书城科普读物新课程百科知识-叩开地质之门
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第10章 珍奇矿物(1)

石英

石英是地球表面广泛分布的矿物之一,它的用途也相当广泛。早在石器时代,人们就用它制作石斧、石箭等简单的生产工具,以猎取食物和抗击敌人。现在人们把它应用在高科技中,如石英钟、电子设备中把压电石英片用作标准频率;石英熔融后制成的玻璃,可用于制作光学仪器、眼镜、玻璃管和其他产品;还可以做精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。

石英晶体内含有细小的气泡或液体充填裂隙时,会通过干涉光产生彩虹,能制成精美的首饰。拿破仑的妻子约瑟芬皇后拥有一个令人眼花缭乱的宝石藏品,就是彩虹石英制成的首饰。解理是指矿物被打击时,常沿一定方向有规则地裂开形成光滑平面的性质。根据解理的完全程度可以分为五类:极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和无解理。

石英的英文名称为“Quartz”。石英这个名字是一个古老的德国采矿术语,含意不清楚。它的化学成分为SiO2,晶体为六方柱和菱面体等单形组成的聚形,晶体柱面上常有横纹,三方晶系。硬度为7。具有典型的玻璃光泽。无解理,呈贝壳状断口。根据石英的结晶程度可细分为三类:显晶质、隐晶质和非晶质类。

辰砂

辰砂,在我国又叫丹砂、朱砂,它的化学成分为HgS,颜色常呈红色,晶体表面具有金属光泽,条痕红色,是一种半透明的矿物。

辰砂的粉末呈红色,可以经久不褪,我国利用辰砂作颜料已有悠久的历史。“涂朱甲骨”指的就是把辰砂磨成红色粉末涂嵌在甲骨文的刻痕中以示醒目,发生在几千年前;“朱笔御批”指的是封建社会的历代帝王运用辰砂的红色粉末书写的批文,目的是为了看着醒目和长期保存。

中国是世界上出产辰砂最多的国家之一,主要产地是贵州东部和湖南西部,以质好量大而出名,产出的矿砂多数运到湖南西部的辰溪,再转销全国各地,辰溪成为当时辰砂主要的集散地,“辰砂”一名也由此而来。

世界上最大的辰砂晶体是“辰砂王”,1980年在贵州东部万山汞矿区发现。长10.8厘米,宽4.4厘米,高4.2厘米,净重237克。现收藏于中国北京地质博物馆。

黄铁矿

黄金是贵重物品,但自然界中还有一种矿物与黄金非常相像,对不了解黄金的人,这种矿物足以乱真。所以科学家们给它起了一个非常形象的名字“愚人金”。要想得到真正的黄金,光靠一双慧眼还不够,因为“愚人金”会让你一叶障目。“愚人金”的矿物学名称为黄铁矿,化学成分FeS2,颜色为淡金黄色,骤然一看颇似黄金。它有很强的金属光泽,条痕绿黑色,属不透明的矿物。其形态常呈立方体、五角十二面体或两者的聚形。

那么,我们如何识别“愚人金”和真正的黄金呢?其实只要拿它在不带釉的白瓷板上一划,一看划出的条痕(即留在白瓷板上的粉末),就会真假分明了。金矿的条痕是金黄色的,黄铁矿的条痕是绿黑色的。另外,用手掂一下,手感特别重的是黄金,因为自然金的比重是15.6~18.3,而黄铁矿只有4.9~5.2。

在工业上,“愚人金”是提取硫、制造硫酸的主要矿物原料。它还是一种非常廉价的古宝石。在英国维多利亚女王时代(1837~1901年),人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。它不但用于磨制宝石外,还可以做珠宝玉器和其他工艺品的底座。

石棉

一提石棉,很多人一定都不会认为它是一种矿物吧。石棉的外表看起来很像麻,表面带有丝绢一般的光泽。它属于硅酸盐类矿物,化学成分Mg6\[Si4O10\]\[OH\]8,含有氧化镁、铝、钾、铁、硅等成分。多数都是白色,也有灰、棕、绿色。石棉具有耐火、耐碱性能,且溶于盐酸。富挠性。它有角闪石石棉和蛇蚊石石棉两类。凡是可以分裂成纤维并具有一定耐火性和绝缘性的硅酸盐类矿物,都可以称作石棉。

石棉还可以用来搓绳、织布。早在2000多年前,我国就开始用石棉织布。中国古籍称之为“石绒”或“石麻”,用石棉织成的布称为“火浣布”,穿上这种布制的衣服真可谓是“入火不焚”。质纯、纤维长的石棉可以做防火、隔热的石棉布。把石棉放到烈火中要到700°C~800°C才开始呈现脆弱现象,1500°C才开始熔解。东汉桓帝时,大将军梁冀曾经得到过一件“宝衣”。一天,他穿上这件宝衣,在家中宴请许多朋友喝酒。席间,他假意失手,这件“宝衣“上洒了许多油迹,朋友们见了,都觉得很可惜。梁冀于是把这件宝衣脱下,放到烈火中去烧,说是要“以火浣衣”。朋友们看见,都以为他在开玩笑。谁知过了一会儿,当从烈火中取出“宝衣”给众人看时,不但没被火烧毁,油迹没有了,“宝衣”显得更加光彩夺目。梁冀的“宝衣”为什么不怕火烧呢?原来做这件衣服用的原料既不是棉花,也不是蚕丝、兽毛,而是一种石头,这种石头有像棉花一样的纤维,它就是能防火、隔热的石棉。

短绒状石棉具有防腐、抗酸、绝缘和耐压等特性,可以制作石棉水泥瓦、石棉水泥管、石棉纸、隔音材料、石棉板等,多用于建筑工业和国防尖端技术(飞机、坦克、潜艇、导弹和火箭等方面)。长绒状石棉多用于现代交通工具、化工和电器设备生产方面。

我国四川省石棉县、青海省芒崖所产的石棉在数量和质量上都是世界闻名的。

雌黄和雄黄

你知道矿物世界中的共生现象吗?矿物世界中,经常会有两种以上的矿物共生在一起的现象。有一种含砷的硫化物,犹如一对鸳鸯,常常被人们发现共生在一个矿点上,它们就是雌黄和雄黄。雌黄的化学成分为As2S3,雄黄的化学成分为AsS。

雌黄常呈柠檬黄色,条痕鲜黄色,它是一种透明的闪耀金刚光泽至油脂光泽的金属。晶体形态有短柱状、板状或片状。有一组极完全解理。雄黄常呈橘红色,条痕浅桔红色,晶面为金刚光泽,断口显油脂光泽,透明到半透明。具多组解理,晶体形态多为短柱状。

雌黄和雄黄的硬度都比较小,解理又发育,很少能琢磨成型。但是它们同时都具有晶莹美丽的颜色,当晶形发育完整时,可以作为观赏石或收藏品收藏。因它们硬度小,易于损坏,所以不能制作饰品佩戴。

雌黄还可以用来制成颜料或做褪色剂,是提取砷和硫的重要矿物。雄黄也可以制农药、染料,提取硫,制造硫酸,中医可以入药,民间用它做雄黄酒,在端午节时饮用。我国发现的最大雄黄晶体,产于湖南石门,长8厘米,宽5.4厘米,高3.5厘米,重255.3206克,为世界罕见,现收藏于北京大学地质陈列馆内。雌黄和雄黄的主要产地有美国、捷克和斯洛伐克等国。

方铅矿

方铅矿的化学成分为PbS,含铅可达86.6%。晶体一般呈现立方体,集合体呈柱状或致密块状形状。方铅矿颜色为铅灰色,条痕灰黑色,有耀目的金属光泽,属于不透明体。硬度达2~3,密度7.4~7.6。三组解理完全。

方铅矿是获取铅的主要矿物。铅的用途既古老又广泛,铅字印刷、铅皮包电缆、钢板镀铅锡合金、国防、科技、铅笔芯等。古希腊的航海家用铅漆清除附生在船底的藤壶等生物。原来,铅具有很好的耐腐蚀特性,涂了铅漆,船就像穿了一层铠甲,神奇地排除了藻类的蚕食,保护着船底破浪前进。铅是制作兵器材料必不可少的原料。铅可以做屏蔽放射性核辐射的材料,在动力机械方面铅可以做蓄电池、电极板等。

铅对人类的生活、生产也有其不利的一面。据研究,古罗马帝国不是亡于女色而是亡于铅中毒,他们生活中使用的一些器皿就是铅制品。微量元素分析测试数据表明,过量的铅尘和大量的铅化物的废尘对人体的健康有害。饮水中每升含量超过0.1毫克,则会造成腹胀、便泌、乏力。汽车和工厂排出的废气,含有四烷基铅,能使小麦的产量降低15%。在提供冶炼的铁矿石中,如铅超过了允许含量要求,炉衬将被损坏,炉的寿命缩短。

在我们的日常生活当中,只要采取绿化措施,净化自然环境,多种树植草,就可减少污染。生活中不使用铅容器盛食物、饮料,就可避免铅的毒害。我们要提高对铅的认识,让铅更好地为人类的生活、生产和科研服务。

金刚石

说起钻石,每个人都知道,那你知道它的另一个名字——金刚石吗?金刚石是由纯碳(C)组成的等轴晶系矿物。常见晶形为八面体、菱形十二面体,其次是立方体和前两种单形的聚晶,晶面常弯曲。与石墨同是碳元素的同质多象变体。其莫氏硬度为10,是自然界已知的最硬的物质。质地纯净的金刚石是无色透明的,一般的略带淡黄、淡褐等色,偶见淡绿、红色、粉红、绿色、蓝色、紫色和黑色,有的可通过粒子轰击而改色。

最受人们欢迎的宝石,透明无色或蓝色者价值最高。评价钻石的主要依据是重量、颜色、洁净度和切工四大要素。金刚石在自然界产出的特点之一是粒度细小,常见的多是重0.25克拉(1克拉等于0.2克)以下的颗粒,大小1克拉的钻石成品属于大钻,数量非常稀少。钻石以无色极透明为上品。