常見礦物知多少

□金榮瑩 李鳳洋 / 文 高翔 / 圖

中國是世界上礦產資源非常豐富的國家之一，據《中國礦產資源報告》（2021）發布的數據顯示，截至 2020 年底，中國已發現礦產 173 種，其中，能源礦產 13 種，金屬礦產 59 種，非金屬礦產 95 種，水氣礦產 6 種。中國的礦產資源不僅種類豐富，而且儲備量也很豐富，儲備居世界第一的礦產種類12種，有稀土、石膏、鈦、鉭、鎢、膨潤土、錫、芒硝、重晶石、菱鎂礦、銻、石墨。

大自然的硬度計——莫氏硬度

科學家根據不同礦物質的堅硬程度不同引入“硬度”，硬度是指一種物質抵抗另一物質刻劃的能力，也就是抗磨損的能力。1822年德國礦物學家莫斯首先創立硬度表，在礦物學和寶石學中使用的標準，挑選十種礦物利用互相刻劃的方法作為衡量天然礦物硬度的標準，這就是莫氏硬度表。

莫氏硬度表

莫氏硬度是一種相對硬度，分為1到10十個級別，數字越大，硬度也越高，硬度高的礦物可以刮花硬度低的礦物。由此，一種物質的硬度可用莫氏硬度表中的礦物來刻劃決定，如人的手指甲可以劃傷石膏，卻劃不動方解石，這說明指甲的硬度在莫氏硬度2與3之間；鋼制的小刀可以在磷灰石上劃出傷痕，但卻劃不動長石，長石卻可以在小刀上劃出傷痕，這表明鋼的硬度在5與6之間。

自然界諸多礦物軟硬不一。滑石是硬度最低的礦物，硬度為1，是一種常見的硅酸鹽礦物，它非常軟并且具有滑膩的手感，為已知的最軟的礦物，可以在地面上隨意寫畫，代替粉筆留下清晰的線條。滑石研磨出的粉末稱為滑石粉，體操、舉重等項目運動員比賽時涂抹在手上起到防滑作用。

金剛石是硬度最高的礦物，硬度為10，鉆石的原石，由碳元素組成，但是卻比作為鉛筆芯的石墨堅硬數倍，石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石，這是因為石墨和金剛石均由碳單質構成，它們互為同素異形體，即化學元素一致，但是排列結構不一樣。金剛石晶體呈八面體、菱形十二面體，無色透明或帶有藍、黃、褐色。紫外光照射下發出黃、綠、紫色熒光，非常漂亮。硬度為10的金剛石與硬度為9的剛玉相比，雖然只差了一級，但是金剛石的抗磨硬度卻是剛玉的140倍，這比剛玉和滑石的硬度差距還要大。

如果在野外發現一種礦物，可以將方解石刻出劃痕，而在螢石表面沒有痕跡，則這種礦物的硬度在3和4之間，以此類推。這樣在沒有精密儀器的情況下，就可以粗略測出未知礦物的硬度，對于礦物工作者的野外作業是十分實用的。

對于喜愛寶石的人可以通過了解各礦物的硬度來保養寶玉石。例如不要把硬度過低的珍珠和硬度過高的紅寶石、藍寶石存放在一起，互相磨碰容易在硬度較低的寶石上產生劃痕。灰塵中含有很多細小的顆粒，這些是石英，硬度為7，硬度低于7的寶玉石上落滿灰塵，千萬不可直接用布擦拭，應該先吹走灰塵再去擦拭。

神奇的冰洲石

日常生活中人們可以接觸到很多種礦物巖石，但具有特殊光學效應的礦物并不多，冰洲石是具有明顯雙折射現象的礦物，即透過它可以看到物體呈雙重影像。光線通過冰洲石時，會被其內部特殊而復雜的結構分成兩束，所以反射出來的影像就是“重影”了。冰洲石是一種無色或淺色透明的方解石，硬度為3，具有極為完全的菱形解理，即使裂開后，每一小塊也都是菱形的，這與晶格排列生長有關。冰洲石和方解石的化學成分主要是碳酸鈣，遇到稀鹽酸會出現明顯反應，出現大量的氣泡，這些氣體為二氧化碳。

方解石是一種分布很廣的礦物，是石灰巖、大理巖的主要礦物成分，石灰巖可以形成溶洞，洞中的鐘乳石、石筍等，其實就是地下水溶蝕石灰巖重新形成方解石構成的。由沉積作用形成的石灰巖，經過變質作用，其中的方解石常常再結晶形成晶粒比較粗大的方解石集合體，這就是大理巖。

多彩的水晶

水晶是一種石英結晶體礦物，它的主要化學成分是二氧化硅，硬度為7。發育良好的單晶為六方錐體，一般為無色透明的晶體。柱體為一頭尖或兩頭尖，多條長柱體連結在一塊，通稱晶簇。紫色、粉色等彩晶是因為晶體的化學成分含有鐵等微量元素；發晶、綠幽靈等包裹體水晶是因為晶體內含有其他礦物質。

紫水晶是因為含有微量鐵元素，在放大鏡下觀察一般有色帶，即顏色深淺不一成條帶狀。紫水晶加熱可使其顏色退去變為黃水晶。粉水晶稱為芙蓉石，含有極少的金紅石內含物，經過打磨形成六射透星光，為芙蓉石獨有。茶晶又叫煙晶，顏色為煙灰色、褐色，是白水晶通過輻射變色而得。綠幽靈水晶里面的包裹體是綠泥石，在白水晶中綠泥石呈現聚集或分散形成聚寶盆或滿天星。金發晶的包裹體是金紅石，顏色多呈金色，綠發晶的包裹體是綠色的陽起石或者綠碧璽，黑發晶的包裹體是黑色的碧璽，這些包裹體礦物質呈針狀排列且極為纖細，像發絲一樣。

水晶顏色很多，種類豐富，但是礦產較少，故列為彩色寶石范疇，男女老少因個人喜好佩戴不同顏色或種類的水晶寓意帶來美好事物。中國的水晶王是純天然白水晶，重達3.5噸，1958年采于江蘇東海，現存于中國地質博物館。

愚人金黃鐵礦

黃鐵礦是地殼中分布最廣的一種硫化物礦物，多形成于火山巖系，主要成分是二硫化亞鐵，硬度為6～6.5。黃鐵礦顏色極其漂亮，淺黃銅色且具有金屬光澤，與金礦難辨真假，常被誤認為是黃金，故又稱為愚人金。但是黃鐵礦和自然金也并不完全沒有關系，很多地方的黃鐵礦和金礦是相伴相生的，在黃鐵礦的附近可以找到含有黃金成分的礦石，也可預測金礦的富集程度。發育良好的黃鐵礦呈立方體、八面體、五角十二面體，如此規整的形狀就像是經過工匠精心打磨過的，據此，初學者在野外也可輕松鑒別出這個礦物。

條狀綠紋孔雀石

孔雀石因顏色酷似孔雀羽毛斑點的顏色而得名。原石是含銅的碳酸鹽礦物，硬度為3.5～4，礦物含銅量高，所以多呈現藍綠、深綠、墨綠等顏色相間，形成同心圓狀或條紋狀、放射狀的花紋。孔雀石原石以其獨有的顏色、條紋、環帶為其鑒定特征，且碳酸鹽礦物遇鹽酸起泡的特點也不易與其他礦物相混淆，幾乎沒有仿冒品。銅礦礦區多盛產孔雀石，孔雀石是原生銅礦地表風化的產物，顏色醒目，地質學上孔雀石作為尋找銅礦的找礦標志，即在孔雀石多的地區，地下會藏有更多沒有風化的銅礦。顏色艷麗、硬度低易研磨成粉末制成繪畫顏料，著名山水畫《千里江山圖》中的石綠就是孔雀石。

祭祀之寶青金石

青金石是一種復雜的巖石混合物，堿性鋁硅酸鹽礦物，以青金石礦物為主的巖石，含有少量的黃鐵礦、方解石等雜質組成的礦物集合體，硬度為5.5。青金石以青金石礦物的藍色為主，也因為含有白色脈狀礦物質方解石和金屬光澤礦物質黃鐵礦顆粒，在光線的照射下猶如一片幽藍中分布著閃閃星光璀璨奪目。

中國地質學家章鴻釗在《石雅》中盛贊：“青金石色相如天，或復金屑散亂，光輝燦燦，若眾星之麗于天也。”點點繁星綴于藍天。青金石的這一顏色特性，自古以來就被尊為禮天之寶，是帝王祭天所用之物。阿富汗、智利等國更將青金石視為國石。

青金石是天然藍色顏料的主要原料，我國早已在壁畫中廣泛使用青金石粉制成顏料進行彩繪，如敦煌莫高窟的壁畫就以青金石作為顏料，色彩得以千年不變；西藏的唐卡也運用青金石作為繪畫原料。

礦物鴛鴦

自然界礦物共生現象十分常見，雄黃和雌黃均形成于無巖漿或遠離巖漿活動區，低溫熱液的礦脈中，兩者經常共生在一起，形影不離。品質較好的雄黃稱為明雄黃，它在光照下不穩定，易發生光化反應，產生黃色粉末狀物質，為同質多象的擬雄黃。雄黃和雌黃名字的由來是古人認為雄黃只出現在山的陽面，雌黃只產于山的陰面，顯然這并不正確。

雄黃和雌黃的顏色十分特別，稱得上是地球上顏色最醒目的礦物，自然產出的橘紅色的雄黃與檸檬黃色的雌黃對比鮮明，共生在一起時甚是好看。但是千萬不要被它們艷麗的色彩迷惑，雄黃的化學成分是四硫化四砷，雌黃的化學成分是三硫化二砷，所含化學成分相似，都是含砷的硫化物類礦物，均為有毒的礦物，加熱到一定溫度后在空氣中可以被氧化為三氧化二砷，即為劇毒的砒霜。

自古人們對于雄黃和雌黃的應用就很廣泛，端午飲雄黃酒的習俗在長江流域極為盛行，在白酒或自釀的黃酒里加入微量雄黃，飲用或涂抹于身體各處，意在消毒防病。安宮牛黃丸里也含有雄黃。雌黃在古代作為“涂改帶”使用，因為古代紙張顏色與雌黃顏色相似，并且雌黃硬度低，約為1.5～2，易研磨為粉末，可用于涂抹書上的錯字，成語“信口雌黃”也與雌黃有關。此外，繪制敦煌壁畫使用了大量雌黃作為顏料。

夜明珠螢石

螢石的主要成分是氟化鈣，這個礦物主要源自火山巖漿的殘余物中，巖漿冷卻過程中分離出的氟與周圍巖石中的鈣結合形成氟化鈣，后經冷卻結晶就是螢石。螢石晶體呈立方體、八面體、或菱形十二面體，較多出現穿插雙晶，即兩個晶體相互貫穿所構成的雙晶現象，硬度為4，質地較脆。顏色多變，有紫紅、翠綠、淺藍色等，無色透明的螢石稀少且珍貴。夜明珠就是螢石的一種，部分螢石受到陽光的照射后吸收能量，夜晚釋放這些能量形成發光螢石，如慈禧老佛爺鐘愛的夜明珠就是螢石，也許是因為了解螢石硬度太低，不適合制作成首飾佩戴，制作成擺件更為合適。外國對于螢石利用的歷史也很久遠，早在1556年德國礦物學家就發現在鋼鐵冶煉中加入螢石可以去除硫、磷等雜質。

2022年第一號礦物——空鐵黝銀礦

中國地質調查局天津地質調查中心于河南桐柏發現一種自然界尚未被發現的黝銅礦族新礦物——空鐵黝銀礦，且正式獲得國際礦物學協會新礦物命名及分類委員會批準，標本將館藏于中國地質博物館。截至2022年3月底，我國發現新礦物159種，空鐵黝銀礦是我國發現的第160個新礦物。

黝銅礦族作為“古老”的礦物種族，常見于多種類型熱液礦床中，是最為復雜的硫鹽礦物族。空鐵黝銀礦是自然界最富銀的黝銅礦族礦物，銀含量高達52.3%。

空鐵黝銀礦晶體呈灰黑色，不透明金屬光澤，黑色條痕，反射光下呈灰色，并具有棕紅色內反射。與深紅銀礦、閃鋅礦、方鉛礦、空鐵銀黝銅礦和黃鐵礦等礦物緊密共生。新礦物的發現不僅可以增加自然界的礦物種類，提升我國礦物學的國際影響力，同時也可以為人類認識和利用自然界礦物提供新的參考。

簡單介紹幾種有意思的常見礦物，這只是自然界中已發現的5794種礦物的冰山一角，更多有趣的礦物等待你們去發現、去探索、揭開它們的神秘面紗。