昆明理工大学地学博物馆科普团队
开发的原创性科普图文“地质笔记”
收官之作来啦
01碧玉美丽的斑纹是自然之力对岩石的精心镌刻
这是一枚来自南非的碧玉标本。
碧玉的英文Jasper的意思为“有斑纹的石头”，来自古法语的jaspre，以及拉丁文的iaspidem，这样的名称与本次标本所呈现的美丽层状斑纹不谋而合，标本中的*褐色部分主要为隐晶质石英，黑色纹层部分主要为磁铁矿。
碧玉岩主要由不透明的隐晶质石英集合体组成，隐晶质意味着组成它的石英颗粒极为细小，肉眼无法分辨。在矿物学上，同种矿物由于结晶大小、集合方式、形成环境等方面不同，可以出现不同的变体。人们熟悉的水晶、玛瑙、玉髓等，主要矿物成分均为石英，它们都是石英的不同变体。碧玉的性质与燧石岩基本相同，具有较高的硬度，贝壳状断口，蜡状光泽。
碧玉的成分中常常带有氧化铁、黏土矿物及有机质混入，故常呈现红色、绿色、*色或棕色几种颜色，少部分呈现蓝色。如果混入的成分分布不均，或呈脉状灌入，则可使碧玉中出现各式各样的花纹，精美者可为珍品。
碧玉的形成常与火山作用有关，火山喷发而带出的二氧化硅沉淀后可形成碧玉岩。成百上千米的巨厚层在地质学上称为碧玉岩建造，如中国鞍山地区有前中晚元古代的碧玉铁质岩建造，其特征是磁铁矿、赤铁矿层与碧玉岩、石英岩、燧石岩共生，构成条带状或纹层状构造。我国著名的鞍山式铁矿即为此类岩石经变质作用后的产物。
碧玉有光滑的表面，可作为装饰品，色美者可以做宝石，也可以抛光之后制成花瓶或印章。碧玉岩还可被开采作为石材石料。
值得注意的是，在宝玉石界，人们会将一种半透明呈菠菜绿色的和田玉也称为碧玉（和田碧玉），这种碧玉历史悠久，具有较高的玉器工艺加工价值和商业价值，但此“碧玉”非本期展示的“碧玉”。和田碧玉主要由含水硅酸盐矿物组成，硬度相对较低，属于“软玉”，而本次介绍的碧玉又称“铁石英”或“铁碧玉”，相对硬度较高，为石英质岩石。两种不同的“碧玉”在化学成分、矿物成分、形成环境等方面都是不同的。
02青石棉柔软的外表隐藏着让人望而生畏的危险
这是一枚来自南非西格里夸兰的青石棉标本。岩石由纤维状矿物平行集合而成，好似无数的柔软纺丝，非常独特。
石棉有很多种类，青石棉是石棉家族中的一员，又名“蓝石棉”，一般为青色、蓝青色、暗蓝色，具有典型的丝绢光泽，摩氏硬度约为5。
组成青石棉的主要矿物是角闪石族中的钠闪石——一种富钠和三价铁的碱性角闪石，结晶常常呈长柱状、针柱状，若呈纤维状集合体产出即青石棉。钠闪石带有独特的蓝色调，与多数其他种类的角闪石不同，钠闪石常常产于碱性、酸性岩浆岩中，如富含钠的碱性花岗岩、碱性正长岩、霞石正长岩及与之相当的部分火山岩中。
石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料。中国周代已能用石棉纤维制作织物，因污染后经火烧即洁白如新，故有火浣布之称。马可·波罗曾说道这种“矿物物质”，被鞑靼人用来制作防火服。
青石棉质地柔软、劈分性能好，过滤性良好，对各种放射性尘埃和*气具有独特的过滤性能，在近代核反应堆中及其他尖端国防工业中有特殊的用途。
但是，石棉是国际癌症研究机构（IARC）、美国环保局（EPA）和WHO公认的人类致癌物，石棉致肺癌和间皮瘤已是不争的事实。它的最大危害来自它的粉尘，当这些细小的粉尘被吸入人体内，就会附着并沉积在肺部，造成肺部疾病。任意开采开挖石棉除了污染空气外，也对水体造成了污染。许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质。
世界所产石棉主要种类并非青石棉，而是蛇纹石石棉，蛇纹石石棉约占世界石棉产量的95%。其次是透闪石石棉，在印度等国家开采，但产量有限。商业性开采青石棉、铁石棉生产已在南非结束，直闪石石棉在许多国家已很久不开采了。中国于年7月宣布，禁止角闪石类石棉的生产、进口和使用，但蛇纹石石棉在我国还有开发生产，在建筑、医疗、汽车等领域目前仍有广泛应用。
03含金红石发晶纵横交错的金色线条是被时光封存的永恒写意
这是一块来自日本的含金红石发晶标本，标本中无色透明的水晶里包含着一根根金色“发丝”，金色“发丝”交织成网状，在强光照射下内部发丝金光闪闪，显得光彩华丽，赏心悦目。标本中水晶包裹的金色矿物即金红石。
发晶是包裹了不同种类针状矿物的天然水晶，组成发晶内部发丝的矿物多种多样，常见的有金红石、电气石、阳起石等。当水晶还未完全结晶时，在其生长空间内包覆了针状矿物一起结晶生长，最后便能形成发晶。
本期标本中的发丝矿物——金红石，是一种化学成分以二氧化钛为主的矿物，是含钛的主要矿物之一。颜色通常为红棕色、*色、红色或黑色，常结晶为针状至短柱状，半金属光泽至金属光泽，摩氏硬度为6。
金红石是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。钛具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，在工业中被广泛用于*工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。钛合金在医疗方面的应用成果尤其明显，研究发现，钛是少有的几种对人体无害的金属之一，而且不容易与人体产生排斥，是目前最好的骨替代材料之一，被广泛应用到牙科假牙床、骨科的人造骨等领域。
发晶在文玩和宝玉石市场很常见，很多被加工为手串、手链、戒面、吊坠等配饰，深得许多文玩爱好者的青睐。发晶中包含的发丝矿物变化莫测、闪闪发亮、妙趣天成，仿佛被时光封存的一件件精美写意作品。它的天然性、审美性、艺术性、观赏性以及晶莹透视度、惟妙惟肖的象形度是许多观赏石所不能及的，细细品鉴发晶的美总能带给人们情感的热爱与精神的愉悦。
值得注意的是，市场上的发晶并不一定都是天然的，还存在人工合成的人造发晶。人造发晶是通过加色染色、玻璃拉丝仿造等手段加工而成，其发丝特征与天然发晶的发丝存在一定区别。天然发晶中发丝多为平直丝状，细小者也有呈弯曲状的，常呈无规则取向、束状或放射状分布，若发丝细直且呈平行取向的发晶，加工后可能出现猫眼效应，成为发晶中的精品。而玻璃拉丝形成的假发晶肉眼观察发丝相互平行，粗细几乎一致，且没有灵动的光泽，镜下观察发丝为一系列取向一致、一头大一头小的钉管状包裹体，管内有颜料充填，空管横断面为三角形，或发丝粗细一致、内部中空等。染色的发晶则常表现为颜色过于艳丽，“发丝”根部与发梢部位颜色深浅不同的特点。
04鱼眼石阳光下，清新幽雅的晶体上散发着“鱼眼”般的反射色
此枚来自美国新泽西州的鱼眼石标本，属于昆明理工大学地学博物馆珍藏的世界岩矿标本之一。标本中的白色鱼眼石呈假立方晶体生长于岩石空隙，显得清美别致。
鱼眼石是一种含结晶水的钾钙硅酸盐矿物，因其解理面上散射出的光线呈珍珠光泽，酷似鱼眼的反射色，故称“鱼眼石”。鱼眼石透明或者半透，常见白至灰色的晶体，也可见浅*、绿、紫、粉红色调的鱼眼石，色彩丰富，具有玻璃光泽，发育一组完全解理，解理面上珍珠光泽，摩氏硬度4.5–5。鱼眼石的晶体呈双锥状、等轴状、假立方状、柱状或者板状，此外，还会以块状、叶片状或粒状集合体的形式出现。
鱼眼石在结构上与沸石相似，且常常和沸石共生，因此曾一度被误认为是沸石矿物中的一种。鱼眼石常与水晶、石英、沸石、方沸石、方解石、葡萄石等共生，形成于热液矿脉以及玄武岩气孔中，这些空间内往往会产出多种矿物组合而成的精美标本。鱼眼石还形成于低级区域变质作用和接触变质作用，产出于变质岩中。
有着一定净度和漂亮颜色的鱼眼石具有很高的收藏价值，也是制作各种首饰的珍贵原料。世界上有很多国家出产鱼眼石，可是具有商业价值的并不多，能够达到宝石级别的鱼眼石更为稀少。
世界最著名的产地是印度，那里产大晶体的无色透明鱼眼石，还有漂亮的透绿色鱼眼石，以品质优良著称，被世界藏家所喜好。除此以外，英国、巴西、美国、日本、澳大利亚、意大利、德国南非等也是鱼眼石产地。我国鱼眼石产地包括青海、江苏、辽宁和湖北等。近年来，大量产自青海的白色或淡绿色鱼眼石大量销往西安、北京等地，深受国内石友圈的喜爱。
05彩钼铅矿人见人爱的“荒漠之花”
这是一枚彩钼铅矿标本，来自于它首次被世人发现的地点——奥地利克恩顿州巴特布莱贝格（BadBleiberg），橘红耀眼的色彩让这种矿物显得熠熠生辉。
彩钼铅矿，又称“钼铅矿”或“*铅矿”，于年在奥地利被发现，它的英文名称Wulfenite是以奥地利矿物学家弗朗兹·伍尔芬（FranzXaviervonWulfen，-年）的名字命名的。
彩钼铅矿是一种铅钼酸盐矿物，化学成分中的铅可被钙和稀土代替，钼可被铀、钨、钒代替形成相应变种。彩钼铅矿颜色从*色、桔*色至桔红色、红褐色，颜色发红主要是其中含有钨，晶体多见板状、薄片状，少数锥状、柱状。具贝壳状断口，金刚光泽，断口油脂光泽。透明至半透明。解理完全–中等，摩氏硬度2.5–3，比重6.5–7。
钼铅矿是提取“战争金属”—钼的来源之一，也是常见的钼矿物，多见于铅锌矿床的氧化带，大量出现时可成为铅钼矿石。在钢铁的合金冶炼方面，钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的高温强度、韧性、在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性等。钼还可以与铬、镍、锰和硅等元素混合制造不锈钢、工具钢、高速钢等合金。二战期间，德国人通过在装甲钢里面添加钼元素，制造出了当时综合防护性能最优的虎式系列坦克（包括了虎1和虎王）。成为了*迷圈中德系武备的著名代表。
钼铅矿也是国外收藏家中流行的一种收藏品。喜欢收藏白钨矿的人都知道，白钨矿具有较为强烈的“火彩”，钼铅矿在这方面更胜一筹。透明的钼铅矿对光线具有很高的折射率和色散度。如果经过恰当的切割，钼铅矿可以展现出如同钻石那样的“出火”现象。然而，钼铅矿的硬度仅比手指甲的硬度稍大一点，非常不便于加工，因此彩钼铅矿并不制作为珠宝配饰，而只是为一些博物馆或者私人收藏家作藏品收藏。年第65届美国图森宝石和矿物展览会的主题就是“WulfeniteisLoved”，即“人见人爱钼铅矿”，可见近年来它在收藏界是多么炙手可热。
不同产地的钼铅矿各有千秋，独具特色。美国亚利桑那州红云矿的钼铅矿以璀璨夺目的深红色和壮观的晶形闻名于世。在红云矿关闭数十年后，寻宝者依然络绎不绝，时至今日，世界上有很多博物馆都保存着来自红云矿的标本，美其名曰“荒漠之花”。此外，钼铅矿的主要产出地区还有捷克、摩洛哥、阿尔及利亚、澳大利亚、墨西哥、美国的科罗拉多、智利等，我国湖南、云南等地也有钼铅矿的产出。
06蓝铜矿它是盛放的靛青花朵，也是人类文明的重要使者
这是一枚来自美国亚利桑那州的蓝铜矿标本，远观它犹如静静开放的靛青花，如此明艳。
蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，具有独特的深蓝色、浅蓝色调，在中国古称石青，是矿物颜料之一，常被用作中国传统绘画、建筑绘画、绘画技术和装饰石材的有价值的颜料。
蓝铜矿产出的形态多样，晶体常呈短柱状、柱状或厚板状。集合体致密粒状、晶簇状、放射状、土状或皮壳状、薄膜状等，摩氏硬度3.5-4.5，性脆，一般为贝壳状断口。遇盐酸起泡，并且容易溶解。
蓝铜矿和孔雀石在赏石界中被称为一对孪生姐妹，因为它们不但化学成分、结晶习性相近，而且硬度、比重也相仿，两种矿物共生时，可以看到靛青花般的蓝与孔雀羽毛般的绿交相辉映，在铜矿家族当中相生、相伴，你中有我，我中有你。蓝铜矿会因风化作用吸收空气中的水分并释放二氧化碳后转变为孔雀石，反之，当铜矿的氧化层处在封闭、干燥、二氧化碳充足的环境时，孔雀石也能转变成蓝铜矿。这种相互可逆互生的转化关系，在自然界的矿物群落中是很罕见的。
蓝铜矿和孔雀石常出现于铜矿床接近地表的环境中，可以作为寻找铜矿的标志，很容易被发现并开发利用。因此，从多年前人类自石器时代到青铜时代，它们就被开采用于铸造工具和生活用品，也作青铜器的装饰。除了冶炼以外，它最大的作用就是制作蓝色颜料，质优的还可以作为观赏石材或制作成工艺品。但蓝铜矿石做宝石不耐用，小刀可以将其刻划，不能长时间保持好的光泽。
蓝铜矿的世界著名产地有赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。我国主要产于广东阳春、湖北大冶和赣西北等地。广东省阳春市石菉铜矿是一座从春秋时期就开采的老矿，目前阳春市已建立蓝铜矿、孔雀石展厅，收藏着各种琳琅满目的观赏珍品。
07针钠钙石低调平凡的气质也能孕育惊世骇俗的风范
这是一枚来自美国新泽西州的针钠钙石标本，其中的白色针钠钙石集合体呈扫帚状、束状交错分布，别具一格。
针钠钙石于年由Kobell命名，其英文名Pectolite来源于希腊语“Pectos”，为“凝结”之意，指其半透明的形态。针钠钙石是一种单链状硅酸盐矿物，属于似辉石群中的一种，一般为无色、白色和灰白色；透明或半透明，玻璃光泽或丝绢光泽；通常呈致密针状或纤维状集合体，也有呈放射状球粒集合体，摩氏硬度4.5-5，性脆。针钠钙石的重要鉴定特征之一是其可以在盐酸中溶解并析出硅胶。
针钠钙石主要产在火山岩的杏仁体中，常常与沸石、方解石等共生，较少地产于钙质变质岩、碱性侵入岩和橄榄岩中。值得一提的是，人们生产生活中的锅炉等烧水后的残余水垢中常常也含有针钠钙石。
在针钠钙石的家族中，有一种稀有罕见的宝石级“成员”——蓝色针钠钙石，英文名称叫“Larimar”，俗称“海纹石”、“海豚石”，世界范围仅产于加勒比海地区的多米尼加共和国，且产量稀少。海纹石具有美丽的蓝白相间的纹理，如同海水表面波光般的奇异纹路。一般认为，海纹石呈现海水般的蓝色主要是矿物本身含有微量的铜、钒等元素。在欧美，蓝色针钠钙石炙手可热；在日本，蓝色针钠钙石和苏纪石一样，属于珍贵的宝石品种；而在中国台湾，蓝色针钠钙石也被炒到天价。蓝色针钠钙石作为一种新兴的稀有宝石，目前在国内市场还很少见，相较于在国际珠宝市场了解的人也更少了一些，甚至很多刚接触蓝色针钠钙石的朋友们会把它们与天河石、绿松石混淆。近年来，国际和国内市场对蓝色针钠钙石的需求日渐增加，作为一个单一产地的宝石品种，可以说是供不应求了，它也显示了作为彩色宝石新贵应有的风范。
针钠钙石矿分布比较广泛，如美国新泽西、阿肯色州、加拿大魁北克、意大利、德国、苏格兰、俄罗斯、印度、南非等地，而蓝色针钠钙石仅产于多米尼加共和国。
08方解石我的踪迹，遍布山川大地
这是一枚来自美国的方解石晶体标本，规则的晶面相交使它轮廓分明，仿佛一支蓄势待发的箭矢，给人以冷峻凌厉之感。
方解石主要化学成分为碳酸钙，晶体无色或白色，有时被Fe、Mn、Cu等元素染成浅*、浅红、紫、褐黑色。方解石的形态也多种多样，常见到结晶为菱面体或偏三角面体等，摩氏硬度为3，遇稀盐酸等会产生大量二氧化碳气体。敲击方解石常可得到很多方形碎块，故名“方解”，这是由于方解石发育平行三组完全解理所致。某些方解石还具有发光性。
方解石是在地球表面广泛分布的一种矿物，可以形成于各种地质作用中。自然界中方解石是灰岩、大理岩的主要组成矿物，而灰岩是形成壮观的石林、溶洞、喀斯特峰林等地貌的主要岩石类型。在泉水中沉积的石灰华主要成分也为方解石，在火成岩内方解石常为次生矿物，沉积岩的裂缝内常有方解石充填而成细脉，生物作用形成的方解石还以贝壳或岩礁的方式产出，可以说方解石这种矿物总是以一种平凡的方式遍布于我们的山川大地。
无色透明的方解石称为冰洲石，因发现于冰岛而得名。本期图片中的冰洲石来自于美国蒙大拿州大廷伯。冰洲石通常呈菱面体产出，高品质的冰洲石晶体结构完整、透光度高、内部不含气泡、杂质和裂纹，晶莹剔透，常常作为观赏和收藏用。冰洲石有一个有趣的特点，透过它能看到物体的双重影像，那是因为冰洲石具有最大的双折射功能，这样的特性使其主要用于国防工业和制作高级光学材料且难以被其他材料替代。
方解石的用途广泛，在冶金工业上可做熔剂；在建筑工业方面用来生产水泥、石灰；方解石作为填料被广泛用于人造地砖、橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、电缆、建筑用品、食品、医药、纺织、饲料、牙膏等日用化工行业。玻璃生产中加入方解石，生成的玻璃会变得半透明，适用于做玻璃灯罩。方解石还可以入药，有清热利湿，通脉解*等功效。
09重晶石清澄透明但却沉淀厚重，它为钻探工程的安全保驾护航
图中标本上有浅白色、无色透明的板柱状矿物晶体集合分布，从外观上看，它与诸如水晶、方解石、天青石、萤石等透明矿物相似，但又以低硬度、高比重的独特性质而区别于很多矿物，它就是本期的主角矿物——重晶石。标本采自于罗马尼亚。
重晶石是一种钡的硫酸盐，是自然界分布最广的含钡矿物，化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无磁性和*性。纯净的重晶石无色透明，一般呈白色、灰白色、浅*色、浅褐色，具有玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，摩氏硬度3-3.5，小刀可以将其刻划，相对密度大，达到4.3-4.5。通常重晶石以厚板状结晶为主，尚有纤维状、结核状、块状等产出。正是由于重晶石密度较大、比较重的关系，其命名与古希腊文中与“重”有关的字衍生而来。当重晶石含有较多铅（Pb）时称“北投石”，因我国台湾北投温泉中产出而得名。
重晶石主要产于低温热液矿脉中，如石英-重晶石脉、萤石-重晶石脉等，也产于沉积岩中，成结核状产出，多存在于沉积锰矿床和浅海的泥质、砂质沉积岩中。
重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，具有广泛的用途。它是提取钡的重要原料矿物。研磨成细粉可作钻探泥浆的加重剂，防止井喷事故的发生。由重晶石制取的立德粉（锌钡白）是一种常用的优质白色颜料，颜色纯白，遮盖力强，广泛用于油漆、绘画等。重晶石具有吸收X射线的性能，用重晶石制作钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土，广泛用于建造科研、实验、医院等防X射线的建筑物。
全球重晶石资源仅集中在中国、哈萨克斯坦、印度、伊朗、美国等少数国家，我国的重晶石储量和产量均居世界首位，也是世界最大的重晶石出口国。我国重晶石矿大省有贵州、湖南、广西、甘肃、陕西等。
10金刚砂它拥有着比肩钻石的特质，是人们探索实践的结晶
这是一枚由黑色多边形片状结晶体集合而成的标本，其上每一片结晶都显得锋利深邃。它拥有一个坚毅的名字——金刚砂，是一枚人造标本，一百多年前制作于美国纽约州尼亚加拉。
年，美国人艾奇逊将粘土和焦炭混合后企图用电弧将碳转化为金刚石。但结果是，在电极附近发现了闪闪发光的六方形晶体，它与天然金刚石的形态不同。艾奇逊认为这可能是碳和粘土中的氧化铝反应而生成的新化合物。由于自然界中有一种氧化铝矿物称为刚玉，于是他把碳和刚玉两个英文单词连起来作为这一新化合物的名称，中国学者将其译成“金刚砂”。后来人们知道这种化合物是由粘土中的二氧化硅与碳在高温下反应生成的碳化硅晶体。
金刚砂，又名“碳化硅”或“碳硅石”，是碳元素和硅元素形成的化合物。自然界中也产出天然的碳化硅，年莫桑（Moissan）在陨石中首次发现了它，因而得名“莫桑石”，天然产出的莫桑石十分罕见，一般仅存在于年代久远的陨石坑内或某些沉积岩中，市面上的碳化硅绝大多数都是人工合成物。纯净碳化硅是无色透明的晶体。工业生产出的碳化硅由于其含有铁等杂质，往往呈现黑色或绿色，在碳化硅的晶体上常常能见到彩虹般的光泽是因为其表面产生了二氧化硅保护层所致。由于碳化硅同质异型晶体结构类型繁多，因此它的晶体形态也是多种多样的。值得一提的是，本文的金刚砂与通常所称的“天然金刚砂”是不同的，天然金刚砂一般指石榴子石，系硅酸盐类矿物。
碳化硅硬度非常高（莫氏硬度9-10），大于刚玉，仅次于金刚石、碳化硼和立方氮化硼，在无机材料中排行第四。碳化硅的高硬度使其成为一种重要的磨料，且应用范围远超其他磨料，加之其化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小等特点，碳化硅还被广泛应用于钢铁冶炼、陶瓷烧制、耐火材料、太阳能光伏组件、电子、化工等领域。
出现于珠宝市场的莫桑石与钻石有许多相似的物理性质，不过遗憾的是，市场上大部分莫桑石为人工合成。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。中国是碳化硅的生产和出口大国，目前我国工业生产的碳化硅有黑色碳化硅和绿色碳化硅两种。中国碳化硅冶炼生产工艺、技术装备和单吨能耗处于世界领先水平。
一枚枚世界岩矿标本
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来源：国土资源工程学院
学习强国云南平台
编辑：菡萏
策划：菡萏澄潭月影
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