常見礦物知多少

□金榮瑩 李鳳洋 / 文 高翔 / 圖

中國是世界上礦產(chǎn)資源非常豐富的國家之一，據(jù)《中國礦產(chǎn)資源報告》（2021）發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至 2020 年底，中國已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn) 173 種，其中，能源礦產(chǎn) 13 種，金屬礦產(chǎn) 59 種，非金屬礦產(chǎn) 95 種，水氣礦產(chǎn) 6 種。中國的礦產(chǎn)資源不僅種類豐富，而且儲備量也很豐富，儲備居世界第一的礦產(chǎn)種類12種，有稀土、石膏、鈦、鉭、鎢、膨潤土、錫、芒硝、重晶石、菱鎂礦、銻、石墨。

大自然的硬度計——莫氏硬度

科學(xué)家根據(jù)不同礦物質(zhì)的堅硬程度不同引入“硬度”，硬度是指一種物質(zhì)抵抗另一物質(zhì)刻劃的能力，也就是抗磨損的能力。1822年德國礦物學(xué)家莫斯首先創(chuàng)立硬度表，在礦物學(xué)和寶石學(xué)中使用的標準，挑選十種礦物利用互相刻劃的方法作為衡量天然礦物硬度的標準，這就是莫氏硬度表。

莫氏硬度表

莫氏硬度是一種相對硬度，分為1到10十個級別，數(shù)字越大，硬度也越高，硬度高的礦物可以刮花硬度低的礦物。由此，一種物質(zhì)的硬度可用莫氏硬度表中的礦物來刻劃決定，如人的手指甲可以劃傷石膏，卻劃不動方解石，這說明指甲的硬度在莫氏硬度2與3之間；鋼制的小刀可以在磷灰石上劃出傷痕，但卻劃不動長石，長石卻可以在小刀上劃出傷痕，這表明鋼的硬度在5與6之間。

自然界諸多礦物軟硬不一?；怯捕茸畹偷牡V物，硬度為1，是一種常見的硅酸鹽礦物，它非常軟并且具有滑膩的手感，為已知的最軟的礦物，可以在地面上隨意寫畫，代替粉筆留下清晰的線條?；心コ龅姆勰┓Q為滑石粉，體操、舉重等項目運動員比賽時涂抹在手上起到防滑作用。

金剛石是硬度最高的礦物，硬度為10，鉆石的原石，由碳元素組成，但是卻比作為鉛筆芯的石墨堅硬數(shù)倍，石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石，這是因為石墨和金剛石均由碳單質(zhì)構(gòu)成，它們互為同素異形體，即化學(xué)元素一致，但是排列結(jié)構(gòu)不一樣。金剛石晶體呈八面體、菱形十二面體，無色透明或帶有藍、黃、褐色。紫外光照射下發(fā)出黃、綠、紫色熒光，非常漂亮。硬度為10的金剛石與硬度為9的剛玉相比，雖然只差了一級，但是金剛石的抗磨硬度卻是剛玉的140倍，這比剛玉和滑石的硬度差距還要大。

如果在野外發(fā)現(xiàn)一種礦物，可以將方解石刻出劃痕，而在螢石表面沒有痕跡，則這種礦物的硬度在3和4之間，以此類推。這樣在沒有精密儀器的情況下，就可以粗略測出未知礦物的硬度，對于礦物工作者的野外作業(yè)是十分實用的。

對于喜愛寶石的人可以通過了解各礦物的硬度來保養(yǎng)寶玉石。例如不要把硬度過低的珍珠和硬度過高的紅寶石、藍寶石存放在一起，互相磨碰容易在硬度較低的寶石上產(chǎn)生劃痕?；覊m中含有很多細小的顆粒，這些是石英，硬度為7，硬度低于7的寶玉石上落滿灰塵，千萬不可直接用布擦拭，應(yīng)該先吹走灰塵再去擦拭。

神奇的冰洲石

日常生活中人們可以接觸到很多種礦物巖石，但具有特殊光學(xué)效應(yīng)的礦物并不多，冰洲石是具有明顯雙折射現(xiàn)象的礦物，即透過它可以看到物體呈雙重影像。光線通過冰洲石時，會被其內(nèi)部特殊而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分成兩束，所以反射出來的影像就是“重影”了。冰洲石是一種無色或淺色透明的方解石，硬度為3，具有極為完全的菱形解理，即使裂開后，每一小塊也都是菱形的，這與晶格排列生長有關(guān)。冰洲石和方解石的化學(xué)成分主要是碳酸鈣，遇到稀鹽酸會出現(xiàn)明顯反應(yīng)，出現(xiàn)大量的氣泡，這些氣體為二氧化碳。

方解石是一種分布很廣的礦物，是石灰?guī)r、大理巖的主要礦物成分，石灰?guī)r可以形成溶洞，洞中的鐘乳石、石筍等，其實就是地下水溶蝕石灰?guī)r重新形成方解石構(gòu)成的。由沉積作用形成的石灰?guī)r，經(jīng)過變質(zhì)作用，其中的方解石常常再結(jié)晶形成晶粒比較粗大的方解石集合體，這就是大理巖。

多彩的水晶

水晶是一種石英結(jié)晶體礦物，它的主要化學(xué)成分是二氧化硅，硬度為7。發(fā)育良好的單晶為六方錐體，一般為無色透明的晶體。柱體為一頭尖或兩頭尖，多條長柱體連結(jié)在一塊，通稱晶簇。紫色、粉色等彩晶是因為晶體的化學(xué)成分含有鐵等微量元素；發(fā)晶、綠幽靈等包裹體水晶是因為晶體內(nèi)含有其他礦物質(zhì)。

紫水晶是因為含有微量鐵元素，在放大鏡下觀察一般有色帶，即顏色深淺不一成條帶狀。紫水晶加熱可使其顏色退去變?yōu)辄S水晶。粉水晶稱為芙蓉石，含有極少的金紅石內(nèi)含物，經(jīng)過打磨形成六射透星光，為芙蓉石獨有。茶晶又叫煙晶，顏色為煙灰色、褐色，是白水晶通過輻射變色而得。綠幽靈水晶里面的包裹體是綠泥石，在白水晶中綠泥石呈現(xiàn)聚集或分散形成聚寶盆或滿天星。金發(fā)晶的包裹體是金紅石，顏色多呈金色，綠發(fā)晶的包裹體是綠色的陽起石或者綠碧璽，黑發(fā)晶的包裹體是黑色的碧璽，這些包裹體礦物質(zhì)呈針狀排列且極為纖細，像發(fā)絲一樣。

水晶顏色很多，種類豐富，但是礦產(chǎn)較少，故列為彩色寶石范疇，男女老少因個人喜好佩戴不同顏色或種類的水晶寓意帶來美好事物。中國的水晶王是純天然白水晶，重達3.5噸，1958年采于江蘇東海，現(xiàn)存于中國地質(zhì)博物館。

愚人金黃鐵礦

黃鐵礦是地殼中分布最廣的一種硫化物礦物，多形成于火山巖系，主要成分是二硫化亞鐵，硬度為6～6.5。黃鐵礦顏色極其漂亮，淺黃銅色且具有金屬光澤，與金礦難辨真假，常被誤認為是黃金，故又稱為愚人金。但是黃鐵礦和自然金也并不完全沒有關(guān)系，很多地方的黃鐵礦和金礦是相伴相生的，在黃鐵礦的附近可以找到含有黃金成分的礦石，也可預(yù)測金礦的富集程度。發(fā)育良好的黃鐵礦呈立方體、八面體、五角十二面體，如此規(guī)整的形狀就像是經(jīng)過工匠精心打磨過的，據(jù)此，初學(xué)者在野外也可輕松鑒別出這個礦物。

條狀綠紋孔雀石

孔雀石因顏色酷似孔雀羽毛斑點的顏色而得名。原石是含銅的碳酸鹽礦物，硬度為3.5～4，礦物含銅量高，所以多呈現(xiàn)藍綠、深綠、墨綠等顏色相間，形成同心圓狀或條紋狀、放射狀的花紋?？兹甘云洫氂械念伾?、條紋、環(huán)帶為其鑒定特征，且碳酸鹽礦物遇鹽酸起泡的特點也不易與其他礦物相混淆，幾乎沒有仿冒品。銅礦礦區(qū)多盛產(chǎn)孔雀石，孔雀石是原生銅礦地表風化的產(chǎn)物，顏色醒目，地質(zhì)學(xué)上孔雀石作為尋找銅礦的找礦標志，即在孔雀石多的地區(qū)，地下會藏有更多沒有風化的銅礦。顏色艷麗、硬度低易研磨成粉末制成繪畫顏料，著名山水畫《千里江山圖》中的石綠就是孔雀石。

祭祀之寶青金石

青金石是一種復(fù)雜的巖石混合物，堿性鋁硅酸鹽礦物，以青金石礦物為主的巖石，含有少量的黃鐵礦、方解石等雜質(zhì)組成的礦物集合體，硬度為5.5。青金石以青金石礦物的藍色為主，也因為含有白色脈狀礦物質(zhì)方解石和金屬光澤礦物質(zhì)黃鐵礦顆粒，在光線的照射下猶如一片幽藍中分布著閃閃星光璀璨奪目。

中國地質(zhì)學(xué)家章鴻釗在《石雅》中盛贊：“青金石色相如天，或復(fù)金屑散亂，光輝燦燦，若眾星之麗于天也?！秉c點繁星綴于藍天。青金石的這一顏色特性，自古以來就被尊為禮天之寶，是帝王祭天所用之物。阿富汗、智利等國更將青金石視為國石。

青金石是天然藍色顏料的主要原料，我國早已在壁畫中廣泛使用青金石粉制成顏料進行彩繪，如敦煌莫高窟的壁畫就以青金石作為顏料，色彩得以千年不變；西藏的唐卡也運用青金石作為繪畫原料。

礦物鴛鴦

自然界礦物共生現(xiàn)象十分常見，雄黃和雌黃均形成于無巖漿或遠離巖漿活動區(qū)，低溫熱液的礦脈中，兩者經(jīng)常共生在一起，形影不離。品質(zhì)較好的雄黃稱為明雄黃，它在光照下不穩(wěn)定，易發(fā)生光化反應(yīng)，產(chǎn)生黃色粉末狀物質(zhì)，為同質(zhì)多象的擬雄黃。雄黃和雌黃名字的由來是古人認為雄黃只出現(xiàn)在山的陽面，雌黃只產(chǎn)于山的陰面，顯然這并不正確。

雄黃和雌黃的顏色十分特別，稱得上是地球上顏色最醒目的礦物，自然產(chǎn)出的橘紅色的雄黃與檸檬黃色的雌黃對比鮮明，共生在一起時甚是好看。但是千萬不要被它們艷麗的色彩迷惑，雄黃的化學(xué)成分是四硫化四砷，雌黃的化學(xué)成分是三硫化二砷，所含化學(xué)成分相似，都是含砷的硫化物類礦物，均為有毒的礦物，加熱到一定溫度后在空氣中可以被氧化為三氧化二砷，即為劇毒的砒霜。

自古人們對于雄黃和雌黃的應(yīng)用就很廣泛，端午飲雄黃酒的習俗在長江流域極為盛行，在白酒或自釀的黃酒里加入微量雄黃，飲用或涂抹于身體各處，意在消毒防病。安宮牛黃丸里也含有雄黃。雌黃在古代作為“涂改帶”使用，因為古代紙張顏色與雌黃顏色相似，并且雌黃硬度低，約為1.5～2，易研磨為粉末，可用于涂抹書上的錯字，成語“信口雌黃”也與雌黃有關(guān)。此外，繪制敦煌壁畫使用了大量雌黃作為顏料。

夜明珠螢石

螢石的主要成分是氟化鈣，這個礦物主要源自火山巖漿的殘余物中，巖漿冷卻過程中分離出的氟與周圍巖石中的鈣結(jié)合形成氟化鈣，后經(jīng)冷卻結(jié)晶就是螢石。螢石晶體呈立方體、八面體、或菱形十二面體，較多出現(xiàn)穿插雙晶，即兩個晶體相互貫穿所構(gòu)成的雙晶現(xiàn)象，硬度為4，質(zhì)地較脆。顏色多變，有紫紅、翠綠、淺藍色等，無色透明的螢石稀少且珍貴。夜明珠就是螢石的一種，部分螢石受到陽光的照射后吸收能量，夜晚釋放這些能量形成發(fā)光螢石，如慈禧老佛爺鐘愛的夜明珠就是螢石，也許是因為了解螢石硬度太低，不適合制作成首飾佩戴，制作成擺件更為合適。外國對于螢石利用的歷史也很久遠，早在1556年德國礦物學(xué)家就發(fā)現(xiàn)在鋼鐵冶煉中加入螢石可以去除硫、磷等雜質(zhì)。

2022年第一號礦物——空鐵黝銀礦

中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心于河南桐柏發(fā)現(xiàn)一種自然界尚未被發(fā)現(xiàn)的黝銅礦族新礦物——空鐵黝銀礦，且正式獲得國際礦物學(xué)協(xié)會新礦物命名及分類委員會批準，標本將館藏于中國地質(zhì)博物館。截至2022年3月底，我國發(fā)現(xiàn)新礦物159種，空鐵黝銀礦是我國發(fā)現(xiàn)的第160個新礦物。

黝銅礦族作為“古老”的礦物種族，常見于多種類型熱液礦床中，是最為復(fù)雜的硫鹽礦物族。空鐵黝銀礦是自然界最富銀的黝銅礦族礦物，銀含量高達52.3%。

空鐵黝銀礦晶體呈灰黑色，不透明金屬光澤，黑色條痕，反射光下呈灰色，并具有棕紅色內(nèi)反射。與深紅銀礦、閃鋅礦、方鉛礦、空鐵銀黝銅礦和黃鐵礦等礦物緊密共生。新礦物的發(fā)現(xiàn)不僅可以增加自然界的礦物種類，提升我國礦物學(xué)的國際影響力，同時也可以為人類認識和利用自然界礦物提供新的參考。

簡單介紹幾種有意思的常見礦物，這只是自然界中已發(fā)現(xiàn)的5794種礦物的冰山一角，更多有趣的礦物等待你們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去探索、揭開它們的神秘面紗。