天藍石Lazulite：自然界裡的藍精靈

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會

英文名：Lazulite

中文名：天藍石

成分：MgAl2[OH|PO4]2

晶系：單斜晶系

硬度：5~6

比重：3.08~3.38

折射率：1.60~1.64,1.64~1.67

顏色：藍色、淺藍色、深藍色、偶爾出現白色

產地：美國、印度、加拿大、巴西、玻利維亞、安哥拉、馬達加斯加、瑞典、澳大利亞、瑞士

天藍石的英文名與青金石一樣，來自波斯語中的【藍色（lazhward)】，之後以德語的【Lazurstein】定名。不過這種礦石（天藍石）是【磷酸鹽礦物】的伙伴，而青金石卻是屬於矽酸鹽礦物，因此這兩種礦石可說是截然不同的種類。

自古以來天藍石就被誤認為與青金石一樣，不過1795年德國科學家M.H.Klaroth將奧地利發現的標本分析之後，認定這是新種礦物。至於Klaroth本人，則是因為發現鈾（U）、鋯（Zr）與鈰（Ce）而家喻戶曉。

這種礦石形成於曾經發生接觸變質岩作用的石英礦脈或磷酸鹽的偉晶岩中，剖面雖然會形成四角形的雙錐狀結晶，可惜品質優良的結晶並不常見。青金石與藍銅礦（Azurite）的結晶通常都會形成相同的藍色，不過天藍色的結晶卻會與白色形成斑點狀，這也是其特徵之一。可惜的是色澤明亮的藍色石體通常都會誤看成是【藍方石】。

這個結晶體含有鐵分，會出現充滿特徵的藍色，一般可以利用（Mg,Fe2+）MgAl2[OH|PO4]2這個化學式來表現。裡頭所含的鐵能夠以任何一種比例替換成鎂，而且會隨著所含的量由淺藍色變成深藍色。當Mg＜Fe的時候，就會變成【鐵天藍石（Scorzalite）Fe2+Al2[OH|PO4]2】。這個鐵天藍石是在天藍石發表之後至少過了150年，也就是1947年才被判斷是與天藍石同一系列的礦物。天藍石是種可用一般化學式A2+B3+2[OH|PO4]2表現的礦物。 A可以換成Cu,Fe,Mg,B可以換成Al,Fe，並且形成4種礦物。

①綠磷鐵銅礦Hentschelite Cu2+Fe3+2[OH|PO4]2

②重鐵天藍石 Barbosalite Fe2+Fe3+2[OH|PO4]2

③天藍石 Lazulite MgAl2[OH|PO4]2

④鐵天藍石Scorzalite Fe2+Al2[OH|PO4]2

天藍石與青金石的礦物名均來自於【Lazulius】這個中世紀的拉丁語。據說這個名稱的細微差別在於非常微妙地顏色差異。

然而當時的寶石王國之一，也就是法蘭西王國卻以「Lazulite的後面的『L』是阿拉伯語追加上去的字」這個理由，而改用【Lazurite】來稱呼藍色礦石，這就是今日最高等級的顏料【青金石】。又進一步將Lazurite的【L】去掉，就變成azurite，這就是藍銅礦的英文Azurite。整個過程雖然有點複雜 ，但這些名稱在歷史上卻擁有不可否認的事實。

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釩鉛礦：洗盡鉛華成新寵

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會

礦物家族之中，最美者當屬寶石，然則礦物有數千種之多，而能成為寶石者不過一二百種，絕大多數都被深埋於地下默默無聞。隨著人們對礦物晶體收藏的熱度與日俱增，許多「冷門」礦物開始嶄露頭角，逐漸走進人們的視野。釩鉛礦就是其中最典型的代表之一。

略有遺憾的科學發現

1801年，西班牙礦物學家德里奧被政府派往北美洲的墨西哥，在一所礦業學院裡擔任教授。一天，有人給德里奧帶來一塊在墨西哥某座礦山上發現的礦物，請他鑑定。德里奧看到礦物後也覺得很新奇，它的顏色為棕紅色，晶體為六邊形的棱柱狀，經檢驗發現其中含有大量的鉛元素。德里奧根據自己多年的礦物學研究經驗得出結論，這是一種新的礦物，於是給它取名為「棕鉛」，並對外宣稱這種礦物裡面含有一種以前從未見過的金屬元素，就連這種金屬元素的名字都給想好了。

為了進一步確認其成分，德里奧將這塊標本寄給了當時著名的德國地質學家洪堡。洪堡派人檢測後非常草率地得出結論：德里奧所說的所謂新金屬只不過是前些年就已經發現的鉻元素而已。可能是洪堡作為權威地質學家的影響力太大了，德里奧竟然欣然接受了他的反駁，輕易放棄了自己的觀點。

20多年後，瑞典科學家塞夫斯特朗姆在冶煉生鐵時分離出一種新元素，並用斯堪的納維亞愛神—凡娜迪斯（Vanadis）之名給它命名為vanadium，翻譯成中文就是金屬釩。 1830年，德國化學家維勒對之前德里奧提供的礦物樣品再次進行檢測後發現，其中確實存在著一種新元素，而且這種新元素恰恰就是金屬釩。遺憾的是，為時已晚，發現金屬釩的榮譽只能被歸功於塞夫斯特朗姆。德里奧因為過於迷信權威，沒能堅持「大膽假設，小心求證」的科學研究方法，最終與金屬釩發現者擦肩而過，失之交臂，也算是科學史上的一件憾事。

鉛礦床的次生礦物

現在回過頭來看，德里奧當時命名為「棕鉛」的樣品其實就是釩鉛礦，也被稱為褐鉛礦。它是形成於鉛礦床氧化帶上的一種次生礦物，通常為明亮的橘紅色，人們有時也會發現棕紅色、棕黃色、灰色或無色的礦物，但其條痕（粉末的顏色）為淺黃色，晶體為長短不等的棱柱狀，邊緣為極其規則的六邊形，棱柱內常有中空現象。這些特點使得釩鉛礦較容易辨識。

釩鉛礦，產於摩洛哥（攝影：馬志飛）

目前，我們已知地球上有60多種含鉛礦物，釩鉛礦只是其中的一種，常與其他含鉛礦物共生，比如白鉛礦、鉛礬、鉬鉛礦、鉻鉛礦、砷鉛礦、磷氯鉛礦等。釩鉛礦由鉛、釩、氧和氯這4種元素組成，如果我們仔細觀察它的化學式Pb5（VO4）3Cl就會發現，它與砷鉛礦（化學式為Pb5（AsO4）3Cl）和磷氯鉛礦（化學式為Pb5（PO4）3Cl）十分相似。的確如此，這三者不僅成因相似，都形成於鉛礦床的氧化帶，而且晶體結構相似，釩酸根、砷酸根和磷酸根陰離子具有相同的電荷，大小也基本相同，所以在礦物結構中的釩（V）、砷（As）、磷（P）可以互相置換替代。並且隨著其中所含的釩、砷和磷數量多少的變化，其顏色、比重也會逐漸發生變化，但晶型基本不變。這三者的主要區別是：釩鉛礦常為橘紅色，砷鉛礦多為黃色，磷氯鉛礦則多為翠綠色。

不斷提升的身價

早在2000多年前的秦漢時期，我國人民就已經對釩鉛礦有所認識並加以利用了。現存的秦始皇陵兵馬俑看起來灰頭土臉的，實際上它們原本都有彩繪，可謂千人千面、絢麗多姿，只不過歷經幾千年之後，彩繪逐漸剝落。

考古學家研究發現，古人描繪這些彩俑用到的都是礦物顏料，如紅色的硃砂、綠色的孔雀石、藍色的藍銅礦等。至於黃色，則用到了並不常見的釩鉛礦，令人匪夷所思。 2004年，我國考古學家在西安理工大學曲江校區發掘了一座西漢時期的壁畫墓，對壁畫的顏料進行研究後發現，其中的黃色顏料裡含有大量鉛元素和釩元素。經進一步研究發現，這種黃色顏料就來自釩鉛礦。後來，考古學家在西安發掘的唐朝宰相韓休的墓葬壁畫裡也發現了黃色的礦物顏料釩鉛礦。種種跡象表明，我國陝西一帶存在釩鉛礦，而且很早就被人們所熟知。

到了現代，釩鉛礦主要用來提煉金屬釩。如果按照在地殼中的重量百分比來看，釩的含量並不低，排名位居第21位，列於鈦、錳、鋇、鍶、鎢等元素之後；但它不以自然元素的形式存在，而是以化合物的形式存在於岩石礦物中，較為分散，釩鉛礦就是其主要的礦物，大量聚集時便可作為釩礦石。

金屬釩是製造高速鋼合金的重要原料，這種合金材料具有超高的硬度、極佳的韌性和抗腐蝕性，雖然用釩製造合金可能比添加鉻或錳更昂貴，但釩合金的性能更好，應用價值更高。釩鉛礦還是提煉金屬鉛的次要礦物，只是重要性不及方鉛礦，偶有利用。

秦始皇陵兵馬俑身上的彩繪用到的黃色顏料來自釩鉛礦

近年來，在礦物收藏熱的推動之下，目光敏銳的商人打破了釩鉛礦狹隘的工業應用途徑，精心包裝之後給它找到了新的定位，使之搖身一變成為越來越多的人所熱衷的收藏品。由於釩鉛礦顏色鮮豔，晶體形態規則，光澤明亮，組成的晶簇時常能構成有趣的圖案，如同互相嵌合的機械齒輪，具有很高的觀賞和收藏價值。不過，釩鉛礦的硬度很低，只有2.5～3，十分嬌嫩，稍有磕碰就會被破壞。目前墨西哥、摩洛哥、納米比亞、美國等多個國家都有釩鉛礦床，而收藏價值最好的釩鉛礦標本主要來自摩洛哥，在收藏界享有盛譽，市場價格也逐年攀升。

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礦物晶體有放射性嗎？

 摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會

礦物晶體有放射性嗎？很多人都會提出這樣的疑問。事實上，絕大部分礦物晶體都沒有放射性，只有極少數含鈾、釷等放射性元素的礦物有放射性。通常這些放射性礦物的價格昂貴，普通人很少有機會能接觸到。

很多放射性礦物非常美麗，在國外的自然博物館和礦展上經常可以看到它們的身影。這些展出的放射性礦標並未有裏三層外三層的特殊保護，但是也未見觀眾因恐懼而不敢上前觀賞。

為何在國外，觀眾能那麼近距離地欣賞放射性礦物？是他們在拿健康開玩笑，還是我們恐懼過了頭？

關於放射性的一些常識：

天然本底輻射

天然放射性元素是構成自然界的組成部分，在各類岩石、土壤、水體、大氣、乃至人體中都有不同數量的放射性元素存在。這些天然存在的微量放射性輻射就是天然本底輻射，它已是自然平衡體系的一部分，不會危害人類健康，因為人類和其它生命在進化過程中，已經適應了本底輻射環境。地球人平均一年累計所受輻射約為2.4mSv（毫希沃特，中華民國譯為西弗，其中宇宙射線 0.4，大地 0.5，氡 1.2，食物攝入 0.3）。

人體能承受多大的輻射

目前通用的輻射劑量是以Sv（希沃特）來表示，考慮到它是相當大的計量單位，日常使用更多的是 mSv（毫希沃特）和 μSv（微希沃特）：1mSv = 0.001Sv，1μSv = 0.001mSv。

那麼多少劑量的輻射不會影響人的健康呢？當短時輻射劑量低於100mSv 時，醫學上觀察不到對人體的確定性效應，即明顯的組織損傷；當劑量超過 4000mSv，在沒有醫學監護的情況下，有 50% 的死亡率，而當劑量超過 6000mSv 時，則可致命。

大部分放射性礦物（各種鈾礦）的最高輻射值都遠低於 100mSv 的短期輻射標準。 可見，只要有適當的保護措施以及預警得當，即使是非專業人士也可以安全地收藏放射性礦物標本。

收集放射性礦物的注意事項：

1、放射性物質衰變會產生放射性氣體氡，它很容易通過呼吸進入體內，造成內照射。所以放射性礦物必須存放在通風良好的環境中。

2、任何放射性礦物的散落，必須處理乾淨：未被預警的人們可能會長期和這些散落的放射性物質接觸，進而在不知情的狀況下讓這些物質通過呼吸或消化道進入體內。 

3、接觸放射性礦物後要洗手，不能在放射性物質附近吃喝東西、抽煙或睡覺。

讀者首先要了解的是，礦物晶體是地質作用下礦物結晶態的天然元素的化合物或單質，它們具有均勻且相對固定的化學組成和確定晶體結構礦物晶體的化學成分多種多樣，但不外乎是《化學元素週期表》中總共列有的100多種元素。在這100多種元素中，只有序列號83鉍(Bi)以後的元素原子核具有自發變化的性質，它們的射線以光、波等形式釋放出能量，其釋放過程為輻射，並有當量的大小再說放射性。地球由岩石、礦物、土壤、空氣、水等組成，同時還接受來自宇宙如太陽射線的輻射，也就是說，人類自古至今就生活在放射性環境中。現代生活中使用的各類電器如電視、電腦、微波爐、手機，居住新裝飾的房屋等都有微量輻射，這些輻射當量，在通常情況下對人體是安全的：換句話說，這些放射性元素不但沒有阻擋大地萬物的生存和發展，反而成了自然平衡的一部分，在目前賞玩的幾十種礦物晶體中，大多數在歷史上都有記載，如幾千年前古人就把水晶作為寶石收藏佩戴；鴛鴦礦物雄黃、雌黃、辰砂等十幾種礦物，有藥用價值，明朝大醫學家李時珍收錄於《本草綱目》為人治病，現代醫學也利用放射性元素輻射治療人類癌症；姊妹礦物孔雀石、藍銅礦等作為顏料，幾百年前就在國外油畫中運用，歐美發達國家收藏礦物晶體已有200多年曆史，特別是近些年來，他們對中國的特有精美礦物和珍稀礦物情有獨鍾，應當說他們對礦物是否有放射性是有充分認識的。所以人們收藏的眾多礦物晶體，在帶給人們美的享受和愉悅的同時，有的還被視為人體健康的保護神。世界常見的500多種礦物，只有含鈾、釷等少數不常見的礦物有較強放射性。當然這些礦物晶體非專業大眾是不宜收藏的，而其他絕大數如：水晶、螢石、方解石、孔雀石、藍銅礦、黃鐵礦、輝銻礦等礦物晶體基本沒有放射性元素輻射，是不會危害人的身體健康的。上世紀八十年代，大冶銅綠山開采出許多色翠紋美的孔雀石，許多人看後愛不釋手，紛紛帶回家賞玩，忽然不知哪天誤傳，說孔雀石有放射性，放在家裡會得病，因而又紛紛將其棄之。如今大冶銅綠山孔雀石成了眾多收藏者的最愛，加之資源枯竭，價格飛漲，稍有品相的就能賣出高價。談及此事，當地人們無不後悔，都說，真是不懂科學做傻事啊！

最為科學和放心的辦法是，當我們對某些礦物晶體收藏不放心時，可請當地質量技術監督局專業人員，運用現代科技手段——放射性檢測儀器進行科學檢測，放射性元素輻射指標一般參考1988年中國發布的《輻射防護規定》，該規定限定70貝可為標準。大於70貝可、人體近距離接觸就有害，小於70貝可，屬正常輻射當量。湖北黃石一石友於2005年請當地質量技術監督局專業人員，對家中十幾個品種近千塊礦物晶體一一進行了檢測，得出的結果是：絕大數沒有放射性元素輻射危害，只有幾塊從礦山新開采出的礦物晶體有（小於70貝可）微量輻射，並告知屬於正常範圍。

總之，對於礦物晶體是否有放射性元素輻射危害人的身體健康，我們不能籠統絕對的說沒有，但也沒有必要因噎廢食過於緊張，只要我們以科學的態度了解和掌握礦物晶體的科學內涵，就可大膽放心地收藏它 1貝可（貝可勒爾）是放射性活度的法定計量單位。

附：部分礦物放射性說明：

基本無放射性，無需預防的：

綠簾石、孔雀石、剛玉、綠柱石、藍銅礦、金紅石、陽起石、十字石、錫石、透閃石、符山石、尖晶石、葉臘石、辰砂、磁鐵礦、鐵雲母、黃銅礦、黑鎢礦、黑雲母、斑銅礦、白鎢礦、白雲母、銅藍、閃鋅礦、

 

(孔雀石)

氟魚眼石、雌黃、石榴子石、羥基魚眼石、雄黃、針鐵礦、方解石、輝鉬礦、明礬石、綠松石、黃鐵礦、尖鈦鐵礦、白雲石、白鐵礦、沸石、文石、毒砂、橄欖石、方鉛礦、

(雄黃) 

赤銅礦、金剛石、正長石、氟石、菱沸石、菱鎂礦、水晶、菱鐵礦、菱鋅礦、軟錳礦、光鹵石

微弱的放射性輻射、儀器有反應、對部分疾病有防治作用的：

易解石、黑雲母、鈮鈣礦、鈰褐簾石、黑稀土礦、褐釔鈮礦、鈰矽石、釔鎢華、獨居石、鈰鎢華、鈰黃褐石、褐簾石

（黑雲母）

中等強度放射性，有限接觸無害，避免長期近距離接觸的：

方鈰礦、釔燒綠石、釔鈮鉭鐵礦、鈰磷灰石、鈦稀金礦、鉀鹽、鎂礬

（鉀鹽）

較強的放射性輻射危害，非專業不宜收藏的：

帶鈾的礦、帶釷的礦、阿山礦（岫鈮鉭礦）、鈮釔礦、釔霞白斑石、鈮釔鐵礦、雜色琥珀、放射性硫酸鋇（非普通重晶石）

（鈮釔礦）

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礦物晶體對人體健康的益處

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會 

地球由岩石、礦物、土壤、空氣、水等組成，同時還接受來之宇宙如太陽射線的輻射，也就是說人類自古至今就生活在放射性環境中，人類現代的生活，使用的各類電器如電視、電腦、微波爐、手機，居住新裝飾的房屋等都有微量輻射，這些輻射當量，在通常情況下對人體是沒有危害的。換句話說，這些放射性元素不但沒有阻擋大地萬物的生存和發展，反而成了自然平衡的一部分，只有含鈾、釷等不常見、少數礦物有較強放射性元素。當然這些礦物晶體一般人是不宜收藏的，而其他絕大數如：水晶、螢石、方解石、孔雀石、藍銅礦、黃鐵礦、輝銻礦等礦物晶體基本沒有放射性元素輻射，是不會危害人的身體健康的。

礦物晶體在最初形成階段，熔液在向固體轉換時，遇到岩層裂隙、空洞、自身產生的氣泡等，那麼緊靠裂隙空洞的熔液在冷卻結晶時就可以免受擠壓限制而向裂隙、孔洞內自由發育，在孔洞中長成應有的幾何形態。如果岩層的裂隙空洞容量足夠，且成礦條件理想，礦物晶體就會長得很大，甚至聚合成令人驚嘆的優美造型。

在礦物寶石的市場上，我們聽說過這樣的宣傳：呵護精氣的「力場」、對治療病症有奇效的「作用」、滋養人體的「能量」等等。這些功效無疑吸引了不少人，否則它們也不會長盛不衰了——佩戴這些晶石寶玉，本身就是個挺光鮮的事兒，雖然那些功效玄秘不可理解，但能有一點這樣的盼頭也算是錦上添花。再說了，向他人秀出自己的飾品時，這也算是個不錯的談資吧？於是這些璀璨綺麗的礦物晶體，也就真的成了的神秘良方。

礦物晶體，被定義為天然產出的，在通常情況下以固態產出的無機化合物。礦物是否有「能量」或者「場」？有。而且，這些東西也還真的既看不見又摸不著。只不過，當你佩戴礦晶首飾的時候，這些「能量」無論如何也不會對你產生有效的作用罷了。

礦物身為晶體，它們所含有的能量是以離子鍵或共價鍵的形式儲存在自己的晶格中的。如果這部分能量真的能夠拿來「用於人體的保健」，那麼你也得首先把晶體的結構給徹底破壞掉，讓化學鍵斷裂，才能獲取這些能量。

也許有人會好奇有沒有可能是礦石的放射性能對佩戴的人有作用，但是其實放射性礦物在世界上並不常見。常見的水晶、碧璽以及各種常見寶石幾乎沒有放射性，常見礦物中，只有部分天然鋯石（而非人工合成的立方體氧化鋯，即日常裝飾品上所點綴的「鋯石」）和少量特殊的螢石具有放射性風險——當然，各種專門的鈾礦石、稀土元素礦石除外。

比如雄黃，在平常的藥理中具有抗菌殺菌、抗吸血蟲及對神經有鎮痙、止痛作用，體內外均有殺蟲作用。雌黃還是一種中藥。 《神農本草經》裡面將雌黃列為中品，其他古代醫藥書籍也有雌黃入藥的記載，雌黃可用作殺蟲、解毒、消腫等。孔雀石可以消毒再生，去腐生新。古埃及人曾經將孔雀石研磨成粉末，塗抹在潰爛的傷口上，從而達到治癒的作用。所以佩戴孔雀石首飾可以吸取孔雀石中含有的自然能量，吸收外界輻射，以減少對於皮膚的刺激。中醫利用辰砂作為安神、定驚的藥物。自然銅是常用活血化瘀止痛藥物，用於跌打腫痛，筋骨折傷。我們在這裡舉出的幾種礦晶，遠不足以囊括礦物之於人類醫療保健的重要作用。在它們之外，還有以方解石為原料所製備出的氯化鈣，可用於治療由於低鈣引起的各種疾病（手足抽搐症、腸絞痛、滲出性水腫、瘙癢性皮膚病等）；金紅石、鈦鐵礦作為鈦的幾乎唯一來源，用於製備人造鈦金骨骼；鋰輝石、鋰雲母這些鋰礦蘊含著對治療抑鬱症至關重要的鋰等等。

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礦物晶體究竟能長多大？

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會 

在中國地質博物館正門右前方的廣場上，矗立著一塊巨大的水晶，它高1.7米，最大寬度1.7米，厚1米，重達4.35噸，1958年8月發現於江蘇省東海縣房山鄉柘塘村，在當時的世界上堪稱最大的水晶晶體，號稱「水晶王」，後來被送到北京珍藏於中國地質博物館，堪稱「鎮館之寶」。

大家或許會感到疑惑：水晶為何能長得如此巨大？自然界中的礦物晶體到底能長多大？究竟是什麼因素在控制著它們的生長呢？

晶體與非晶體

在解開這些秘密之前，我們需要先了解一些基本的概念，比如說晶體與非晶體。我們大家都知道，物質有三種基本狀態：氣體、液體和固體，對於固體物質而言，它的內部結構會有很大的差別，有一部分固體物質中原子或離子的排列具有三維空間的周期性，這些物質都有自發地成長為幾何多面體外形的固有特性，也就是說當它們自然凝結的、不受外界干擾而形成的物質都有自己獨特的、呈對稱性的形狀，即所謂的晶形，比如食鹽呈立方體、冰呈六角棱柱體，而且還有固定的熔點和穩定的化學組成。這樣的物質被稱為晶體，各種金屬、合金、陶瓷、水泥製品等絕大多數的固態化合物都是晶體，常見的晶形有立方體、四面體、八面體、菱形十二面體、四角三八面體等，根據晶形的不同，自然界中的晶體通常可以分為七個不同的晶系，分別為等軸晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、斜方晶系、單斜晶系、三斜晶系。

但是，還有一部分物質它們內部的原子或離子不是有規則的周期性排列，不能自發地成長為幾何多面體，沒有一定的外形，也沒有固定的熔點，比如玻璃、塑料已經地質作用中由火山熔岩快速冷凝而形成的黑曜石、珍珠岩等都屬於這類物質，它們被稱為是非晶體。所以，在晶體與非晶的對比之下我們可以發現，晶體的生長具有明顯的規律可循，它們的生長就像人的胚胎一樣，按照相對固定的方式從一個小小的晶芽慢慢成長壯大。礦物晶體既有在岩漿中直接生長的，也有在來自於岩漿的蒸汽或熱水溶液中生長的，還有一些是由於地表風化作用形成的，這是一個涉及到物質微觀結構變化的過程，我們僅僅通過肉眼是難以觀察到的，但隨著它的不斷壯大，我們就能夠發現它的規律。

礦物晶體的生長

地球上大部分礦物晶體都形成於岩漿之中，隨著岩漿的冷凝，各種不同的礦物會按照熔點的高低不同而先後結晶出來。在這個過程中，晶體的大小與溫度冷卻的速率有很大關係，一般是冷卻的速率越快所形成的晶體往往越小，倘若冷卻速度過快的話甚至難以形成晶體，而成為非晶質體，比如黑曜石就是因為岩漿冷卻過快而形成的玻璃質岩石，它內部沒有晶體結構。簡單地說，就是晶體的結晶和生長需要一定的溫度條件和充裕的時間。但是，岩漿變化頻繁，實際上能形成超大單晶體的情況並不多見。比如說金剛石，它在十分苛刻的高溫高壓條件下歷經了數億年時間才得以形成，溫度要求在900～1300℃，壓力為4.5～6.0Gpa（大約相當於4.5～6.0萬個標準大氣壓），時間約10億到33億年，地點是地下140至190公里深處的地幔，所形成的金剛石顆粒往往都很小。世界上最大的金剛石「庫里南」原重僅僅只有3106克拉，幾乎相當於一個成年男子的拳頭大小。再比如橄欖石，它是一種常見的造岩礦物，也是岩漿結晶時最早形成的礦物之一，通常存在於橄欖岩、玄武岩、輝長岩等鐵鎂質岩石中，地球上的各種噴出岩中都含有橄欖石，但是目前世界上最大的一顆橄欖石也只有310克拉重，現珍藏於美國華盛頓的史密斯學院博物館裡。

橄欖石，產於阿富汗

還有一部分礦物生長在岩石裂隙或者岩洞中，含有某種物質的過飽和溶液逐漸沉澱、結晶而成為礦物晶體，因受到各種外界條件的影響，內部結構也會有所差異。比如玉髓和水晶，雖然它們的主要成分都是二氧化矽，同屬於石英家族，但它們的結構相差甚遠。水晶是二氧化矽結晶完美時的石英，內部具有十分規則的晶體結構，用肉眼都能夠分辨晶體顆粒，所以被稱為顯晶質結構。而玉髓內部的礦物晶體極為細小，用肉眼根本無法分辨出礦物顆粒，甚至在偏光顯微鏡下也難以分辨，所以被稱為隱晶質礦物。在自然界中，如果有合適的物理條件和化學條件，玉髓可以轉變為微晶石英，然後再發生重結晶作用轉變為石英。當外界條件非常適宜時，石英可以長得很大，中國地質博物館門前的「水晶王」便是極好的例證，迄今為止它仍是我國排名第一的單體水晶，但是在世界上還有更大的。世界吉尼斯記錄中所記載的「最昂貴的浴缸」，在倫敦著名的哈羅茲百貨公司銷售，標價為84.5萬美元，它是一塊完整的水晶製品，長約2米，重約2噸，是從一塊重達10噸的水晶中直接切割出來的，非常令人震撼。

三維空間內的變化

礦物晶體的生長，其實是在三維空間內的變化，也就是由X軸、Y軸、Z軸組成的空間。但是，不同的礦物具有不同的生長習性，有些礦物喜歡朝著一個方向生長，比如說輝銻礦，結果就形成了柱狀礦物，還有輝鉍礦，它也是朝著一個方向生長，不過它更細，呈現出針狀。還有一些是喜歡朝著XY平面方向生長，比如雲母，它的礦物集合體為葉片狀，可以被一層一層地揭開，所以被人們形象地稱之為「千層紙」。還有一些在三維空間內沒有什麼優勢的生長方向，比如方鉛礦，四四方方，十分規整，還有石榴子石，大多為五角十二面體，就像石榴子一樣呈顆粒狀。岩石和礦物生長需要一定的空間，如果空間不夠大或者含有礦物成分比較複雜的話，它們就喜歡在一塊生長聚集到一起。比如這一塊石英、白雲石、黃鐵礦，它們就都共生在一起，擠得密密麻麻，這就形成一種晶簇。

輝銻礦晶簇，產於廣西

如果說礦物有足夠的生長空間的話，它可以長得很大，而且大得驚人。北美洲墨西哥奇瓦瓦市，有一個名為奈卡礦的多金屬礦，2000年4月，正當採礦工人在地下300米深處挖掘巷道時，突然有人發現了一個巨大的洞穴，有足球場一般大小，高度相當於兩層樓，走進洞穴發現這裡到處長滿了「利劍」，長的超過人的身高，短的也有幾十厘米，都是半透明的柱狀物，置身其中就像是走進了一座水晶宮殿。其實，這裡面的礦物並不是水晶，而是石膏晶體。石膏的晶體通常呈板狀，少數會長成長柱狀，顏色一般為白色，如果混入了其它雜質則可能表現為灰色、褐色甚至紅色，雖然無色透明的石膏看起來很像水晶。進一步的研究發現，如此罕見的石膏晶體是由於沉澱作用形成的。奈卡礦附近地下有古老的斷層，地下岩漿的高溫將周邊的地下水加熱，順著斷層向上湧出，溶解了岩石中大量的鈣和硫酸鹽礦物，本來就是中空的洞穴裡面充滿了這種富含礦物質的熱水。隨著溫度的不斷降低，在54℃左右，熱水中的礦物質開始沉澱並結晶，雖然結晶生長的速度極其緩慢，每一百年才能增長一根頭髮絲的寬度，但經過幾十萬年的時間，最大的已經長到了11米長，直徑4米，重達55噸！

實際上，我們在現實生活中很少能見到這樣的情況，平時所見到的大部分礦物晶體不僅個頭很小，而且質量也不好，很多都是「歪瓜裂棗」，這是為什麼呢？因為礦物在生長的過程中經常會受到一些外來因素的影響，比如地震、火山噴發，或者是一些地下流體的震盪，使它的生長環境受到破壞了，於是就形成了並不完美的礦物晶體。總而言之，礦物晶體的生長需要充足的物質原料供料、適當的溫度和壓力條件以及合適的生長空間，當然，還需要極其漫長的時間，所以我們現在看到的每一塊礦物晶體，它們的背後都有一段極不平凡的成長故事。

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「偉晶岩」大長晶

 摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會

無論哪個類型的岩石中，都至少含有一種礦物作為它的組成成分，如果這種礦物屬於寶石級別，那就非常棒了，如果寶石的晶體再大一些，那簡直就是夢中情石，偉晶岩就是這樣一種岩石。

祖母綠（產自云南文山麻栗坡）

僅看名字，我們就不難猜出偉晶岩的最大特徵——包含在其中的礦物通常有著十分粗大的晶體，寶石級礦物的晶體也是如此，如產自云南文山麻栗坡偉晶岩脈中的祖母綠（綠柱石）原礦，就以晶體巨大、礦床類型獨特、質地優良著稱，被譽為「中國祖母綠」。

偉晶岩礦床裡的墨晶

之所以能夠產生晶體巨大的礦物及寶石，和偉晶岩自身的成因是分不開的，大多數偉晶岩以石英、長石和雲母為主要成分，與花崗岩一樣，稱為花崗偉晶岩，此外還有霞石正長偉晶岩和輝長偉晶岩，但由於花崗偉晶岩最為常見也最具性價比，因此一般提到的偉晶岩就是指花崗偉晶岩。

花崗偉晶岩

花崗岩屬於酸性岩，二氧化矽含量高，形成過程中的岩漿黏度大、流動性低，雖然與屬於噴出岩的玄武岩相比，處於地殼之下的它們有著較穩定結晶環境（溫度變化緩慢），能形成肉眼可見的晶體，但並不像偉晶岩中的那樣巨大，而且偉晶岩常以岩脈群的形式分佈於花崗質岩體上部。

礦脈

因此有學者認為，偉晶岩是花崗質岩漿在冷凝過程中，由於礦物所需結晶溫度不同而結晶順序不同（即分異）所形成的。岩漿中含有的水、氟、二氧化碳等揮發性組分在其中起到了重要作用，它們降低了岩漿的黏度以及礦物結晶所需的溫度，使礦物結晶的時間更加充足，有利於形成巨大的礦物晶體以及帶狀的礦脈。

寶石

雖然在成因方面還有著別的不同說法，但其經濟價值和在生產生活中的重要作用卻是毋庸置疑的，不僅能產出晶體巨大的各類珍貴寶石，也含有錫、鎢、鋰、鈮、鈹等多種金屬礦物。

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礦物螢光，不一樣的「晶」彩

摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會

礦物的螢光與磷光

在解釋礦物是如何發光之前，需要對礦物的發光性有一個客觀和科學的認識。

在常溫常壓下，處於穩定狀態的礦物並不會自主發光，僅能以反射或折射的方式改變環境中光線的傳播方向。例如：陽光散落在花崗岩鋪就的廣場上，地面上出現閃閃的亮光，是花崗岩中的雲母反射光線的結果；經過切割、打磨、拋光的鑽石，呈現出璀璨的火彩，是光線射入寶石後在寶石內部完成多次反射與折射的結果。

就像霓虹燈本身不會發光，只有接通電源，才能發出絢麗的光彩一樣，想要讓礦物發光，也需要施加某種外在能量，以激發礦物發光。礦物的發光性所描述的正是礦物在受到外界能量激發時，發出可見光的性質。

根據激發能量的供給方式不同，可將礦物的發光性分為不同的類型：通過紫外線、X射線或者伽馬射線照射激發礦物發光的現象稱為「光致發光」，通過加熱激發礦物發光的現象稱為「熱致發光」，通過機械摩擦激發礦物發光的現象稱為「摩擦發光」。

根據礦物在受激發後發光的存續時間，又將礦物所發出的光分為兩種：螢光與磷光。礦物受外界能量激發而發光，在激發能量撤走的瞬間發光即停止，這種發光現象稱為螢光；若在激發能量撤走時，發光並未即刻停止，而是持續一段時間才逐漸停止，這種發光現象稱為磷光。礦物的螢光是比磷光更常見的發光現象，螢光礦物不一定都有磷光，但有磷光礦物一定具有螢光。

讓礦物發光的「秘密武器」

研究人員一般選擇用紫外線來激發礦物螢光，以小型燈箱或電筒為主要搭載形式的紫外線光源。

用於激發礦物螢光的常用紫外線光源主要有兩種波長類型：波長365納米的長波紫外線和波長253.7納米的短波紫外線。同一種礦物在不同波長的紫外線激發下，發光現象往往有所不同，這種差異體現為螢光的顏色或強度。綜合同種礦物在兩種波長紫外線激發下的不同螢光特徵，可以為礦物的鑑定和研究提供更多有參考意義的信息。

走進礦物的螢光世界

在紫外線的激發下，對礦物的螢光進行觀察和記錄就像打開一扇全新的大門，門外是現實中的礦物世界，門內是「光怪陸離」的螢光世界。在礦物的螢光世界中，形形色色的礦物展示出比現實中更為紛繁奪目的色彩。

矽鋅礦

矽鋅礦，其化學成分是矽酸鋅（Zn2SiO4），矽酸鹽礦物，三方晶系。矽鋅礦是成名已久的螢光展示礦物。晶體形態為短柱狀，常見顏色為灰白、淺粉、淺棕與棕色。儘管本身晶體顏色暗淡平常，但矽鋅礦在長波紫外線下會發出鮮豔的綠色螢光。顆粒狀的淺色矽鋅礦與黑色鋅鐵尖晶石嵌生在灰白色方解石之中，在長波紫外線的激發下，矽鋅礦發出明亮的綠色螢光。

螢石

螢石是一種在同種礦物中表現出差異化螢光的常見礦物。螢石，化學成分氟化鈣（CaF2），鹵化物礦物，等軸晶系。作為在成礦作用末期形成的礦物，螢石的化學成分是比較穩定的，但其晶體結構中卻可以出現多種不同類型的色心（可使晶體致色的特殊結構缺陷）。這些色心不僅是使螢石擁有豐富顏色的結構基礎，同時也是其螢光色彩差異化的主要原因。

方解石

同一種礦物，在不同環境中形成的個體，可以呈現出完全不同的螢光。對很多礦物而言，螢光並非固定不變的性質，礦物的成分、結構的細微變化可能對礦物的螢光產生顛覆性的影響。

方解石是常見礦物，產地眾多，產狀豐富，它是碳酸鈣（CaCO3）的天然結晶，碳酸鹽礦物，三方晶系。不是所有的方解石都具有螢光，有一些方解石儘管自身顏色鮮豔，但在紫外線下卻沒有螢光；同時也有一些方解石能展示出不同顏色、不同強弱的螢光。螢光的色彩與方解石多變的晶形、產狀相結合，每一塊標本都給人留下深刻的印象。

金剛石

金剛石也具有差異化的螢光。金剛石，化學成分碳（C），單質元素礦物，等軸晶系。在高溫高壓的地下深處結晶的金剛石，晶體結構緊密，是世界上最硬的天然物質。達到寶石級的透明金剛石稱為鑽石。

在天然金剛石中，僅有小部分晶體無螢光，大部分晶體都可以發出螢光。金剛石常見的螢光顏色有藍白色、黃綠色、黃色、粉色、橙色等。同時，金剛石螢光的強弱也隨個體的不同有較大的差異。

礦物在特定激發條件下所發出的螢光，本質上是對礦物組成成分與晶體結構的反映。微量元素的種類與含量變化，結構缺陷的類型與存在比例，是礦物螢光顏色及強度差異化表現的直接原因。

通過對礦物螢光現象的觀察和記錄，能夠大致推斷礦物在組成成分與晶體結構方面的某些特徵。礦物的螢光，不僅能夠為礦物品種的鑑定提供線索，還能為礦物晶體的分類提供依據，甚至為人工晶體合成技術的完善提供方向。

瑰麗多彩的礦物螢光，向我們展示的不僅是礦物世界的另一面精彩，更是對礦物微觀差異化研究的無限可能！

特別提示：觀察礦物使用的紫外線，直射眼睛和皮膚是有害的，請讀者們務必在專業人士的指導下進行觀察和實驗，切勿自行嘗試！

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