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《少年科学画报》

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石头里“宝贝”

2018-01-30 20:37:00

  圆润的珠串项链、棱角分明的宝石晶体、脖颈腰间的玉佩、嶙峋的观赏石……这些都是宝石。宝石的品种相当丰富,它们颜色各异、形态多样:有晶莹澄净的水晶,也有流光溢彩的欧泊,还有温润明亮的珍珠……宝石为什么这么美,又为什么这么贵?读完本文你就知道了。

  宝石大家族

  从矿物学概念上来讲,传统意义上为人们所熟知的宝石品种可达上百种之多。而至于商业市场上,多种宝石共享同一名称(如碧玉既可指菠菜绿色的和田玉,又可指一种褐红色的石英质玉石)、同一宝石拥有多个名称(如碧玺、托玛琳都是电气石的别称)的现象更令人摸不着头脑。不禁让人感叹宝石种类名目繁多,虽彼此区分却仍模糊不清……

  其实只需通过一些简单的标准,我们就能够轻松理清各种宝石在性质上的区别和联系,并把它们分门别类地归纳出来。根据成因、来源,宝石可分为天然宝石(如天然钻石)和人工合成宝石(如合成立方氧化锆);根据是由生物形成的还是在石头里“出生”的,宝石可分为无机宝石(如碧玺是一种矿石)和有机宝石(如珍珠由珍珠贝形成);根据结构组成,宝石可分为单晶宝石(如石榴石)和集合体宝石(如翡翠)。

  天然宝石与人工宝石,无机宝石与有机宝石都很好理解,至于单晶宝石和集合体宝石是这样区分的:单个粗大的、形状规律的晶体形成了单晶体宝石(如六方柱结构的祖母绿);与之对应,许多个小晶体紧密而无规则地排列在一起,就形成了集合体宝石(如岩石一般块状构造的和田玉就是此类宝石)。简单地说就是:单晶宝石是规则的,集合体宝石是不规则的。

  什么是宝石

  宝石虽然有这么多的品种和分类,在外观和性质上又有那么多不同,但够格称为“宝石”的,都是符合美观、耐久、稀少这三大特征的。

  美观

  美观是宝石的第一标准,也是最重要的标准。远古时期的人们把颜色漂亮、形状特别的贝壳作为装饰物悬挂在身上,后来的人将莹绿剔透的玉石打磨出形状,现在人们将五光十色的宝石作为首饰,“漂亮”始终是在挑选宝石的过程中亘古不变的标准。鲜艳的颜色、闪耀的光泽、新奇的花纹、透明的质地……宝石的美各有不同,但人们对美的追求始终不变。

  耐久

  耐久是宝石得以流传的必备条件。只有那些坚硬耐磨、化学性质稳定、抗腐蚀的物质,才有机会跨越时光的考验,代代流传下来。所以宝石需要高硬度来抵抗日常佩戴和粉尘的磨损。也就是说,宝石需要在和其他物质的互相摩擦中占得上风,从而不被磨损。我们有一个公认的形容矿物硬度的标准,即“相对硬度”。

  相对硬度的大小可参照“摩氏硬度”,每个等级对应一种矿物,最软到最硬依次为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉(托帕石)、刚玉、金刚石,摩氏硬度依次为1 ~ 10。粉尘颗粒的主要构成是石英和长石,因此大部分宝石的摩氏硬度都需要大于6(大部分长石的摩氏硬度都在6 左右),才能抵挡粉尘的考验。

  稀少

  稀少是宝石不可替代和不可再生的价值所在。物以稀为贵,在宝石领域更是如此。当遍地都是宝石的时候,宝石便不再是一种稀罕物,不会再有人将其视若珍宝。产量越少的宝石,价格越是高昂。但是当产量少到一定程度时,这种宝石也无法流通,只能成为收藏家宝石匣中的“金丝雀”,稀缺却不为人所知。

  蓝宝石是个很有趣的家伙,它们与红宝石同属于宝石级刚玉。而在宝石级刚玉中,只有部分红色品种被称为红宝石,其他的均被称为蓝宝石。蓝宝石并不只有蓝色,它还可以有黄色、绿色等诸多颜色,所以“蓝色蓝宝石”这样的字眼并不稀奇。几种外观相似的“蓝宝石”中,蓝色蓝宝石由于产量少,价值远远超过坦桑石、堇青石、蓝晶石等品种。

  宝石从哪儿来

  认识了宝石之后,我们不免会思考:自然界中的宝石是从哪儿来的?

  宝石是从宝石矿床中开采出来的,而宝石矿床是指在地表或地壳中,经历各种地质作用和生物作用形成的宝石矿物的富集地。

  宝石矿床按性质和能量来源可分为内生矿床、外生矿床和变质矿床三大类型。顾名思义:内生矿床的能源来自地球内部,与岩浆活动相关;外生矿床的能源来自地表以上,与太阳能、水、大气和生物相关;变质矿床为已经形成的矿物和岩石在温度和压力条件变化时,在固体状态下的矿物组分、结构构造发生了改变而形成的新矿物。

  内生矿床

  内生矿床中比较典型的例子为伟晶岩矿床,“伟”即大,伟晶岩就是含有粗大晶体的岩石。在地表以下数千米的位置处,在适宜而稳定的温压条件下,熔岩中的部分物质能够在一个相对长的时间内缓慢结晶,长时间的生长过程产生了大颗粒的晶体。

  这一过程类似水结冰的过程。瞬间降温的水由于内部温度不均一,结晶仓促,结出的冰浑浊而无规律,而缓慢降温的水由于温度交换充分,结晶不受干扰,结出的冰则透明又规则。伟晶岩矿床产出的宝石类型有祖母绿、海蓝宝石、碧玺、托帕石、水晶等,都是透明度好、晶体颗粒大的宝石品种。

  外生矿床

  外生矿床分为风化和沉积两大类。风化作用是在物理、化学、生物侵蚀作用下,原生矿物发生分解和破坏的过程。可以说,风化的过程是一个优胜劣汰的过程,越坚固、稳定的宝石矿物,受风化作用的影响越小,而那些疏松、质软的物质则会随着风化作用化为粉尘。

  沉积作用包括生物遗骸堆积的生物沉积、溶液结晶沉积的化学沉积和风化产物搬运后的机械沉积三种。宝石矿物被风化侵蚀后,那些性质稳定、相对密度大的矿物被流水冲刷带离原生地,并沉积、富集在河床上,形成了宝石砂矿。经过风的侵蚀、水的搬运后,能够留下来的宝石质量相对较高,容易被发现和开采,因此宝石砂矿是一种历史悠久的矿床类型,出产许多传统宝石,如钻石、红宝石、蓝宝石、尖晶石等。

  变质矿床

  变质矿床是现有的矿物和岩石发生变质作用,在固体状态下转变成了其他物质。变质矿床要生成宝石有两个条件:一个是原有的岩石被岩浆加热,在高温高压的条件下,发生接触热变质,生成新的矿物;另一个则是在一大片地区中,多种地质活动共同作用,原有的岩石在十分复杂的条件下产生新的矿物。变质矿床复杂而神奇,出产的宝石主要有石榴石、坦桑石、和田玉等。

  虽然很多宝石都是无机矿物,但是缓慢生长的过程又让宝石仿佛有了生命,可能它们也是地球孕育出来的孩子吧。宝石来之不易,历时十分漫长,被我们发现的过程又充满了艰难险阻,并且宝石的“颜值”又高,所以也难怪宝石价格不菲了。

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