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地質(zhì)科普|變幻莫測(cè)的銅礦家族

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銅,雖然沒有黃金貴重,但對(duì)于整個(gè)人類發(fā)展史而言,它的作用比黃金還大。人類從石器時(shí)代經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的青銅時(shí)代才進(jìn)入鐵器時(shí)代,是銅支撐了人類文明數(shù)千年的發(fā)展,功不可沒。

,雖然沒有黃金貴重,但對(duì)于整個(gè)人類發(fā)展史而言,它的作用比黃金還大。人類從石器時(shí)代經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的青銅時(shí)代才進(jìn)入鐵器時(shí)代,是銅支撐了人類文明數(shù)千年的發(fā)展,功不可沒。目前,地球上發(fā)現(xiàn)的含銅礦物達(dá)200多種,其中具有工業(yè)價(jià)值的約20種。有趣的是,銅礦石家族憑借顏色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生了很多具有收藏和觀賞價(jià)值的種類。它們有的金光閃閃,有的艷如花朵,還有的五彩斑斕變幻莫測(cè),都散發(fā)著無窮的魅力,吸引著收藏家的目光。

 

01

黃銅礦

 

黃銅礦是地球上最重要、分布最廣泛的銅礦石,主要形成于火成巖及接觸變質(zhì)礦床中。它具有和銅相似的外表,呈銅黃色或綠黃色,晶體為四面體、八面體或者四方雙錐狀,但大多見到的是粒狀或致密塊狀的礦物集合體,化學(xué)式為CuFeS2,理論上含銅34.56%。

僅從外觀來看,黃銅礦與黃鐵礦十分相似。因?yàn)辄S銅礦經(jīng)常與黃鐵礦共生。要區(qū)分這二者,只需一把小刀而已,用小刀能劃出痕跡的為黃銅礦,劃不動(dòng)的為黃鐵礦。或者觀察二者的條痕色,條痕顏色呈黑色者為黃鐵礦,若黑色中稍帶有綠色,則為黃銅礦。由于黃銅礦與黃鐵礦的外觀很像黃金,所以都有個(gè)外號(hào)叫“愚人金”,盡管黃銅礦在經(jīng)濟(jì)價(jià)值上與黃金相差甚遠(yuǎn),但它那金光閃閃的外觀仍然魅力無限,光澤明亮的標(biāo)本具有一定的收藏和觀賞價(jià)值。

 

02

藍(lán)銅礦

 

藍(lán)銅礦是銅礦床的一種次生礦物,化學(xué)式為Cu3[CO3]2(OH)2,單晶體為短柱狀、薄板狀,礦物集合體為晶簇狀、放射狀和土狀等,理論上含銅55%,大量富集時(shí)可以作為銅礦石開采,同時(shí)還可以作為尋找原生銅礦的標(biāo)志??脊艑W(xué)家發(fā)現(xiàn),早在古埃及時(shí)期,人們就已經(jīng)在西奈半島開采出藍(lán)銅礦用以冶煉金屬銅,距今已有3000多年的悠久歷史。

有學(xué)者認(rèn)為,質(zhì)地優(yōu)良的藍(lán)銅礦晶體可作為寶石材料。納米比亞的楚梅布就曾發(fā)現(xiàn)過長(zhǎng)達(dá)25厘米的藍(lán)銅礦單晶體,但實(shí)際上藍(lán)銅礦單晶體極為少見,多為礦物集合體。在我國的國家標(biāo)準(zhǔn)《珠寶玉石名稱》(GB/T 16552-2017)中,藍(lán)銅礦也沒有出現(xiàn)在天然寶石和天然玉石的列表之中。究其原因,可能是藍(lán)銅礦硬度較低,易于損毀,不適宜用作珠寶玉石,但作為觀賞礦物具有很高的審美價(jià)值。

美國亞利桑那州的圖森市每年都會(huì)舉辦一屆國際寶石與礦物展銷會(huì),而且每年都會(huì)選定一種礦物作為展銷會(huì)的主題礦物。1991年第37屆展銷會(huì)的主題礦物就是藍(lán)銅礦。來自世界各地的藍(lán)銅礦齊聚于此,爭(zhēng)奇斗艷,極大地提高了它在礦晶收藏圈子里的知名度。

 

03

孔雀石

 

我國近代地質(zhì)學(xué)家章鴻釗認(rèn)為,“后世孔雀石之名,亦以其色理似孔雀毛羽故稱耳。”它是銅的碳酸鹽礦物,化學(xué)式為Cu2[CO3](OH)2,常見于含銅硫化物礦床氧化帶。因?yàn)楹~硫化物很不穩(wěn)定,在風(fēng)化過程中會(huì)被氧化、分解,先形成易溶于水的硫酸銅,然后與方解石或石灰?guī)r發(fā)生交代作用,從而形成了孔雀石這種次生產(chǎn)物。

孔雀石特點(diǎn)突出,個(gè)性鮮明,稱得上是珠寶玉石家族里最易鑒別的品種之一。它單晶體為柱狀、針狀,但絕大部分為鐘乳狀、葡萄狀的礦物集合體。通常來說,小于2克拉的單晶體孔雀石,可作為刻面寶石;有些平行排列的纖維狀孔雀石被琢磨成寶石之后可顯出貓眼效應(yīng),價(jià)值更高;形態(tài)奇特的天然孔雀石常被做成盆景和觀賞石;塊頭較大的多用作玉雕。目前,俄羅斯、剛果、智利、納米比亞、澳大利亞等國是主要的孔雀石產(chǎn)地。其中,俄羅斯的烏拉爾山脈曾是世界上最重要的孔雀石產(chǎn)地。人們?cè)?jīng)在這里發(fā)現(xiàn)過一些整塊重達(dá)幾十噸的巨型塊體。圣彼得堡冬宮孔雀廳里的巨大立柱、壁柱和壁爐均由鮮綠色的孔雀石裝飾而成,色彩鮮艷,雍容華貴,令人嘆為觀止。

 

04

硅孔雀石

 

硅孔雀石稱得上是孔雀石的“姐妹”,它們都是銅礦床的次生產(chǎn)物,都可以作為找尋原生銅礦床的標(biāo)志,而且硅孔雀石也被列入我國的天然玉石名錄之中,享受著與孔雀石一樣的“待遇”,常被用來制作項(xiàng)鏈、手鐲、耳環(huán)、戒面等飾品,大塊的原石也可用于雕刻。

硅孔雀石屬于硅酸鹽礦物,其化學(xué)式為(Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O,晶體非常稀有,少數(shù)為針狀,可形成輻射狀礦物集合體,但大多數(shù)常呈皮殼狀、鐘乳狀或土狀塊體。它與孔雀石最大的區(qū)別在于,硅孔雀石遇到鹽酸不起反應(yīng),而孔雀石遇到鹽酸會(huì)冒氣泡。這是由于孔雀石中含有碳酸根離子,與鹽酸發(fā)生反應(yīng)可以釋放出二氧化碳?xì)怏w。

雖然硅孔雀石與孔雀石的名稱很相似,但外觀上與綠松石更像,彼此之間也常共生在一起。市場(chǎng)上用硅孔雀石冒充綠松石的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。其實(shí)這二者在物質(zhì)成分上完全不同,僅從物理性質(zhì)上也較好區(qū)別。綠松石是一種由水和銅、鋁組成的磷酸鹽礦物,密度和硬度都比硅孔雀石大。只需要簡(jiǎn)單測(cè)量,就可以辨別出來。

 

05

斑銅礦

 

1725年的一天,有礦工在德國和捷克邊境的厄爾士山脈里發(fā)現(xiàn)了一些立方體或者十二面體的礦物小晶體。它們具有明顯的金屬質(zhì)感,被捧在手心有種沉甸甸的感覺,新鮮面為赤銅色,但裸露在外很快就會(huì)變成絢麗多彩的顏色,紅藍(lán)紫綠,斑駁陸離,十分美麗。人們覺得它的色彩可與美麗的孔雀羽毛相媲美,故而稱之為“peacock ore”,譯成中文即為“孔雀礦”。

然而,“孔雀礦”只能算得上是個(gè)綽號(hào)而已,但這個(gè)孔雀礦與前面提到的孔雀石不同,它的學(xué)名叫斑銅礦,是銅的硫化物礦物,化學(xué)式為Cu5FeS4。它身上那種與眾不同的色彩被稱作錆色。究其成因,乃是由于薄膜干涉現(xiàn)象所致。由于斑銅礦在空氣中被氧化而在表面形成了一層氧化物薄膜,氧化程度深淺不同,則薄膜有薄有厚,所以它的表面就會(huì)呈現(xiàn)出五顏六色的光芒。

如果單從收藏價(jià)值而言,斑銅礦的礦源多、產(chǎn)量大,所以價(jià)值相對(duì)較低,盡管也有珠寶商會(huì)選擇一些優(yōu)質(zhì)斑銅礦制成寶石飾品,但國際珠寶界并不承認(rèn)它是寶石,目前僅在收藏界流行。

 

06

膽礬

 

膽礬是一種硫酸銅水合物,化學(xué)式為CuSO4·5H2O,有時(shí)候會(huì)含有少量鎂和鋅。

天然產(chǎn)出的膽礬晶體十分罕見,但礦物的集合體會(huì)以塊狀或鐘乳狀出現(xiàn)在礦脈中,具有鮮艷的藍(lán)色。

但是,膽礬有個(gè)顯著的弱點(diǎn)——它在太干或太濕的環(huán)境中都不易保存。在外界溫度達(dá)到70℃時(shí),它會(huì)開始逐漸失去晶體中的結(jié)晶水;倘若外界潮濕,容易潮解,在長(zhǎng)時(shí)間吸收空氣中的水分之后會(huì)導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)的破壞。所以,將膽礬作為觀賞石收藏需要嚴(yán)格的環(huán)境條件,一般使用密封的透明容器進(jìn)行保護(hù)。在市場(chǎng)上,如果我們看到一些膽礬觀賞石晶體形態(tài)十分完整,顏色也十分鮮艷,這多半是在人工控制的環(huán)境中生長(zhǎng)的晶體,在含有硫酸銅的溶液中,給予適當(dāng)?shù)臈l件,就能在短短的幾天時(shí)間內(nèi)沉淀出精美的人工膽礬晶體。

 

07

絨銅礦

 

絨銅礦是一種非??蓯鄣牡V物,以毛茸茸的球狀外觀而著稱。它的英文名稱“cyanotrichite” 源自于希臘語中的“藍(lán)色”和“毛發(fā)”,極其形象地描繪了它的顏色和晶體習(xí)性。目前所見的絨銅礦主要為天藍(lán)色或者湛藍(lán)色,透明至半透明,微小的針狀晶體呈放射狀密集分布,并具有閃亮的絲絹光澤,如同天鵝絨一樣迷人,也有人覺得它像某種渾身長(zhǎng)滿了刺兒的海洋生物,十分有趣。

其實(shí),它也是一種形成于含銅礦床氧化帶的次生礦物,化學(xué)式為Cu4Al2SO4(OH)12·2H2O,常與黃銅礦、藍(lán)銅礦和孔雀石伴生。但這種可愛的“小毛球”總是顯得十分脆弱。由于它的晶體非常纖細(xì),莫氏硬度只有1~3,極易折斷,不便于運(yùn)輸和保管。而且它需要特殊的溫度和濕度條件,否則將失去晶體中的結(jié)晶水,在收藏和觀賞時(shí)需要格外小心。目前,這種礦物主要產(chǎn)于法國、羅馬尼亞和美國的一些銅礦區(qū),但優(yōu)質(zhì)標(biāo)本十分稀少,僅見于一些博物館和私人收藏家手中。

銅礦

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