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TUhjnbcbe - 2021/5/12 13:54:00

昆明理工大学地学博物馆自年11月获批“科普中国”共建基地以来,一直积极开发原创性科普视频、图文等科普产品,借助多样的媒体平台积极宣传推广,吸引公众学习地学基础知识、提升科学素养,并及时推动学术成果科普化,不断深入普及地学知识,向世界展示西南地区特色地质资源,为提升博物馆科普能力迈上新的台阶。

近日,由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”系列栏目上线学习强国。栏目以博物馆的镇馆之宝——“世界岩矿标本”为科普主线,每期通过介绍一种典型的代表性岩矿标本普及地学知识,栏目共30期。

“地质笔记”栏目

上线学习强国

“世界岩矿标本”因采自全世界五大洲的50多个国家和地区而得名,共有余件,其中包括许多列入教科书的经典矿区和地层剖面的标本,许多产地因矿山闭坑、用地变更、岩石风化已不复存在。而且她来历不凡,是年清华大学建校时从Ward’sNaturalScienceEstablishment公司购得。一百多年来,她见证了中国现代地质教育的兴起,培养了一代代地质专业人才,其中不乏我国地质学的奠基人和科学泰斗,为我国的工业化、现代化建设做出了不可磨灭的贡献,是中国从屈辱到伟大复兴的历史见证。她的传奇经历还见证了中国人民不屈的奋斗精神和民族救亡历史。清华成立后,我国现代地质科学得到了快速发展,抗战爆发后,这套标本随清华南迁,几经辗转来到昆明,成为西南联大地质教学的重要材料,抗战胜利后清华北归,这套标本被转赠给云南大学。年昆明工学院建立时,这套标本也就随着地质专业而入驻地质陈列室(现地学博物馆),此后一直作为昆明理工大学地质专业的重要教学标本使用至今,至今依然保存完整。不能不说这是一个奇迹!

小编将陆续转载

“地质笔记”栏目的精彩内容

带大家一起去认识岩矿标本

听听它们的故事

01

贵蛋白石:如果宝石开了美颜,那一定是这个样子!

这是一枚于百年前采自澳大利亚昆士兰州的蓝色贵蛋白石,浅蓝、亮蓝、深蓝、湖蓝渐次铺开,仿佛将蓝天碧海全部纳入这方寸间。该标本现保存于昆明理工大学地学博物馆,属于著名的“世界岩矿标本”之一。

年前,被称为钻石之父的普林尼惊艳于蛋白石的美,“你可以看到红宝石般的火焰、紫水晶般的色斑、祖母绿般的绿海,五彩缤纷、浑然一体、美不胜收……”。从被人们发现起,它们便以“美貌”所著称,其英文名Opal(欧泊),源于拉丁文Opalus,意为“集宝石之美于一身”。

蛋白石主要是二氧化硅的胶体沉淀形成的(SiO2·nH2O),如果沉淀在生物遗骸中,可以形成“树化玉”、“螺化玉”等。目前,蛋白石分两种,其中没有变彩效应的为普通蛋白石,而具有变彩效应为贵蛋白石,即在其表面有五彩斑斓的颜色,并随着观看角度的不同,这些斑斓的色彩也随之变化。

这是因为欧泊所含有的硅球体排列的结构对日光衍射十分“敏感”,因而呈现出不同的色彩和明亮效果,在灯光的照射下,时而显现出浪漫的海蓝色,时而呈现出温暖的米黄色,非常奇特,因此被誉为是世界上最美丽的宝石,因为在同一块欧泊石上,可能囊括光谱中的所有色泽,且浑然一体,美不胜收,所以价值不凡。

澳大利亚是欧泊出产最多的国家,欧泊也是澳大利亚的“国石”,绝大多数澳洲出产的欧泊被用于全球首饰产业,其中昆士兰州以出产砾石欧泊而著称,它们形状不一、花纹各异,为它增添了除变彩外的、独树一帜的美感。

02

电气石:百年前,它曾是人们心中最时尚奢华的象征!

这是两枚来自美国加利福尼亚州圣迭戈地区的电气石,三方透明的柱状晶形带着优雅粉红颜色,给人一种梦幻的浪漫。它们属于“世界岩矿标本”之一,现藏于昆明理工大学地学博物馆。

电气石是一种含硼的硅酸盐,电气石加热时会带电(热电性),受到挤压时也会带电(压电性),因此得名,它们也容易吸附灰尘、纸屑等而被称为“吸灰石”,压电性良好的电气石还可以用于无线电工业。

如果电气石色泽鲜艳、清澈透明的可以达到珠宝级别,那就称之为“碧玺”,因其颜色丰富多变,同一晶体不同部位常常出现不同的颜色而显得色彩斑斓,又被誉为“落入人间的彩虹”。碧玺色彩多变的原因主要是其晶体内部含有不同的化学元素离子,例如粉色碧玺是由于含有锰、铯等离子,深绿色是由于含有铬离子。

碧玺不仅颜值高,还谐音“辟邪”,因此上世纪19世纪中国成为美国碧玺矿石的最大市场。整个清朝权贵几乎均为其拥趸,不仅有日常把玩的碧玺鼻烟壶等,上朝所用的顶戴花翎、朝珠均有碧玺的身影。

而当时碧玺的头号粉丝,无疑就是慈禧太后,她不仅生前拥有众多碧玺精品,就是死后也放置了多枚碧玺类宝物在其墓中,其中最为有名的西瓜碧玺是顶级的双色碧玺,可惜遗失。

世界上品质最好的碧玺来自于巴西,此外俄罗斯西伯利亚地区、马达加斯加、斯里兰卡、缅甸等地均产出碧玺。我国新疆阿尔泰、内蒙古的花岗伟晶岩中均产出电气石,云南所产的碧玺主要分布于福贡、元阳、贡山、保山等地。

03

辉锑矿:我是工业多面手,颜料、硬化剂、耐火耐腐蚀等原料都少不了我!

此枚辉锑矿标本来自昆明理工大学地学博物馆珍藏的世界岩矿标本,细长的晶体呈辐射状集合,泛着铅灰色的金属光芒,给人一种天然形成的和谐美感。

辉锑矿化学成分为三硫化二锑,属正交(斜方)晶系,一般含锑量约70%以上,是锑的最重要的矿石矿物。其颜色为铅灰色,常呈柱状、针状,放射状集合体、柱状晶簇等形态,在其表面常见斑驳的彩色(锖色),晶簇状或产状造型美观的辉锑矿具有观赏价值,但辉锑矿的硬度低,指甲可以将其刻划。

目前全球已探明的辉锑矿储量约为多万吨,中国占了一半多。同时中国也是世界上锑产量最大的国家,出口量在世界上占有重要地位。明朝末年,中国发现了世界最大的锑矿产地—湖南锡矿山,但当时把锑误认为锡,故命名锡矿山。随着勘探技术的不断进步,除了湖南外贵州、广西、广东、云南等省都有辉锑矿床分布。

锑在工业生产上用途广泛,是电和热的不良导体,在常温下不易氧化,有抗腐蚀性能,为不可多得的资源以及重要战略物资。

在冶金方面,锑被称为金属或合金的硬化剂。在冶炼合金时,在金属中加入比例不等的锑后,金属的硬度就会加大,可以用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业。锑的化合物锑白是优良的白色颜料,常用在陶瓷、橡胶、油漆、玻璃、纺织及化工产业。

辉锑矿中提纯的锑虽然用途广泛,但是它是有毒金属元素之一,如果在开采、加工过程中随意丢弃工业废渣会对环境造成有害金属污染,人体过量摄入会威胁生命。

04

蔷薇辉石:它是桃花玉,也是京粉翠

年,一位德国学者沉迷地凝视着一块粉色矿石岩矿标本,脑海中浮现出盛放的蔷薇花,于是他从希腊语中取了蔷薇(Rhodo)之意,将其命名为蔷薇辉石(Rhodonite)。

蔷薇辉石是一种链状硅酸盐矿物,因成分中钙铁镁锌元素的替换,所以蔷薇辉石的成分是变化的,其中富铁和锌者分别称铁蔷薇辉石、锌蔷薇辉石,颜色也略有差异。

本期标本呈现的就是锌蔷薇辉石,属于昆明理工大学地学博物馆珍藏的世界岩矿标本之一,年采自美国新泽西州富兰克林,厚板状的粉色晶体在时光的打磨下,显得饱满而美感,这种独特的色彩是因其内部所含的锰而形成。

蔷薇辉石,见于含锰质的岩石经区域变质或接触交代变质的岩石里,与其他含锰的矿物共生,也产于热液脉和接触交代矿床中。世界各地蔷薇辉石主要产于德国、美国、澳大利亚、瑞典以及俄罗斯的乌拉尔等地。我国北京昌平西湖村、吉林汪清县等都是著名的蔷薇辉石产地。

20世纪中叶,我国首次在北京昌平西湖村勘查出一处蔷薇辉石矿,因其结构与著名玉石翡翠相似,颜色又以粉色为主,所以将其命名为“京粉翠”。而在工艺界,人们更喜欢称其为“桃花玉”,它们质地坚硬,是一种理想的玉雕材料。

在俄罗斯历史中,蔷薇辉石则是一种很重要的雕刻石材,许多贵族甚至是沙皇所用的装饰性的立柱、石碗、瓷砖就都是蔷薇辉石制成的。其中最著名的就是亚历山大二世的王后玛丽亚的石棺,重达12吨,现存于彼得保罗大教堂。

05

胆矾:危险的矿石,致命的美

无数细小晶体集合在一起,仿佛一朵光彩夺目的蓝色绣球花,极具视觉冲击力,这是本期标本——神秘而宁静的胆矾,它也是颜料、电池、杀虫剂、木材防腐方面的化工材料。

这枚胆矾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,年采自美国亚利桑那州东南部比斯比小镇,该地距世界最大矿物宝石展会举办地图森仅多公里。比斯比是世界铜矿资源最丰富的地区之一,矿区蕴含大量的铜矿石精品标本。

胆矾是一种硫酸铜水合物,在自然界中胆矾可以通过其鲜艳的天蓝色、易溶于水的特征来识别,常常出现在干燥地区的铜矿氧化带内,它的出现也可以作为铜矿的找矿标志。

因其纯净的天蓝色,胆矾又被称为“蓝矾”,不少矿物爱好者会将一些精美的胆矾作为观赏石收藏,不过胆矾不易保存,很难收藏。如果太干或温度过高的环境,胆矾会失去结晶水,太湿则易溶解。此外,胆矾硬度也很低,质地脆,易碎。

胆矾也有“铜矾”之称,北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中便有“烹胆矾则成铜”。其实如今学过化学的朋友们就知道,所谓胆矾炼铜不过是硫酸铜溶液与铁作用,发生了化学置换反应,生成硫酸亚铁和金属铜。

胆矾的化学式为五水硫酸铜,具较大毒性,因此也是最致命的矿物之一。胆矾自《神农本草经》始,均被历代医书所记载,与其他药物不同,胆矾治病是以毒攻毒。另外相传《三国演义》中,诸葛亮七擒孟获时,蜀军的先锋王平将军带领数百军士前来探路,误饮的“哑泉”之水就是胆矾制成的。

温馨提示,由于胆矾具有很大的毒性,切勿吞食或者吸入胆矾粉尘,请将胆矾和装它的容器作为危险性废料处置,避免释放到环境中。

06

萤石:夜明珠就是本尊,也是工业制造领域的“助力”剂

本期向大家科普的“主角”名叫萤石,又名氟石。萤石的颜色多种多样,常呈无色、紫色、绿色、蓝色、黄色、玫瑰色、黑色等,矿物表面色泽大多饱满透亮,是一种拥有“美丽颜值”的矿物。萤石通常呈现为立方体或八面体结晶,有时也为块状或粒状集合体。

本期展示的萤石标本蓝色萤石采自美国伊利诺伊,黄色萤石来自澳大利亚昆士兰,均属于昆明理工大学地学博物馆珍藏的世界岩矿标本。

萤石因为它在紫外线或阴极射线照射下会发出如同萤火虫一样的荧光而得名。含某些特定微量元素的萤石在离开紫外线或阴极射线照射后,依旧能持续发光较长一段时间,成为夜明珠的一种。同时,颜色艳丽,结晶形态美观的萤石标本可用于收藏和装饰,或雕刻为成工艺品。

除了拥有“高颜值”以外,萤石在工业生产上用途广泛。萤石是氟的主要来源,能够提取制备氟元素及其各种化合物,用于化学、冶金、陶瓷工艺或用作助溶剂等。

在冶金工业方面,人们利用萤石具有降低难熔物质的熔点,促进炉渣流动,使渣和金属很好分离的特性,作为助熔剂被广泛应用于冶炼过程中脱硫、脱磷和增强金属的可煅性和抗张强度等。

在化学工业方面,萤石是生产氢氟酸重要材料。在制铝工业、航空航天工业、原子能工业以及医药等方面都离不开氢氟酸这种重要材料。同时,萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中。

萤石资源分布广泛,中国、南非、墨西哥和蒙古是萤石储量丰富的国家。在我国几乎各省自治区都有萤石矿的分布,尤其是湖南、浙江、福建等地为主产出区。

07

钠长石:历经千年磨砺,终究温润有方

钠长石是玻璃制造中混合料的主要成分之一,这主要得益于钠长石含氧化铝高,铁质含量低,可以减少碱的用量。此外还可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品以及用来调节玻璃的粘性。

除了制造玻璃,钠长石还是陶瓷工业中必不可少的原料之一,主要用于陶瓷工业中的陶瓷坯体配料和陶瓷釉料。钾、钠长石还是生产化肥的重要原材料之一。

除了工业用途外,钠长石也具备珠宝属性,在缅甸、中国云南省腾冲、瑞丽一带,就有色泽美丽可作为珠宝级别的含钠长石翡翠。其主要由硬玉、较纯净的钠长石、方沸石和少量的多硅白云母、钡铝硅酸盐等矿物组成。在珠宝市场上,由较纯净的钠长石组成的玉石又称“水沫玉”,因内多有微小气泡,看上去好似泛起的水花,而人们又把水花称之为“沫子”,故冠以此名。

这是一枚钠长石与微斜长石的天然集合体标本,其中白色较大,宛如人类牙齿的是今天要向大家介绍的钠长石晶体,而与其以独特方式组合的灰黄色细粒矿物为微斜长石。标本采自美国科罗拉多州,是昆明理工大学地学博物馆珍藏的世界岩矿标本之一。

长石族矿物广泛产出于各种岩石中,是地壳中含量最高的矿物,约占地壳总重量的50%。化学成分属于铝硅酸盐,常见的长石种类包括钾长石、钠长石、钙长石等。微斜长石属于钾长石,绿色的变种称为天河石,高级品可以作为宝石。

钠长石是长石家族中富含钠的一类,于年首先在瑞典被发现。长石族矿物一般为无色、白色、黄色、绿色、红色等,硬度较高,约为6至6.5。因为长石解理发育,解理面上会有明显的反光。微斜长石和钠长石在伟晶岩和长英质火成岩如花岗岩中很常见。

钠长石在我国储量丰富,湖南省衡阳县界牌镇大牌岭矿区是以钠长石为主单矿区,蕴藏量达到万吨,雄居亚洲之冠。全镇年采矿量约50万吨以上。

08

钠沸石:一枚充满“魔法”能力的矿石,既能沸腾,又能再生

这枚标本上均匀分布着放射状白色晶体,是今天要向大家科普的主角——钠沸石。标本采自美国俄勒冈州,是昆明理工大学地学博物馆珍藏的世界岩矿标本之一。

年,瑞典科学家克朗斯提(Cronstedt)在偶然的情况下发现一种矿石在灼烧时,孔道中的水急速气化排除,好像沸腾了似的,因此将这种石头命名为沸石(Zeolite)。该名称源自于希腊文中的“煮沸”(Zeo-)与“石头”(-lite)两个单词。钠沸石为沸石家族中的一类,其晶体颜色为无色或白色,晶体呈透明至半透明,具闪烁的玻璃光泽,常见生长为放射状晶簇,具有一个方向的优良解理,莫氏硬度约为5至5.5,比重很小(2.25),具白色条痕。

在自然界中,钠沸石作为一种天然矿物经常以非常细的针状或者放射状产出于火山岩的裂隙或者晶洞中,放射状集合体的造型犹如一只只水晶制成的“海胆”。有时钠沸石作为某些硅酸盐矿物如霞石、白榴石等的变化产物,也有作为自生矿物产于沉积岩中。造型独特或品质优良的钠沸石可以作为珠宝和工艺品的原料。

除此以外,钠沸石还广泛用于工业生产。得益于沸石的内部充满了细微的孔洞及管道,使得加热脱水处理过的沸石能选择性的吸附直径比通道小的分子,而将直径比通道大的分子拒之门外,对分子有筛选作用,故被称为“分子筛”。人们正是利用沸石的这种性质,可以进行混合气体、液体的分离,用于废气的处理。最常见的应用是对于工业废水的处理、家庭用清洁剂的软化剂、肥料和饲料的胺基固定剂。

与很多矿物资源不可再生不同,通过科学家的不断试验和实践,目前已经可以通过采用工业氢氧化铝废渣和水玻璃为原料,正丁胺为模板剂,用蒸汽相水热合成法人工合成钠沸石,且制作工艺简单,经济可行,比较容易实现工业化批量生产。

09

银星石:我是大自然鬼斧神功下的精美艺术品,矿石收藏家们的宠儿

这枚漂亮精致的标本上分布的如花朵般美丽的黄绿色放射状矿物即为银星石,现珍藏于昆明理工大学地学博物馆,属于珍贵的“世界岩矿标本”之一。标本采自美国阿肯色州蒙哥马利。

银星石是一种含羟基的铝磷酸盐矿物,颜色有黄绿、绿白、青色等,通常为球状或柱状集合体。将小球剖开,里面可以看到如花瓣一般向四周绽开的针状结晶。

银星石具有玻璃光泽或油脂光泽,解理面珍珠光泽,用小刀可以刻划。自然界产出的银星石颗粒小、数量少,通常出现在磷矿的地表氧化强烈的位置,分布于岩石表面、裂隙、角砾间隙中,可由磷灰石变化而成。

因为造型奇特,颜色也非常好看,银星石多为收藏观赏用,尤其是岩石缝隙中生长的较大银星石集合体,观赏价值高。当光线照耀放射状的银星石表面时,会散射出水晶一样的耀眼光芒。正因如此,银星石成为了国内外矿物收藏者喜欢的藏品矿物之一,在世界标本市场上有较高的曝光率。高档的银星石标本主要来自美国,此外,在英国、玻利维亚等国家也有产出。

10

绿松石:穿越千年的“睡美人”,清澈的容颜从未改变

一汪纯净均匀的蓝色,仿佛雨后晴空。这是一枚来自美国亚利桑那的绿松石(Turquois),现保存于昆明理工大学地学博物馆,属于著名的“世界岩矿标本”之一。

因当地矿山形似睡美人,这里的绿松石也被称为“睡美人”绿松石。它们以高瓷高蓝,无铁线无杂质而著名,艳丽的天蓝色清亮纯净,润泽感强,触手细腻,质地坚硬,颇受人们喜爱。

绿松石是一种含铜磷酸盐矿物,常呈隐晶质、致密块状或结核状、豆状、葡萄状等,是由水流沉淀生成。绿松石颜色从天蓝、淡蓝、绿到黄绿都有。玉石级绿松石细腻柔润,质地细密光洁似瓷。虽然名字叫绿松石,但天蓝色才是最标准的绿松石色,其中艳丽、纯正、匀净的天蓝色为上品,可以作为昂贵的首饰和高级艺术雕刻材料。精品绿松石经过抛光以后,好像上了釉的瓷器,也被称为“瓷松石”。

“形似松球,色近松绿”,这是绿松石矿物学名字的来源。欧洲和日本则称其为“土耳其玉”或“突厥玉”,这是因为过去欧洲人误以为它产自土耳其,实则土耳其只是中转站,古波斯才是绿松石的产地。

绿松石是世界上最古老的玉石之一,它们不仅是历史的见证者,更是人类文化的一部分。早在年前,古埃及国王就佩戴了珠粒绿松石,从我国目前的考古发现来看,绿松石在我国的使用已有五千年以上的历史,制品十分丰富,分布也很广泛,其中大家熟知的越王勾践剑的背面便镶嵌着绿松石,藏传佛教文化中也十分崇尚绿松石。

全世界产出绿松石的国家很多且储量丰富,我国也有多地产出,其中以湖北郧县、郧西、竹山一带的优质绿松石为世界著名产地。美国亚利桑那绿松石闻名遐迩,开采最早的绿松石矿山就在连接非洲与亚洲的西奈半岛上。

一枚枚世界岩矿标本

一个个精彩的故事

你是不是还没看够呢?

下期我们将带你走进

水晶、孔雀石、玛瑙、锡石

......

精彩待续

来源:国土资源工程学院、学习强国云南学习平台

编辑:菡萏

策划:菡萏澄潭月影

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