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2023年12月27日 星期三

綠柱石和紅柱石有什麼差別?是同一種礦物嗎?

  摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會


柱石

綠柱石(Beryl,Be3Al2Si6O18)是我們比較熟悉的寶石品種,一種鈹鋁矽酸鹽礦物(環矽酸鹽),在綠柱石家族中,有知名的祖母綠,市場中當紅海藍寶石,還有潛力股摩根石,另外還有無色的透綠柱石、黃色的金綠柱石、紅色的紅綠柱石。

柱石

紅柱石(Andalusite,Al2SiO5)是一種鋁矽酸鹽礦物(島矽酸鹽),它是製造火星塞裡的耐火材料和瓷器的原料。它是典型的熱變質作用成因的礦物,常見於接觸變質帶的泥質岩中,主要形成於較高的地溫梯度、壓力與溫度比低的條件下。紅柱石與藍晶石、矽線石為同質多像變異。其英文名稱Andalusite來自礦物的首次發現地——西班牙的安達盧西亞Andalusia,但直至在斯里蘭卡、特別是在巴西發現寶石級紅柱石後,人們才第一次將紅柱石歸入寶石類別中。

紅柱石有一個變種叫空晶石:在空晶石的剖面會呈現出黑色的十字結構,這種十字結構是紅柱石在形成時接收了一些碳和粘土所致,這種空晶石常被製成人們佩帶的小飾物。

另外,紅柱石一般呈柱狀晶體,它的斷面差不多是四方形。紅柱石的晶體聚在一起成放射狀或粒狀,對於成放射狀的紅柱石,人們常稱作「菊花石」,意為它們像菊花的花瓣開放一樣。紅柱石通常呈現為粉紅色、紅色、紫色、綠色、紅褐色、灰白色,灰黃色及淺綠色,具有玻璃光澤,因此有些成色好且透明的紅柱石晶體還被當作寶石。

柱石的主要產地

由於紅柱石主要形成於較高的地溫梯度、壓力與溫度比低的條件下,而中國則有利於這類礦物生成的地質條件普遍存在,因此中國這類礦物資源十分豐富。遼寧、吉林、青海、甘肅、陝西、山東、河南、新疆、福建、湖北、四川、北京等省市都有所發現,許多地區的礦床中紅柱石礦物含量較高,且礦物組成簡單,貯量多在中型以上。其中中國北京西山盛產放射狀紅柱石,世界其他著名產地有西班牙的安達盧西亞、奧地利的蒂羅爾州、巴西的米納斯吉拉斯等。

柱石的主要用途

鑑於紅柱石具有的獨特的物化性能,並且是目前已知的優質耐火材料之一。因此,紅柱石除用作冶煉工業的高級耐火材料、技術陶瓷工業的原料以外,還可冶煉高強度輕質矽鋁合金,製作金屬纖維以及超音速飛機和太空船的導向型之用。據報導,國外利用富鋁的紅柱石進行煤氣化和製作雷達天線罩。而一部分結晶良好、色澤鮮豔的也可製作工藝品和裝飾品,因此,雖然市場上少見紅柱石製成的首飾售賣,但是也有不少寶石級的紅柱石早已被愛好者收藏在手了。



所以,雖然都是矽酸鹽礦物,但是不能算是同一種礦物。




2023年12月18日 星期一

礦石礦物-方鉛礦

 摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會


方鉛礦的發現

方鉛礦(Galena)是一種比較常見的礦物,它是一種硫化物,其中金屬(鉛)與硫的比例為1:1。方鉛礦(PbS),方鉛礦族礦物,等軸晶系,空間群Fm3m,其中也可以包含至1%的銀。方鉛礦常呈立方體的晶形,集合體通常為粒狀或緻密塊狀。鉛灰色,條痕灰黑色,金屬光澤,硬度為2.5,三組極完全解理,具有弱導電性和良檢波性。中國古稱草節鉛,早在商代甚至更早就能從鉛礦石中煉出較純淨的鉛。主要是熱液成因的礦物,幾乎總是與閃鋅礦共生,在地表易風化成鉛礬和白鉛礦。方鉛礦在變質岩和火山硫化物礦床中形成,往往與銅礦混合在一起。珊瑚礁石灰岩和白雲灰岩中也會有方鉛礦形成。是分佈最廣的鉛礦物,提煉鉛最重要的礦物原料。


方鉛礦可能是人類最早開採的礦石之一。古埃及時期,人們就使用方鉛礦作為化妝品。巴比倫人就已經開始冶煉它了。在古羅馬方鉛礦也非常重要。方鉛礦的學術名稱Galena就是羅馬人留下來的。無線電技術早期人們使用方鉛礦作為整流器,人們使用二極體來整流。

方鉛礦常含銀,中國自古就從含銀方鉛礦提煉銀。方鉛礦是提煉鉛金屬的重要礦物,是最早被人類利用的礦物之一,中國早在商代前就從方鉛礦中提煉鉛,從含銀方鉛礦中提煉銀。中華民族的祖先對鉛鋅礦的開採、冶煉和利用曾經做出重要貢獻。中國古代「鉛」寫作「鈆」。商代(公元前16~前11世紀)中期,在青銅器鑄造中已用鉛,西周(公元前11世紀~前771年)的鉛戈含鉛達99.75%。在古代,鉛往往被加入銅中成為合金化金屬,也用來製作鉛白、鉛丹等。古代煉鉛的原料有兩類,一類是氧化鉛,以白鉛礦為主,另一類是硫化礦,以方鉛礦為主。明代陸容在《菽園雜記》中有敘述含銀硫化鉛礦的冶煉方法。宋應星在《天工開貨》中提到當時開採的三種鉛鋅礦物,一種是「銀礦鉛」,係指與輝銀礦等共生的方鉛礦;另一種是「銅山鉛」,係指含方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等的多金屬礦;另一種是「草節鉛」,可能是指結晶粗大的方鉛礦。由於鉛礦中多含有銀,古代為了提取白銀,因此大量開採並冶煉鉛。

地理環境

方鉛礦(即硫化鉛)是一種比較常見的礦物,它是提煉鉛的重要礦石礦物,是分佈最廣的鉛礦物。方鉛礦是一種灰色的硫化鉛,中國早在商代前就從方鉛礦中提煉鉛。方鉛礦呈立方體形狀,許多這樣的立方體晶體聚在一起形成粒狀或塊狀。它們具有金屬光澤。方鉛礦中常還含有銀,因此也被用來作為提煉銀的資源。方鉛礦被風化後變成白鉛礦和鉛礬。中國雲南、廣東、青海的幾個地方的鉛鋅礦產出產方鉛礦(方鉛礦總是跟閃鋅礦生在一起),在一些煤礦中有時也會發現它們。

方鉛礦中常含銀,中國自古就從含銀方鉛礦提煉銀。方鉛礦具有氯化鈉型晶體結構。呈鉛灰色,強金屬光澤﹐摩斯硬度2.5,比重達7.5,具完全的立方體解理。晶體呈立方體,有時為八面體與立方體的聚形,集合體常成粒狀和緻密塊狀。主要是熱液成因的礦物,幾乎總是與閃鋅礦共生。方鉛礦在地表易風化成鉛礬和白鉛礦。中國鉛鋅礦的產地以雲南金頂、廣東凡口、青海錫鐵山等地最著名。最大產地是美國的新密蘇里,僅鉛的儲量就達3000萬噸。另外,英國的康沃爾、德國的弗賴貝格、澳洲的布羅肯希爾等也很著名。

方鉛礦的化學成分為PbS,含鉛可達86.6%。晶體形態常呈立方體,集合體呈柱狀或緻密塊狀。鉛灰色,條痕灰黑色,金屬光澤,不透明。硬度2―3,密度7.4-7.6。


化學組成

化學式為PbS,其中也可以包含至1%的銀。理論組成(wB%):Pb86.60,S13.40。混入物以Ag為最常見,其次為Cu、Zn,有時有Fe、As、Sb、Bi、Cd、Tl、In、Se等。 Se取代S,可形成方鉛礦-硒鉛礦的完全類質同像系列。

結構形態

等軸晶系,a0=0.594nm;Z=4。 NaCl型結構。面心立方格子。化學鍵為離子鍵與金屬鍵的過渡類型。

六八面體晶類,Oh-m3m(3L44L36L29PC);晶體常呈立方體、八面體狀。主要單形:立方體a,菱形十二面體d,八面體o,三角三八面體p及其聚形。含Ag高時晶面往往彎曲。常依(111)呈接觸雙晶,依(441)呈聚片雙晶。集合體呈粒狀或緻密塊狀。

常呈鉛灰色。條痕黑色。金屬光澤。有平行三組完全解理。成分中含Bi時常有平行的裂開。硬度2~3。相對密度7.4~7.6。具弱導電性和良檢波性。

晶格參數等對應的描述:

屬等軸晶系,NaCl型結構,立方面心格子。六八面體晶類,晶體常呈立方體、八面體狀。主單形:立方體a{100},菱形十二面體d{110},八面體o{111},三角三八面體p{212}及其聚集。含Ag高時晶面往往彎曲。常依(111)呈接觸雙晶,依(441)呈聚片雙晶。集合體呈粒狀或緻密塊狀。

每個單胞包含4個PbS分子,每個硫原子分別與6個相鄰的鉛原子配位,而每個鉛原子也分別與6個相鄰的硫原子配位,形成八面體構造。常見的解理面為沿鉛—硫鍵斷裂的面,表面上的硫原子分別與5個鉛原子配位,鉛原子分別與5個硫原子配位。

有平行{100}三組完全解理。成分中含Bi時常有平行{111}的裂開。硬度2~3。相對密度7.4~7.6。具弱導電性和良檢波性。

產狀組合

主要為岩漿作用後期的產物。在接觸交代礦床中,常與磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等共生。在中、低溫熱液礦床中,與閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、石英、方解石、重晶石等共生。在氧化帶不穩定,易轉變為鉛礬、白鉛礦等礦物。

方鉛礦的應用

方鉛礦是提取鉛的主要礦物。鉛的用途既古老又廣泛,鉛字印刷、鉛皮包電纜、鋼板鍍鉛錫合金、國防、科技、鉛筆芯等。古希臘的航海家用鉛漆清除附生在船底的藤壺等生物。原來,鉛具有很好的耐腐蝕特性,塗了鉛漆,船就像穿了一層鎧甲,神奇地排除了藻類的蠶食,保護著船底破浪前進。鉛是製作兵器材料不可或缺的原料。鉛可以做屏蔽放射性核輻射的材料,在動力機械方面鉛可以做蓄電池、電極板等。

由於方鉛礦中87%的重量是鉛,因此它是最重要的鉛礦石。由於它還可以含有至1%的銀,因此過去它也被用來​​提取銀。鉛已廣泛應用於冶金工業、國防、科技、電子工業等。同時,鉛是一種毒性很強的重金屬元素,對環境和人類的生活生產有其不利的一面。方鉛礦分佈較廣泛,多產在接觸交代礦床及在中、低溫熱液礦床中,常與閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、等共生。在氧化帶不穩定,易轉變為鉛礬、白鉛礦等礦物。中藥裡的藥用鉛,別名黑錫、黑鉛,即由方鉛礦煉出。具有鎮逆、墜痰、殺蟲、解毒等功效。






2023年12月14日 星期四

屏呼吸看晶體

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會


礦物晶簇是指由生長在岩石的裂隙或空洞中的許多礦物單晶體所組成的簇狀集合體,它們一端固定於共同的基地岩石上,另一端自由發育而具有良好的晶形。晶簇可以由單一的同種礦物晶體組成,也可以由幾種不同的礦物晶體組成。






自然界的礦物晶體種類多,不同的礦物有著不同的晶體,而同樣的礦物又有著相同的晶體。







欣賞礦物晶體,主要是看它的顏色組合、晶體的完整性和品種的名貴程度三個方面。有時一些礦物本身並不名貴,但是當它們集合在一起,成為多種顏色的晶簇時,這樣的組合往往就會成為了觀賞石中的精品。這種晶簇會呈現出色彩絢麗、晶瑩剔透的藝術美感,其效果是單一晶體所不能達到的。















2023年12月6日 星期三

美麗珍寶-藍錐礦

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會


近年來隨著珠寶市場的快速發展,許多稀有寶石逐漸在珠寶市場上出現,今天就給大家介紹一個稀有寶石品種-藍錐礦

  藍錐礦是什麼

藍錐礦又稱矽鋇鈦礦,是一種稀有的,含有鋇和鈦的藍色矽酸鹽礦物。藍錐礦顏色特徵與藍寶石相似,常見顏色為藍色、藍紫色,顏色深淺不一致,局部可見色塊。拋光刻面呈現強烈玻璃光澤—亞金剛光澤。它的化學結構與祖母綠、碧璽和堇青石等有相似之處,都是矽氧四面體(SiO4)首尾相連形成的環狀矽酸鹽。這些礦物形成的寶石大多以硬度大、光澤亮、耐久度高而聞名。

1985年,美國加州將藍錐礦確定為州石。


  藍錐礦是怎麼發現的

1906年的某一天,美國加州一位名叫吉姆·庫奇的探礦工人前往洛斯加托斯峽谷尋找礦產,眼看天色已晚,就在一片鬱鬱蔥蔥的河邊草地上紮下帳篷。隔天早上,庫奇坐在帳篷前悠閒地喝過咖啡後,決定到河對岸的小山坡上看一看。他驚訝地發現,山坡上竟然有無數藍色的寶石閃耀著奪目的光彩。庫奇的第一個感覺是,它們是藍色的鑽石。來不及細想,他急忙採集了一些標本帶回去化驗。不料,化驗室給的答案竟然是火山爆發的藍色玻璃而已。


這樣的結果太讓人失望了。但是庫奇不以為然,認為它們即使不是藍色的鑽石,至少也應該是藍寶石吧,火山玻璃哪能與之相媲美?後來,經過礦物學家的進一步研究,認定這是人們從未見過的新礦物,並以當地地名將其命名為benitoite,即藍錐礦。


  比藍寶石更深邃

藍錐礦之美,既得益於其強烈的火彩,更得益於其深邃的藍色。藍色象徵寧靜、憂鬱與安祥,在光怪陸離的火彩的襯託之下,藍錐礦顯得更加夢幻,勝過藍寶石。



自然產出的藍錐礦晶體細小,表面常見有裂痕或缺陷,所以要切割出精美的寶石實屬不易,大多數藍錐礦寶石都小於1克拉,雖然人們曾發現有直徑約6.15厘米的罕見藍錐礦原石,但成為寶石、走進人們視野的最大一顆藍錐礦也僅有7.8克拉而已,現收藏於美國華盛頓的史密森博物館。另在紐約自然史博物館收藏一顆藍錐礦,重約3.57克拉。所以,與藍寶石相比,藍錐礦更稀少、更珍貴,價格自然更高。


  藍錐礦的價格

藍錐礦以其獨特的色彩及高色散贏得不少珠寶商和消費者的青睞,又因稀有性,使其價值不斐。1990年代左右,在市場上,藍錐礦每克拉批發價分別為 :小於1克拉重者約400美元 ;1克拉及1克拉以上者,價格為 750~1000美元,超過 2克拉重量者價格為 1250~1500美元。世界上寶石和礦物收藏家對藍錐礦的需求量很大 ,特別是超過2克拉重的寶石 。


加州的藍錐礦產量極少,當地的礦場曾因找不到足夠的礦源而一度關閉。2005年6月,礦山恢復開採,但產量仍難以滿足市場需求,故而人們在珠寶市場上很難見到藍錐礦的身影。


唯一產地加州聖貝尼托縣也於2006年停止商業開採,目前市場上其價飆升,因此消費者一般難有機會一睹其風采。它們更多出現在博物館或私人收藏家手中。可想而知,倘若未來沒有發現新的礦床,藍錐礦的價值將越來越高。


  藍錐礦的產地

目前,藍錐礦十分稀少,被譽為「地球上最稀有的寶石級礦物」之一。自從在美國加州發現該寶石之後,美國的阿肯色州、日本(日本的新潟縣糸魚川市青海和東京都奧多摩町)以及比利時等地也有少量藍錐礦被發現,但仍以加利福尼亞州聖貝尼托縣達拉斯寶石礦的產品品質最好。寶石級藍錐礦的唯一產地是美國的加州聖貝尼縣。


  藍錐礦的鑑定

藍錐礦通常呈現特殊的三角形雙錐狀,顏色以藍色為主,深淺不一,也偶見粉紅、紫紅、紫藍、白色或無色,莫氏硬度為6.0~6.5,大多數晶體透明,表面為玻璃光澤。


外觀鑑定如何與藍寶石做區別:藍錐礦外觀明亮艷麗,顏色多呈藍、紫藍。最初被許多人誤認為藍寶石,但它與藍寶石有著顯著的差異。首先,藍錐礦屬六方晶系,晶體多呈錐狀或板狀,且是極為少見的複方雙錐狀,而藍寶石為三方晶系,晶形多為典型的桶狀;


藍錐礦折射率達到1.757~1.804,高於藍寶石的折射率1.762~1.770,這表示經過嚴格拋光後的藍錐礦其光澤並不亞於藍寶石,可達到強玻璃至亞金剛光澤;斷口為貝殼狀。


在短波紫外光下呈現強烈藍白色螢光,而長波則下顯惰性。


顯微鏡放大觀察內部特徵:可觀察到明顯後刻面棱重影及色帶(重要的外觀鑑定特徵);並可見鈉沸石、青鋁閃石以及無色或白色短柱狀、針狀、髮絲狀固態包裹體,氣、液相包裹體少見。

市面上一些藍錐礦樣品紅外光譜圖


  藍錐礦顏色成因

藍錐礦形成於蛇紋岩裂縫之中的熱液,與柱星葉石、鈉沸石等礦物共生。奇怪的是,這些熱液含有高濃度的鐵、鋇、鈦、鈮、銫、錳和鋰等多種元素;但該熱液究竟是如何產生,又是如何結晶形成的藍錐礦,至今仍沒有答案。