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2025年9月1日 星期一

每天一礦物 ——霞石

摘自来源:礦研所老牛 

以下文章若出現藍字乃本人註解。 

霞石(Nepheline)

Nepheline,中文直譯「霞石」,名字源自希臘語“nephos”(雲),因熔融後形成玻璃質似雲霧光澤而得名,也有人叫它「脂光石」——表面常帶油脂般的光澤!

化學式

KNa₃[AlSiO₄]₄(鉀(K)、鈉(Na)、鋁(Al)、矽(Si)、氧(O)的「混合派對」,是長石家族的「表親」,但矽含量更低,鋁和鹼金屬(鉀鈉)更多,堪稱「低矽高鹼特種兵」)。

特點

霞石是火山岩和鹼性岩裡的「常駐嘉賓」,顏色從無色到灰白、淺黃、淺褐都有,表面常帶玻璃光澤或油脂光澤,摸起來像塗了一層薄蠟。晶體呈六方短柱狀(像切短的小鉛筆),但較常見粒狀、緻密塊狀集合體,硬度中等(5.5-6,比指甲硬但比小刀軟),遇鹽酸會輕微冒泡(含少量碳酸鹽雜質)。它是鹼性長石的「替代品」,常和霓石、鈉閃石等共生,是識別鹼性岩漿岩的「小標誌」。


寶石關聯

霞石本身硬度低、易風化,很少直接當寶石,但它常作為「伴生礦物」出現在寶石級岩石裡!例如霞石正長岩(一種鹼性花崗岩)中可能包裹綠色霓石、藍色鈉閃石等礦物,形成獨特的「霓虹礦石」觀賞石;部分霞石質岩石經過變質作用會形成鈉長石玉(俗稱「水沫子」,和翡翠伴生但價值低),影響玉石的透明度。更間接的是,霞石是陶瓷和玻璃工業的原料,某些彩色玻璃(如藍色、綠色)的配方裡可能摻了霞石提取的鹼金屬氧化物,讓寶石級玻璃飾品顏色更鮮豔。


化學組成

核心成分為矽酸鹽([AlSiO₄]⁴⁻四面體結構),但矽氧四面體鏈比普通長石短,空隙被鉀(K)、鈉(Na)離子填充,化學式KNa₃[AlSiO₄]₄簡單直接-鉀鈉比例靈活(不同產地含量有波動),鋁含量高(彌補矽的不足)。它是典型的似長石礦物(和長石是親戚但結構不同),天然礦石可能混點鈣(Ca)、鐵(Fe)等雜質(但含量低不影響主特性),部分霞石會因風化表面覆蓋白色粉末(高嶺土)。


晶體形態

典型六方短柱狀晶體(像被削短的小鉛筆,柱面有清晰條紋),但常見粒狀、緻密塊狀集合體(看起來像一團灰白色「麵團」)。集合體表面常帶有油脂光澤或玻璃光澤,斷口呈貝殼狀或不平坦狀,摸起來比一般石頭細膩些。

物理性質

硬度中等(5.5-6,用指甲能劃出痕但小刀更輕鬆),密度2.5-2.6 g/cm³(拿手裡輕飄飄的像石灰岩);性脆(解理不發育,摔了容易崩碎),斷口呈貝殼狀或參差狀。光澤從玻璃光澤(新鮮斷面)到油脂光澤(風化表面),顏色從無色透明(罕見)到灰白、淺黃、淺褐(常見),透明度從透明到半透明(通常因包裹體或雜質變渾濁)。

光學性質

透明到半透明(純淨晶體能透點光),顏色影響透明度(灰白色更不透明);折射率低(約1.48-1.51,比玻璃還低),色散值幾乎為零(沒有火彩),光澤柔和像「磨砂玻璃」。部分霞石因含包裹體(如氣泡或微小結晶)在光線下會有朦朧感,像蒙了一層霧。


其他特性

最大特徵是「遇酸微反應」-含少量碳酸鹽雜質時,滴鹽酸會冒小氣泡(但比石灰岩反應弱多了)。耐高溫性不錯(熔點高),但硬度低易磨損,長期暴露在空氣中可能風化成高嶺土(變白變粉)。沒啥放射性,但部分鹼性霞石可能含微量放射性元素(如鈾、釷),不過含量低到可以忽略。


地質產狀

霞石是鹼性岩漿岩的「專屬礦物」!常見於霞石正長岩、響岩等鹼性火山岩裡(這些岩石常和稀有金屬礦共生哦!),也出現在某些變質岩(如鈉長石化岩石)中。常和霓石、鈉閃石、鉀長石、石英(少量)等一起出現,是判斷岩漿鹼性的「標誌礦物」-如果火山岩裡找到霞石,基本能確定是鹼性岩漿噴發的產物。


全球產地

產地集中在鹼性岩活躍區:俄羅斯(科拉半島的霞石正長岩礦床)、挪威(斯瓦爾巴群島的鹼性火山岩)、加拿大(魁北克省的霞石質侵入岩)、中國(安徽、內蒙古等地的鹼性花崗岩區)、肯亞(鹼性玄武岩區)。其中俄羅斯和挪威產的霞石因純度高、晶體大,常被用於科研和工業原料,而中國產的霞石多伴生在稀有金屬礦床中(如鈮鉭礦)。


礦床成因

主要是鹼性岩漿(富含鉀、鈉、鋁的岩漿)冷卻結晶時,矽含量較低的環境下優先形成霞石——普通長石需要更多矽,而鹼性岩漿「缺矽」,於是霞石這種「低矽高鹼特種兵」就登場了!也可能由含霞石的岩石經過後期熱液蝕變或變質作用保留下來。簡單說就是「鹼性岩漿不想照常規配方長石頭,非要搞特殊,結果誕生了霞石」。


市場價值

普通霞石礦石價值不高(多是工業原料或地質標本),價格每噸幾十元到上百元(主要看純度)。但高品質透明晶體(罕見)會被礦物愛好者收藏,作為鹼性岩漿岩的「代表性標本」。工業上它是製造玻璃(尤其是光學玻璃)、陶瓷(高級釉料)、磨料(如砂輪添加劑)的重要原料,身價體現在用途上而非礦石本身!


工業應用

工業上主要當「功能材料」用!例如製造玻璃(降低熔點、提高透明度)、陶瓷(改善釉料性能)、磨料(和剛玉混合增加耐磨性),還是提取鉀、鈉元素的原料(經化學處理得到鉀鹽、鈉鹽)。部分霞石質岩石被加工成輕質骨材(用於建築保溫材料),利用其低密度特性。

科研環保

在科學研究上,霞石是研究鹼性岩漿作用和地球內部化學分異的「關鍵證人」──科學家透過分析霞石中的鉀鈉比例、包裹體成分,推斷岩漿來源深度和形成環境。環保領域,霞石開採可能破壞地表植被(鹼性岩區常伴生稀有金屬礦,開採強度大),但礦石本身無毒性,尾礦處理重點在於防止粉塵污染(鹼性粉塵可能刺激呼吸道)。


總結介紹

霞石,這顆鹼性岩漿岩的「低矽高鹼特種兵」,堪稱地質界的「低調功能咖」!它穿著灰白到淺褐的「外衣」,晶體像被削短的小鉛筆(六方短柱狀),硬度中等但易風化,表面常帶油脂光澤,是識別鹼性火山岩的「標誌礦物」。從俄羅斯科拉半島的霞石正長岩礦床到中國內蒙古的鹼性花崗岩區,霞石既是寶石級岩石裡的「隱形搭檔」(影響霓石、鈉閃石等礦物的共生組合),也是工業領域的「多面手」——製造玻璃、陶瓷、磨料的原料,甚至能提取鉀鈉元素。雖然它很少直接當寶石(硬度低易磨損),但作為鹼性岩漿作用的「活檔案」,能幫科學家還原地球內部的「高溫派對」。總結來說,霞石就是大自然的「化學調酒師」——用鉀鈉鋁矽氧調製出獨特的低矽配方,在火山岩裡留下自己的印記,既是科研寶藏,又是工業幫手,更是寶石形成背後的「隱形推手」!


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