北京冬奥会正在如火如荼地进行，大家对于冰雪运动的热情被不断点燃。
其中冰壶运动因其趣味性逐渐被大家喜爱和关注，网络上也频出自制冰壶模仿秀。
今天，我们就和大家说一说有关冰壶的历史和冰壶的材质等有关话题。
冰壶的起源
冰壶运动的起源地还存在争议，主要有两种观点。
第一种观点认为冰壶运动起源于欧洲大陆，其主要证据是在欧洲一些著名的画作中保存有人们在冰上玩类似于冰壶的游戏。
比特布鲁格尔1565年完成的油画《冬景》
来源：https://baike.baidu.com/tashuo/browse/content?id=db3f0c114e6567d5047ca740
但是，反对者认为这些画作中所描绘的是另一种与冰壶有些相似的运动，这种游戏在奥地利仍能找到踪迹。
另一种观点认为冰壶运动起源于苏格兰。在苏格兰，有关冰壶的记载可追溯到16世纪初，是目前已知的最古老的文字记录。此外，在苏格兰的都布莱恩发现了世界上最早的冰壶实物——砥石，这块砥石打磨痕迹明显，形态呈方形，一侧有与现代冰壶的壶柄功能相当的沟槽，重约26磅，是现代冰壶的一半。最为重要的是该砥石上面刻有所有者的姓名和1511的年份字样。
世界上发现最早的冰壶，来源:smithartgalleryandmuseum.co.uk
1716年，苏格兰成立了世界最早的冰壶俱乐部，而且苏格兰人还是最早的冰壶比赛规则的制定者。
尽管冰壶起源地存在争议，但毋庸置疑的是苏格兰为现代冰壶运动发展贡献最多，甚至还是冬奥会比赛所用冰壶的石质材料的最主要产地。
冰壶石是岩石吗？
冰壶主体是一块灰色的石头，上面有一个手柄。而这块灰色的石头也不是一个整体，由壶身和壶底组成，分别由Common Ailsa和Blue Hone两种不同的石材制成。
冰壶壶身和底面分别由Common Ailsa和Blue Hone两种不同的石材制成
当前冰壶比赛用的冰壶石主要产自两个地方：苏格兰的艾尔萨克雷格岛和北威尔士。
其中艾尔萨克雷格岛出产的冰壶石质量最优，占了总量的60%-70%，岛上岩石可见巨大的柱状节理。
艾尔萨克雷格岛
来源：https://www.vladi-private-islands.de/en/island-archive/archive/europe-atlantic/great-britain/ailsa-craig/
通过考证发现，Common Ailsa和Blue Hone都落在石英碱长正长岩的区域。换言之，从岩石学的角度来划分，冰壶石不是花岗岩，而是一种正长岩。
石英碱长正长岩是一种花岗岩和正长岩之间的一种过渡岩石种类，与花岗岩相比其石英含量较低，而K、Na等元素含量较高。该类岩石中主要矿物为碱性长石，斜长石含量很低或不含斜长石。
艾尔萨克雷格岛产出的冰壶石的岩石学分类，红色区域为艾尔萨克雷格岛产出的冰壶石的矿物成分投图区域
艾尔萨克雷格岛为一火山栓。从冰壶石的岩石结构并结合其产出的地质背景来看，其是一种次火山岩，其形成在距地表较近的地方。岩浆在较冷的环境中快速结晶，形成细粒的矿物。其中主要组成矿物碱性长石、碱性辉石和碱性角闪石都呈长条状、长柱状，不同矿物颗粒相互交织在一起，因此其强度较大，抗撞击能力强。而作为底座的Blue Hone的粒度更细，结构更加致密，其隔水能力更强，抛光后亦更加光滑。
石英碱长正长岩并非一种罕见的岩石类型，在世界很多地方皆有产出，如我国塔里木北缘波孜果尔碱性杂岩种就有此类岩石。
冰壶为啥这么贵？
据公开报道，在国际大赛中使用的冰壶每只价格在12000元人民币左右，一套好的冰壶（16只）总价在18万元人民币左右。
其实，不是所有的冰壶都贵。
早期的冰壶与现今比赛用的冰壶在材质、手柄、结构、打磨的精细程度等方面都有显著差异。
早期的冰壶，来源：https://sportantiques.co.uk/
根据冰壶石的等级差异，冰壶也被分不同等级。满足游戏使用的冰壶和奥运会比赛使用的冰壶质量差异明显，价格也天差地别。
比赛用冰壶贵的原因主要有以下几个方面：
一是冰壶石产地较少。
虽然冰壶石的原岩为石英碱长正长岩并不罕见。但是，冰壶是一项历史悠久的运动，苏格兰产出的冰壶石不仅是质量好，还承载了这项运动的历史和文化含义。替代性材料的使用不仅面临材质本身质量的要求，还面临被冰壶界接受的终极考验。
二是冰壶加工工艺复杂。
制作一个冬奥会使用的冰壶要经历原石的开采、塑形、抛光等多个环节。除了原石开采使用机械外，其他环节全部需要制壶工人手工完成。一般情况下，5名熟练工人耗时3天才能完成一套冰壶。在生产过程中工人的经验有时起到很重要的作用，是生产一柄优质冰壶的关键。
三是冰壶生产的垄断。
目前世界上比赛用的冰壶制造公司只有三家。其中苏格兰凯斯公司拥有艾尔萨克雷格岛冰壶石的独家开采权，加拿大冰壶石业公司是世界上唯一一家能够用北威尔士特雷弗花岗岩生产冰壶的公司，而美国汤普森公司则采用特殊冰壶制造和翻新技术制作符合比赛要求的冰壶。
综合上述因素，我们就不难理解为什么冰壶这么贵了。不过值得庆幸的是冰壶很结实耐用，保养得当可以使用很久。
冰壶如何保养？
冰壶的主体是一块岩石，看似致密的岩石中存在很多看不见的小缝隙，水可以透过这些缝隙进入岩石内部，冰壶实际都要进行防水处理。
主要的防水处理方式给冰壶打防水保护蜡膜。保护蜡膜会逐渐挥发，因此要给冰壶定期打防水保护蜡膜。
冰壶运动中冰壶要不断与冰面摩擦，并与其它冰壶碰撞，壶体和壶底难免磨损并出现小的凹坑，这时候可用树脂胶进行粘补和抛光。当冰壶使用时间过长，底面摩擦环出现偏斜和大面积深斑坑时可以进行翻新处理。
当然，平滑无坚硬杂质的优质场地是避免冰壶过度磨损的关键。而比赛中，运动员每次投掷前都要用软皮质材料制成的手帕擦磨冰壶底部，去除冰雪残渣，这也是对冰壶的最基本保养，同时还能舒缓大赛的紧张情绪。
本文专家：
卢静，河北地质大学工程师
张聚全，河北地质大学副教授、硕士生导师
（slq来源：科普中国）
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