐渐冷却。（这比用于制作棒球场顶级装饰的温和烘烤或煅烧要热得多。）罗马人采用了混凝土和冶金技术，将烧制的砖块推广到了帝国的每一个角落。

从那以后，砌砖基本上还是一样的。直到19世纪，每个有粘土矿床的地方都建造了自己的砌砖厂，因为交通费用太高。随着化学和工业革命的兴起，砖块作为复杂的建筑材料与钢、玻璃和混凝土结合在一起。如今，砖块有多种配方和颜色，可用于各种苛刻的结构和装饰应用。

砖块燃烧化学

在燃烧期间，砖粘土变成变质岩。粘土矿物分解，释放出化学结合水，变成石英和莫来石两种矿物的混合物。石英在那个时候结晶很少，保持玻璃状态。

主要矿物是莫来石（3AlO3·2SiO2），一种二氧化硅和氧化铝的混合化合物，在自然界中非常罕见。它因产于苏格兰的穆尔岛而得名。莫来石不仅坚硬、坚韧，而且长出细长的晶体，就像土坯中的稻草一样，将混合物紧密地结合在一起。

铁是氧化成赤铁矿的次要成分，是大多数砖的红色来源。其他元素包括钠、钙和钾有助于二氧化硅更容易熔化，也就是说，它们起到了助焊剂的作用。所有这些都是许多粘土矿床的天然部分。

有天然砖吗？

地球充满了惊喜，考虑到曾经存在于非洲的天然核反应堆，但它能自然产生真正的砖头吗？有两种接触变质作用要考虑。

首先，如果非常热的岩浆或喷发的熔岩以一种让水分逸出的方式吞没了一块干燥的粘土，会怎么样？我想给出三个理由来排除这种可能性：

• 1.熔岩很少有1100°C那么热。
• 2.熔岩一旦吞没地表岩石就会迅速冷却。
• 3.天然粘土和埋藏的页岩是湿的，这会从熔岩中吸收更多的热量。

唯一有足够能量甚至有机会烧制适当砖块的火成岩是被称为科马提岩的超热熔岩，据认为已经达到1600°C。但自20多亿年前的早元古代以来，地球内部还没有达到这一温度。当时空气中没有氧气，这使得化学反应更不可能发生。

在穆尔岛上，莫来石出现在熔岩流中烘烤的泥岩中。（在伪超柱石中也有发现，断层上的摩擦将干燥的岩石加热至熔化。）这些可能与真正的砖相去甚远，但你应该亲自去那里确认一下。

第二，如果一场真正的火灾能够烘烤出合适的砂质页岩呢？事实上，这种情况确实发生在煤炭国家。森林火灾可以引起煤层燃烧，一旦开始，这些煤层火灾可能会持续几个世纪。果不其然，覆盖在煤火上的页岩可以变成一种红色的干涸岩石，接近真正的砖块。

不幸的是，这种情况已成为常见的人为火灾开始在煤矿和秆堆。全球温室气体排放的很大一部分来自煤火。今天，我们在这个晦涩难懂的地球化学特技中胜过了大自然。