常见矿物知多少

□金荣莹 李凤洋 / 文 高翔 / 图

中国是世界上矿产资源非常丰富的国家之一，据《中国矿产资源报告》（2021）发布的数据显示，截至 2020 年底，中国已发现矿产 173 种，其中，能源矿产 13 种，金属矿产 59 种，非金属矿产 95 种，水气矿产 6 种。中国的矿产资源不仅种类丰富，而且储备量也很丰富，储备居世界第一的矿产种类12种，有稀土、石膏、钛、钽、钨、膨润土、锡、芒硝、重晶石、菱镁矿、锑、石墨。

大自然的硬度计——莫氏硬度

科学家根据不同矿物质的坚硬程度不同引入“硬度”，硬度是指一种物质抵抗另一物质刻划的能力，也就是抗磨损的能力。1822年德国矿物学家莫斯首先创立硬度表，在矿物学和宝石学中使用的标准，挑选十种矿物利用互相刻划的方法作为衡量天然矿物硬度的标准，这就是莫氏硬度表。

莫氏硬度表

莫氏硬度是一种相对硬度，分为1到10十个级别，数字越大，硬度也越高，硬度高的矿物可以刮花硬度低的矿物。由此，一种物质的硬度可用莫氏硬度表中的矿物来刻划决定，如人的手指甲可以划伤石膏，却划不动方解石，这说明指甲的硬度在莫氏硬度2与3之间；钢制的小刀可以在磷灰石上划出伤痕，但却划不动长石，长石却可以在小刀上划出伤痕，这表明钢的硬度在5与6之间。

自然界诸多矿物软硬不一。滑石是硬度最低的矿物，硬度为1，是一种常见的硅酸盐矿物，它非常软并且具有滑腻的手感，为已知的最软的矿物，可以在地面上随意写画，代替粉笔留下清晰的线条。滑石研磨出的粉末称为滑石粉，体操、举重等项目运动员比赛时涂抹在手上起到防滑作用。

金刚石是硬度最高的矿物，硬度为10，钻石的原石，由碳元素组成，但是却比作为铅笔芯的石墨坚硬数倍，石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石，这是因为石墨和金刚石均由碳单质构成，它们互为同素异形体，即化学元素一致，但是排列结构不一样。金刚石晶体呈八面体、菱形十二面体，无色透明或带有蓝、黄、褐色。紫外光照射下发出黄、绿、紫色荧光，非常漂亮。硬度为10的金刚石与硬度为9的刚玉相比，虽然只差了一级，但是金刚石的抗磨硬度却是刚玉的140倍，这比刚玉和滑石的硬度差距还要大。

如果在野外发现一种矿物，可以将方解石刻出划痕，而在萤石表面没有痕迹，则这种矿物的硬度在3和4之间，以此类推。这样在没有精密仪器的情况下，就可以粗略测出未知矿物的硬度，对于矿物工作者的野外作业是十分实用的。

对于喜爱宝石的人可以通过了解各矿物的硬度来保养宝玉石。例如不要把硬度过低的珍珠和硬度过高的红宝石、蓝宝石存放在一起，互相磨碰容易在硬度较低的宝石上产生划痕。灰尘中含有很多细小的颗粒，这些是石英，硬度为7，硬度低于7的宝玉石上落满灰尘，千万不可直接用布擦拭，应该先吹走灰尘再去擦拭。

神奇的冰洲石

日常生活中人们可以接触到很多种矿物岩石，但具有特殊光学效应的矿物并不多，冰洲石是具有明显双折射现象的矿物，即透过它可以看到物体呈双重影像。光线通过冰洲石时，会被其内部特殊而复杂的结构分成两束，所以反射出来的影像就是“重影”了。冰洲石是一种无色或浅色透明的方解石，硬度为3，具有极为完全的菱形解理，即使裂开后，每一小块也都是菱形的，这与晶格排列生长有关。冰洲石和方解石的化学成分主要是碳酸钙，遇到稀盐酸会出现明显反应，出现大量的气泡，这些气体为二氧化碳。

方解石是一种分布很广的矿物，是石灰岩、大理岩的主要矿物成分，石灰岩可以形成溶洞，洞中的钟乳石、石笋等，其实就是地下水溶蚀石灰岩重新形成方解石构成的。由沉积作用形成的石灰岩，经过变质作用，其中的方解石常常再结晶形成晶粒比较粗大的方解石集合体，这就是大理岩。

多彩的水晶

水晶是一种石英结晶体矿物，它的主要化学成分是二氧化硅，硬度为7。发育良好的单晶为六方锥体，一般为无色透明的晶体。柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶簇。紫色、粉色等彩晶是因为晶体的化学成分含有铁等微量元素；发晶、绿幽灵等包裹体水晶是因为晶体内含有其他矿物质。

紫水晶是因为含有微量铁元素，在放大镜下观察一般有色带，即颜色深浅不一成条带状。紫水晶加热可使其颜色退去变为黄水晶。粉水晶称为芙蓉石，含有极少的金红石内含物，经过打磨形成六射透星光，为芙蓉石独有。茶晶又叫烟晶，颜色为烟灰色、褐色，是白水晶通过辐射变色而得。绿幽灵水晶里面的包裹体是绿泥石，在白水晶中绿泥石呈现聚集或分散形成聚宝盆或满天星。金发晶的包裹体是金红石，颜色多呈金色，绿发晶的包裹体是绿色的阳起石或者绿碧玺，黑发晶的包裹体是黑色的碧玺，这些包裹体矿物质呈针状排列且极为纤细，像发丝一样。

水晶颜色很多，种类丰富，但是矿产较少，故列为彩色宝石范畴，男女老少因个人喜好佩戴不同颜色或种类的水晶寓意带来美好事物。中国的水晶王是纯天然白水晶，重达3.5吨，1958年采于江苏东海，现存于中国地质博物馆。

愚人金黄铁矿

黄铁矿是地壳中分布最广的一种硫化物矿物，多形成于火山岩系，主要成分是二硫化亚铁，硬度为6～6.5。黄铁矿颜色极其漂亮，浅黄铜色且具有金属光泽，与金矿难辨真假，常被误认为是黄金，故又称为愚人金。但是黄铁矿和自然金也并不完全没有关系，很多地方的黄铁矿和金矿是相伴相生的，在黄铁矿的附近可以找到含有黄金成分的矿石，也可预测金矿的富集程度。发育良好的黄铁矿呈立方体、八面体、五角十二面体，如此规整的形状就像是经过工匠精心打磨过的，据此，初学者在野外也可轻松鉴别出这个矿物。

条状绿纹孔雀石

孔雀石因颜色酷似孔雀羽毛斑点的颜色而得名。原石是含铜的碳酸盐矿物，硬度为3.5～4，矿物含铜量高，所以多呈现蓝绿、深绿、墨绿等颜色相间，形成同心圆状或条纹状、放射状的花纹。孔雀石原石以其独有的颜色、条纹、环带为其鉴定特征，且碳酸盐矿物遇盐酸起泡的特点也不易与其他矿物相混淆，几乎没有仿冒品。铜矿矿区多盛产孔雀石，孔雀石是原生铜矿地表风化的产物，颜色醒目，地质学上孔雀石作为寻找铜矿的找矿标志，即在孔雀石多的地区，地下会藏有更多没有风化的铜矿。颜色艳丽、硬度低易研磨成粉末制成绘画颜料，著名山水画《千里江山图》中的石绿就是孔雀石。

祭祀之宝青金石

青金石是一种复杂的岩石混合物，碱性铝硅酸盐矿物，以青金石矿物为主的岩石，含有少量的黄铁矿、方解石等杂质组成的矿物集合体，硬度为5.5。青金石以青金石矿物的蓝色为主，也因为含有白色脉状矿物质方解石和金属光泽矿物质黄铁矿颗粒，在光线的照射下犹如一片幽蓝中分布着闪闪星光璀璨夺目。

中国地质学家章鸿钊在《石雅》中盛赞：“青金石色相如天，或复金屑散乱，光辉灿灿，若众星之丽于天也。”点点繁星缀于蓝天。青金石的这一颜色特性，自古以来就被尊为礼天之宝，是帝王祭天所用之物。阿富汗、智利等国更将青金石视为国石。

青金石是天然蓝色颜料的主要原料，我国早已在壁画中广泛使用青金石粉制成颜料进行彩绘，如敦煌莫高窟的壁画就以青金石作为颜料，色彩得以千年不变；西藏的唐卡也运用青金石作为绘画原料。

矿物鸳鸯

自然界矿物共生现象十分常见，雄黄和雌黄均形成于无岩浆或远离岩浆活动区，低温热液的矿脉中，两者经常共生在一起，形影不离。品质较好的雄黄称为明雄黄，它在光照下不稳定，易发生光化反应，产生黄色粉末状物质，为同质多象的拟雄黄。雄黄和雌黄名字的由来是古人认为雄黄只出现在山的阳面，雌黄只产于山的阴面，显然这并不正确。

雄黄和雌黄的颜色十分特别，称得上是地球上颜色最醒目的矿物，自然产出的橘红色的雄黄与柠檬黄色的雌黄对比鲜明，共生在一起时甚是好看。但是千万不要被它们艳丽的色彩迷惑，雄黄的化学成分是四硫化四砷，雌黄的化学成分是三硫化二砷，所含化学成分相似，都是含砷的硫化物类矿物，均为有毒的矿物，加热到一定温度后在空气中可以被氧化为三氧化二砷，即为剧毒的砒霜。

自古人们对于雄黄和雌黄的应用就很广泛，端午饮雄黄酒的习俗在长江流域极为盛行，在白酒或自酿的黄酒里加入微量雄黄，饮用或涂抹于身体各处，意在消毒防病。安宫牛黄丸里也含有雄黄。雌黄在古代作为“涂改带”使用，因为古代纸张颜色与雌黄颜色相似，并且雌黄硬度低，约为1.5～2，易研磨为粉末，可用于涂抹书上的错字，成语“信口雌黄”也与雌黄有关。此外，绘制敦煌壁画使用了大量雌黄作为颜料。

夜明珠萤石

萤石的主要成分是氟化钙，这个矿物主要源自火山岩浆的残余物中，岩浆冷却过程中分离出的氟与周围岩石中的钙结合形成氟化钙，后经冷却结晶就是萤石。萤石晶体呈立方体、八面体、或菱形十二面体，较多出现穿插双晶，即两个晶体相互贯穿所构成的双晶现象，硬度为4，质地较脆。颜色多变，有紫红、翠绿、浅蓝色等，无色透明的萤石稀少且珍贵。夜明珠就是萤石的一种，部分萤石受到阳光的照射后吸收能量，夜晚释放这些能量形成发光萤石，如慈禧老佛爷钟爱的夜明珠就是萤石，也许是因为了解萤石硬度太低，不适合制作成首饰佩戴，制作成摆件更为合适。外国对于萤石利用的历史也很久远，早在1556年德国矿物学家就发现在钢铁冶炼中加入萤石可以去除硫、磷等杂质。

2022年第一号矿物——空铁黝银矿

中国地质调查局天津地质调查中心于河南桐柏发现一种自然界尚未被发现的黝铜矿族新矿物——空铁黝银矿，且正式获得国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会批准，标本将馆藏于中国地质博物馆。截至2022年3月底，我国发现新矿物159种，空铁黝银矿是我国发现的第160个新矿物。

黝铜矿族作为“古老”的矿物种族，常见于多种类型热液矿床中，是最为复杂的硫盐矿物族。空铁黝银矿是自然界最富银的黝铜矿族矿物，银含量高达52.3%。

空铁黝银矿晶体呈灰黑色，不透明金属光泽，黑色条痕，反射光下呈灰色，并具有棕红色内反射。与深红银矿、闪锌矿、方铅矿、空铁银黝铜矿和黄铁矿等矿物紧密共生。新矿物的发现不仅可以增加自然界的矿物种类，提升我国矿物学的国际影响力，同时也可以为人类认识和利用自然界矿物提供新的参考。

简单介绍几种有意思的常见矿物，这只是自然界中已发现的5794种矿物的冰山一角，更多有趣的矿物等待你们去发现、去探索、揭开它们的神秘面纱。