水晶家族的“無名小輩”——煙晶

馬志飛

在我國古典四大名著之一的《西游記》中，齊天大圣孫悟空多次勇闖龍宮。那龍宮是用奇珍異寶建成的，裝飾有各種玉石和珊瑚，其中最引人注目的還是晶瑩剔透的水晶。它們將龍宮裝扮得極其富麗堂皇，龍宮因此又被稱為“水晶宮”。

水晶究竟是何物呢？在古人眼里，水晶是“千年之冰所化”“水之精靈”，故而又有“水玉”“水精”之別稱。透明的水晶自古以來就被人奉為“純潔、正直和善良”的象征。我國古代偉大的浪漫主義詩人屈原曾賦詩贊美水晶：“登昆侖兮食玉英，與天地兮同壽，與日月兮同光。”

由此可見，水晶應該離不開“無色透明”4個字。但實際上并非如此，水晶家族遠比我們想象得要龐大。

色彩斑斕的水晶家族

我們現在知道，水晶跟水沒多大關系，也不一定就是無色透明的，從其礦物成分上來看，它只不過是石英，即二氧化硅，這種礦物是地球上數量最多的礦物之一，當我們踩在海邊的沙灘上，腳下細膩的沙礫大部分都是二氧化硅。

水晶家族在地球上不僅分布范圍很廣，而且顏色多變，除了純凈無暇的透明水晶之外，還有乳白色的“乳石英”、紫色的“紫晶”、淡粉色的“薔薇水晶”，還有的呈現出金黃色或檸檬色，叫“黃晶”，如果具有多色條帶或花紋呈同心圓環狀，則被稱為瑪瑙。如此眾多的水晶真可謂是琳瑯滿目、異彩紛呈。

地質學家研究發現，如果有合適的條件，水晶生長的規模可以很大，倘若具有地下空洞或者巖石裂隙，溶解的硅酸鹽在此沉積，石英礦物可以逐漸在此空腔內部結晶、生長。大多數情況下，晶體的生長都呈不規則形狀，很難看到晶形，也就是說難以觀察到它的單晶形態是柱狀、針狀、板狀還是粒狀，但是在空洞中生長，因為有了自由空間，就可以發育出比較完好的晶體形態，一般是以洞壁或裂隙壁作為共同基底，大量的單晶體朝著自由空間中發育形成集合體，即晶簇構造，因為形成于孔洞內，這樣的構造就是晶洞。1900年，人們曾經在南美洲的巴西發現了一個規模罕見的水晶洞，晶洞深9.7米、寬1.9米、高0.9米，總重量達35噸，其規模之大堪稱世界之最。

在水晶家族中，大家爭奇斗艷，各領風騷，但是有一種很不起眼的“無名小輩”，雖然很早以前人們就見過它，可它并不受人追捧。這種水晶渾身透亮，由表及里透著一種煙黃色甚至是暗褐色，仿佛被黑煙熏過一般，于是，人們稱呼它為“煙晶”。某些煙晶的顏色可能會發黃，被稱為“茶晶”；若煙晶顏色暗黑，則被稱為“墨晶”。比起紫晶的奢華和薔薇水晶的艷麗，煙晶就像是默默無聞的小弟，可恰恰就是這種低調的顏色和煙波浩渺的意境給了煙晶無限的魅力。

能量決定顏色

關于煙晶這種特殊顏色的成因，學術界存在著爭論。有種說法認為，煙晶發黑是由于其中含有少量的碳元素，《地質大詞典》中給煙晶的解釋為：“色素是含碳所致，黑的深淺決定于碳的多少，全黑者稱墨晶。”但凡提到墨字，我們自然而然地會想到碳，可是隨著研究的不斷深入，有人對此提出了質疑。

長期以來，人們認為紫晶的紫色是因為雜質元素鐵或錳、鈦等混入引起的“他色”，雜質含量的多少影響紫色的深淺；但是后來的研究發現，當紫晶被加熱到450℃～500℃時，紫色會消退并變為黃色，所以也有人認為紫晶的顏色只是因為內部鐵離子的電子層發生變化所引起的光學現象。同樣的，有人對煙晶進行加熱，發現當達到一定溫度時，煙晶居然可以退至無色。

這表明，煙晶的顏色變化肯定和能量有著密切的關系。

我們知道，礦物晶體的結構是在空間范圍內周期性的重復排列，但有時候，某種雜質的出現會在某一個或幾個結點上將這種重復性排列的晶體結構破壞掉。比如，石英晶體中原本是二氧化硅，但有時候其中的四價硅離子會被三價鋁離子所代替，此時，正電荷較少的陽離子進入晶格中代替了正電荷較多的陽離子，從而導致局部電中性遭到破壞，在受到外界X射線、γ射線、中子轟擊時，晶體損傷形成晶格缺陷。這些微觀的缺陷就可以束縛電子或形成可見光的吸收中心，從而在晶體中引起顏色的變化。

1979年，一位學者采用鈷-60對一種無色水晶進行輻照處理之后，竟然真的將其變成了煙晶，這是人類首次通過實驗的方式證實了以前的猜想。這位學者所采用的鈷-60是一種放射性金屬元素鈷的同位素，它可以通過β衰變釋放出較強的能量和γ射線。實驗中采用的無色水晶也是其中含有少量鋁的石英晶體。

由此人們得知，煙晶之所以呈現出煙黃色或暗褐色，既與其內部結構有關，又與外界輻射有關。天然產出的煙晶應該是那些含有少量鋁的無色水晶在地下遭受了放射性輻射之后形成的。

細心的人可能會問，那煙晶中是否會殘留放射性，進而危害到佩戴者的健康呢？放心吧，正規市場上的寶石飾品是沒有放射性危害的，寶石進入市場前有著嚴格的檢驗程序，那些對人體有害的放射性礦物幾乎不可能流入市場。

煙晶的主要產地

由于石英是花崗巖、片麻巖和砂巖等多種巖石的重要組成部分，所以十分常見，但塊體較大的完整石英晶體卻不易找到。全球比較著名的煙晶產地有巴西、英國、烏拉圭、印度、美國和墨西哥等。英國蘇格蘭的凱恩戈姆山脈盛產煙晶，這里發現的最大一塊煙晶重達23.6千克，目前被珍藏在蘇格蘭當地的一座古堡中。

我國的新疆、內蒙古、江蘇、海南等省區均有水晶產出，其中以江蘇東海的水晶最為著名，這里探明的天然水晶儲量約為30萬噸，煙晶、紫晶、黃水晶種類繁多，是聞名世界的天然水晶原料集散地，有著“水晶之都”的美譽。

煙晶因其特殊的美學價值常成為名貴的工藝品雕刻材料，但這只是水晶家族中的一個應用領域，水晶的工業價值遠不止于此。在工業生產中，由于水晶硬度較大，僅次于金剛石、剛玉和黃玉，抗風化能力強，研磨之后的石英粉可以做成金屬拋光劑，常應用于研磨機、噴砂機中。此外，由于石英可以產生壓電效應，也就是說，當這種晶體某一方向上受到壓應力或者張應力作用時，會導致垂直于應力的兩邊表面上產生正負相反的電荷，如果機械壓力一壓一張交替作用，就可以產生交變電場。根據這種性質，水晶被廣泛用于制作高精度的壓電石英元件，比如諧振器、濾波器等，它們都是現代國防、電子工業中的重要部件。有些水晶可以用來制造石英折射計、光譜儀等高級光學儀器，或者用來熔制石英玻璃，這是一種只含有二氧化硅單一成分的特種玻璃，耐高溫、耐腐蝕，可作為國防工業、冶金、化工和建筑等行業的重要原材料。現在市場上很多價格昂貴的茶色眼鏡，就是用煙晶制作而成的。

【責任編輯】趙 菲