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2025年9月22日 星期一

每天一礦物 —— 釷石

摘自来源:礦研所老牛

以下文章若出現藍字乃本人註解。 

釷石(Thorite)

Thorite,直譯就是「釷石」,名字簡單粗暴,直接用「釷」+「石」命名,化學家起名從不玩虛的。

化學式

(Th,U)SiO₄,主要成分是釷和矽酸根,還經常混點鈾當「小跟班」,偶爾摻點稀土元素湊熱鬧,化學老師看了直搖頭:「你這配方有點雜啊!」。

特點

釷石是釷元素的「頭號粉絲礦」,顏色從深棕到黑不溜秋都有,表面常帶玻璃或油脂光澤,摸起來和普通石頭沒啥兩樣,但內裡藏著放射性「小脾氣」——別亂撿!它可是天然放射源,長期接觸可能會讓你體檢報告變成「驚喜」。

寶石關聯

雖然釷石本身硬度(4.5-5,比指甲硬點但比小刀軟)和放射性讓它當不了主流寶石,但它常作為「隱藏嘉賓」出現在鋯石(Zircon,俗稱「風信子石」)等寶石的伴生礦裡。有些彩色鋯石的獨特色澤,可能和共生礦物中的微量元素(比如釷帶來的輻射致色)有關——不過商家絕對不會告訴你:「您買的漂亮鋯石旁邊,可能躺著塊會放輻射的小黑石!」

化學組成

核心是釷(Th)和矽(Si)、氧(O)組成的矽酸鹽(SiO₄四面體結構),鈾(U)常來「蹭座位」取代部分釷,偶爾還有鈣(Ca)、釔(Y)等稀土元素當「調味料」。簡單說就是「釷為主角,鈾偶爾客串,稀土來加戲」的複雜配方。

晶體形態

喜歡長成四方晶系的四面體或短柱狀,晶體表面常帶平滑的棱角,像被小刀切過的小積木塊;也常以粒狀、緻密塊狀集合體出現,聚集起來像一堆「小黑煤球」粘在一起,肉眼看著平平無奇,顯微鏡下才有幾何美感。

物理性質

硬度低(4.5-5,和銅幣差不多),用鑰匙能劃出痕;密度大(4.8-5.4 g/cm³),拿手裡沉甸甸的像揣了塊鐵;性脆,一摔就碎成渣;解理不發育(沒有整齊的破裂面),斷口呈貝殼狀或參差狀,像被啃過的餅乾邊。

光學性質

透明到半透明,光照下常顯深棕色、黑色或紅褐色(顏色越深,放射性可能越強);折射率較高(約1.79-1.85),表面有玻璃光澤或油脂光澤,但放射性會讓它長期「自帶暗沉濾鏡」——放久了顏色可能更黑,不是氧化,是輻射的「功勞」。

其他特性

最大的「個性」就是強放射性!釷-232衰變會釋放α粒子(穿不透皮膚但別吸入),鈾雜質還會添點β/γ輻射,屬於「看著老實,實際危險」的類型。長期接觸可能導致體內輻射累積,別當普通石頭收藏,更別放臥室當擺件!

地質產狀

專挑「高溫高壓派對」出場-常見於花崗岩、偉晶岩(含豐富稀有元素的火成岩)裡,也愛藏在熱液礦脈(地下熱水帶來的礦物質沉澱)中,偶爾在沉積岩的鈾釷礦床裡當「配角」。總之,哪裡有岩漿活動或熱液流動,哪裡可能就有它的身影。

全球產地

全球「粉絲」不少:挪威(最早發現它的地方)、美國(科羅拉多州等鈾礦區)、澳洲(稀土礦伴生)、印度(鈾釷礦床週邊)、納米比亞(花崗岩產區),中國四川、江西等地的稀有金屬礦床裡也有少量分佈——但大多伴生在其他礦裡,純釷石裡,純釷石裡也有少量分佈——但大多伴生在其他礦裡,純釷石礦不多見。

礦床成因

主要是岩漿冷卻結晶時,岩漿裡的釷元素和矽酸根「看對眼」結合形成;或熱液(富含礦物質的地下熱水)在岩石縫隙中流動,把釷和矽等元素搬運到一起沉澱。鈾雜質通常是「搭便車」的,跟著釷一起被「圈」在了礦物晶格裡。

市場價值

別指望它會升值!放射性讓它成了「燙手山芋」——一般收藏市場幾乎不認,珠寶商避之不及,連礦石愛好者都得戴手套摸。唯一可能的「價值」是科學研究機構收去研究釷元素或放射性礦物,但價格低到不如一塊漂亮水晶,畢竟誰想天天和輻射源打交道?

工業應用

理論上,釷石裡的釷是核燃料(釷-232能轉化成可裂變的鈾-233),但實際開採太麻煩-放射性處理成本高,提取難度大,遠不如鈾礦(如瀝青鈾礦)直接。目前主要用於研究樣品,或作為「放射性礦物標本」放在博物館玻璃櫃裡供人圍觀(隔著玻璃摸都不行!)。

科研環保

科學研究價值在於研究釷元素地球化學行為(例如它在地殼裡的分佈規律)和放射性衰變過程;但環保風險拉滿-隨意開採或收藏可能導致放射性污染(例如粉塵吸入、土壤污染)。國際上對釷石的管控嚴格,一般人撿到千萬別帶回家,環保署看到可能直接上門「沒收+教育」。

總結介紹

釷石,這顆名字直白、外表低調的「黑石頭」,其實是自然界中釷元素的「首席代言人」!它穿著深棕到黑色的外衣,帶著玻璃或油脂般的光澤,晶體形態規整卻常以塊狀集合體示人,看似普通卻藏著強放射性「內核」——釷-232和鈾雜質的組合讓它成為天然的輻射源,摸不得更隨便收藏不得!雖然它在寶石圈裡只是伴生礦的「小透明」(例如可能影響鋯石顏色的微量元素之一),但在科研領域卻是研究釷能源和放射性衰變的「活教材」。全球產地不少(挪威、美國、澳洲等地),但大多伴生在其他礦石裡,純釷石礦比熊貓還稀罕。工業上它曾被視為潛在核燃料,但因提取難、風險高逐漸被鈾礦「搶了風頭」,如今更多躺在博物館玻璃櫃裡供人瞻仰,或者被環保部門重點「關照」。總結來說,釷石就像地質界的「危險美人」——外表不驚艷,內在卻暗藏玄機,既見證了地球內部的元素狂歡,也提醒著我們:自然界的寶藏,有時候需要保持敬畏的距離!


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