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實用!鑒別礦物寶石就用這幾招

2020-4-30 8:16:35 來源:中國礦業報 作者:韓禹

到今天,自然界中發現的礦物已達數千種。它們是由地質作用所產生的天然單質或化合物,具有相對固定的物理性質和化學組成。也就是說,這些礦物都有其單獨的化學式,并且在一定的外界條件下相對穩定。

雖然礦物的種類繁多,但大部分較為罕見或蘊藏量不大。在我們的生活中,常見的礦物也就100-200種。如果我們在野外郊游或在生活中遇到它們,該如何辨別呢?

黃鐵礦的條痕色為綠黑色(左)透明礦物菱錳礦的條痕為白色(右)

其實,這并不是非常困難的問題。即使是專業的地質工作者,在作業中也是在使用下列方法。即首先要觀察礦物的表面特征,諸如顏色、透明度、光澤、晶體形態等。因為這些僅憑肉眼就可以觀察到,是我們鑒別礦物時獲取的首要信息,可以幫助我們大致判斷礦物。然后,我們可以借助其它的簡單儀器設備對礦物的部分性質進行測量,比如礦物的條痕、硬度、解理等。通過這兩步,一般的礦物就可以大致鑒別了,具體如何操作,且聽筆者細細道來。

看顏色

顏色是礦物最明顯的特征,幾乎所有人鑒別礦物都首先從顏色入手。礦物的顏色可以幫助我們縮小備選圈子。但是,大部分的礦物可能都不只有一種顏色,比如螢石、瑪瑙、方解石、剛玉。它們因為各種原因,有著非常豐富的色彩種類。而且不同礦物也常有相同的顏色。如果僅憑顏色,是不易分辨的,所以還需要參照其它的性質輔助鑒別。比如紫色石英和紫色螢石的顏色十分相似,如果僅憑顏色是很難分辨的。我國有一味傳統中藥叫做“紫石英”,其實就是紫色的螢石。因為兩者顏色比較接近,所以古人將其誤認為是紫色石英。

辨透明度

礦物的透明度是非常重要的特征。上文中提到的紫色石英和螢石,如果內部純凈,則是像玻璃一樣無色透明的。透明的礦物除了石英和螢石外,還有重晶石、冰洲石等,它們有的因為透明度高等性質,被用在光學領域。但其實絕大多數的礦物因為各種原因,都是不透明或半透明的。比如大部分的金屬礦物,如黃鐵礦、黃銅礦、自然銅、自然金、輝銻礦、黑鎢礦、孔雀石、藍銅礦等都是不透明礦物。而硬玉雖然理論上是透明礦物,但因為其常見為集合體,所以一般為半透明。也正是因為它的半透明,使其綜合呈現更符合中國人的喜好,被中國人稱為“翡翠”。

識光澤

光澤是礦物表面反射光的能力。當光線照射到礦物表面時,會有一部分光線被反射回來。不同的礦物反射光的能力是不同的,通過辨別光澤,就可以識別一些礦物。礦物的光澤由強至弱通常分為金剛光澤、金屬光澤、半金屬光澤和玻璃光澤。

金剛光澤最具代表性的就是金剛石,寶石級的金剛石又被稱作鉆石,它具有大部分礦物難以企及的光澤,這也是它被稱作“寶石之王”的重要因素;金屬光澤和半金屬光澤,一般出現在金屬礦物表面,比如黃鐵礦、自然金、黑鎢礦等;而大部分的非金屬礦物,諸如石英、方解石、橄欖石、金綠寶石的光澤都類似于玻璃,所以被稱作玻璃光澤。

另外,還有一些礦物表面會出現特殊光澤,這些光澤可以成為識別某些礦物的特征性質,諸如石英斷口的油脂光澤,好似我們常見的油脂,琥珀的樹脂光澤則更像松香的光澤,珍珠的珍珠光澤具有朦朧感等。

石英石(左)螢石(右)

辨別晶狀形態

不同礦物的晶體形態各異,這是辨別礦物最重要的特征。說到這里,就不得不提到礦物的結晶習性。在合適的條件下,不同的礦物趨向于按照自己的特點自發地形成某些特定的形態。

簡單來說,大家可以設想一個三維坐標系。沿著一個坐標軸生長的礦物被稱為“一向延長型礦物”,它們一般會長成柱狀、針狀和纖維狀等形態,比如柱狀的綠柱石、電氣石,針狀的沸石、輝鉍礦,纖維狀的毛赤銅礦等。有些則習慣于沿著兩個坐標軸的方向生長,這種礦物被稱為“二向延展型礦物”,它們會生成諸如板狀、片狀等形態,如板狀的重晶石、片狀的云母等。還有的礦物更任性,它們不滿足于形成平面,向著第三個方向生長,被稱作“三向等長礦物”,它們多形成粒狀,如經常以菱形十二面體示人的石榴子石和立方體的方鉛礦。

在實際的野外鑒別中,礦物很少會以單晶體的形式存在。它們通常是很多小礦物顆粒的組合,被稱為“礦物集合體”。有些集合體可以看到其中的礦物單晶,如沸石的放射狀集合體、水晶晶簇等;有的則不能分辨其中的礦物單晶,更有甚者只能看到一團團的集合體,比如產自張家口宣化的“宣龍式”赤鐵礦,從外表看起來就像許多的腰子集合在一起,所以被稱為“腎狀赤鐵礦”。

看條痕

說完礦物最基本的鑒定特征,我們來開啟礦物鑒定的進階模式。首先要說的當然就是礦物的條痕。礦物有一個奇怪之處,就是有些礦物的顏色和它的粉末顏色是不同的。當然,我們肯定不能把礦物碾成粉末再去觀察。所以,我們經常使用的方法是拿起礦物在一塊白色的無釉瓷板上刻劃(如果家中沒有專業的無釉瓷板,使用瓷磚的背面也可以代替),觀察白瓷板上礦物留下的劃痕色,即條痕色。

比如,我們常說的“愚人金”——黃鐵礦,通過顏色就很難與自然金進行分辨,但使用條痕色辨別就十分便捷。將這兩種礦物同時在條痕板上刻劃,黃鐵礦的條痕色為綠黑色,而黃金的條痕色仍然是金黃色。同樣可以使用條痕色分辨的還有雄黃(條痕色橘紅色)和辰砂(條痕色鮮紅色)等相似礦物。

雖然條痕色鑒別礦物十分簡便,但它的使用是有局限性的。比如很多非金屬透明礦物,它們的條痕色幾乎都是無色或者白色的,這是沒有什么鑒定意義的,比如螢石,現在發現的螢石和水晶幾乎涵蓋所有的顏色種類,但萬變不離其宗,它的條痕色都是白色。

觀察解理和斷口

許多礦物在受到外力時,會沿著一定的方向裂開,并且開裂面十分整齊光滑。這個裂開的方向一般也是礦物晶體中鍵力最弱的部分,這就是解理面。根據解理產生的難易程度,可分為極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和極不完全解理5個等級。而一個方向的解理,則被稱作一組解理。

比如云母,它擁有一個方向的極完全解理,它可以沿著這個方向被輕易地撕成薄片。根據這個性質,在沒有玻璃的古代,有錢人家的窗戶使用的材質便是云母片,而不是大家在電視劇里常見到的紙。

再比如方解石,它有三個方向的完全解理,在受到外力擊打后容易沿著解理方向碎裂成一系列的菱面體,它的礦物名稱“方解石”也是由此得名。而一些擁有不完全解理和極不完全解理的礦物,就很難破碎出光滑平面。這時我們一般是通過它的斷口來輔助鑒定。一般來說,金屬礦物的斷口為參差狀,比如黑鎢礦,而諸如硅酸鹽類礦物的斷口則是貝殼狀,比如瑪瑙。

測硬度

硬度是礦物固有的性質之一,不同的礦物軟硬程度彼此不同。在礦物學上,硬度被分為維氏硬度和莫氏硬度兩種。

維氏硬度即按壓硬度,是1921年英國科學家史密斯提出的,它是用金剛石錐按壓礦物,根據壓痕面積和力度計算硬度值的一種方法。而莫氏硬度是1812年德國礦物學家莫斯提出的一種標準,即刻劃硬度,硬度高的礦物可以在硬度低的礦物上留下劃痕。在莫氏硬度體系中,分別用1-10級來表示不同礦物的硬度大小,并且使用了十種礦物作為不同硬度的標準,它們分別是:滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。相較于維氏硬度,莫氏硬度更加簡便易行,所以我們在鑒別礦物時,一般使用莫氏硬度。

根據不同礦物莫氏硬度之間的差異,我們就可以有效地辨別礦物,比如上文提到的黃鐵礦和自然金,我們可以通過條痕色來區分,但是同樣相似的黃銅礦使用條痕來鑒別就無能為力了。這個時候我們就可以使用硬度來快速區分黃鐵礦和黃銅礦:首先我們用小刀刻劃兩種礦物,能在表面劃出痕跡的為黃銅礦,劃不動的即為黃鐵礦。這是因為小刀的硬度一般為5.5;黃銅礦的硬度為3-4;黃鐵礦的硬度為6-6.5。小刀比黃銅礦硬度高,所以可以在黃銅礦表面留下劃痕,而相較于黃鐵礦則又更低,所以不能留下劃痕。除了小刀之外,同樣可以用來測試硬度的還有我們的指甲。指甲的硬度為2.5左右,用指甲可以迅速的辨別一些較軟的礦物。

上面提到的鑒別礦物所需的輔助品在生活中較易獲取。除了這些性質以外,我們還常用諸如礦物的密度、磁性和發光性等性質來進行判斷。但這些則需要專業的設備進行測試,如天平、紫外燈等,非專業人士一般是不具備這些條件的。任何一種礦物的鑒別都是各種性質的綜合考慮,如果僅憑一個性質判斷就容易出現失誤,所以熟練掌握綜合分析的方法,才能更好地去分辨我們身邊的礦物。􀴁

網站編輯:宮莉

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