自然史 · 第五章 碳酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽

碳酸鹽是金屬元素、非金屬元素與碳酸根結合而成的化合物，如方解石。硝酸鹽是金屬元素與硝酸根結合而成的化合物，如鈉硝石。硼酸鹽是金屬元素與硼酸根結合而成的化合物，如鈉鈣解石。 第一節 文石、方解石和白雲石 文石又稱為霰石，它的礦藏量比方解石的儲量要少一些，主要形成於變質岩和沉積岩中，也會存在於一些動物的貝殼或者骨骸中，海水中和溫泉周圍的沉積物中亦有產出。文石的晶體是柱形，通常是雙晶，如果雙晶是交錯而生，則呈六方體，一般以柱狀、鍾乳狀、纖維狀的集合體產出；顏色為白色、無色、灰色、綠色、藍色等多種；條痕呈白色，從透明到半透明，具有玻璃光澤或者油脂光澤。文石在世界上的主要產地是美國的加利福尼亞州。 方解石是一種廣泛分布的礦物，是組成石灰岩和大理石岩的重要成分，主要形成於石灰岩中，在溶液中溶解的重碳酸鈣遇合適的條件也能沉澱生成方解石。方解石的晶體形狀多樣，通常是菱面體或者三角面體，雙晶，主要以粒狀、塊狀、鍾乳狀、纖維狀及晶蔟狀的集合體出現；顏色從無色到白色、紅色、綠色、黑色等多種，其中無色透明的晶體叫作冰洲石；透明到半透明，具有玻璃光澤或者珍珠光澤。方解石在冶金工業上可以製作成溶劑，在建築工業上可以生成水泥、石灰。冰洲石是製作偏光稜鏡的高級材料，方解石有著廣泛的實用性。 白雲石是白雲岩和白雲質灰岩的重要礦物成分，主要形成於炙熱的礦脈或者富含鎂的變質岩中，也產於結晶石灰岩和碳酸鹽岩石的孔穴內，有時作為各種沉積岩的膠結物，為碳酸鹽岩中最常見的一種造岩礦物。白雲石的晶體結構和方解石的晶體結構相似，通常是菱面體，晶面彎曲呈馬蹄狀，主要以塊狀、粒狀集合體出現。純淨的白雲石的顏色是白色的，含其他雜質時會呈灰色、粉紅色或者棕色；條痕呈白色，從透明到半透明，具有玻璃光澤或者珍珠光澤。白雲石實用性強，廣泛應用於建築、化工、農業、環保、節能等各個領域，主要用來製作高爐煉鐵的火熔劑和鹼性、耐火材料。此外，還可用於生產鈣鎂磷肥、製造硫酸鎂。 第二節 孔雀石、藍銅礦、鈉硝石 孔雀石是一種含有銅元素的碳酸鹽礦物，主要形成於銅礦床的氧化帶中，常與藍銅礦等物質共生。孔雀石屬於單斜晶系，晶體呈柱狀或針狀，一般是雙晶，主要以隱晶鍾乳狀、塊狀、皮殼狀、結核狀、纖維狀的集合體出現；顏色為綠色、孔雀綠或暗綠色；條痕呈淡綠色，具有絲絹光澤或玻璃光澤，從半透明到不透明。孔雀石是不透明深綠色，並且帶有色彩濃郁的條狀花紋，這一獨有特質是其他寶石所不具備的，所以幾乎不會出現仿冒品；孔雀石可用來雕刻雞心吊墜、蛋形戒面、項鍊，還可製成印章料。孔雀石的應用最早可追溯到4000年前，古埃及人開採了蘇伊士和西奈之間的礦山，將孔雀石製成護身符為兒童佩戴，以祛除邪惡的靈魂；德國也有人認為佩戴孔雀石可以避免死亡的威脅。在地質勘探中，孔雀石還可以作為尋找黃銅礦的標誌物，地質工作者在野外尋礦時，只要發現了孔雀石，便能發現黃銅礦。孔雀石的主要產地是俄羅斯、羅馬尼亞、巴西等。 藍銅礦又稱為石青，主要形成於銅礦床的氧化帶，在鐵帽及近礦圍岩的縫隙中也可見。藍銅礦常與孔雀石等物質共生，是含銅硫化物氧化的次生礦物。藍銅礦的晶體為板狀或短柱狀，不僅可以結為雙晶，還會以塊狀、鍾乳狀、結核狀的集合體出現；顏色為深藍色，斷口呈貝殼狀；條痕顏色呈淺藍色，從透明到不透明，具有玻璃光澤或者暗淡光澤。藍銅礦大量產出時可作為銅礦石利用；質純色美的藍銅礦可作為製作工藝品的原材料，碾成粉後則可製作天然藍色顏料。此外，藍銅礦還可以製成保健品，有增強身體敏感度，讓人頭腦清醒的功效；還能夠減輕喉痛、沙啞及喉炎等病症，排除精神障礙。 鈉硝石主要由硝化細菌分解腐敗的有機物之後形成的硝酸根與土壤中的鈉質化合後生成，鈉硝石常與石膏、芒硝、石鹽等物質共生，但很容易被水溶解而流失，所以鈉硝石通常富集在乾燥炎熱的沙漠中。在智利北方的沙漠中，有長達720 多千米的鈉硝石礦床，因此又有「智利硝石」之稱。鈉硝石的晶體與方解石類似，為菱面體，但不常見，主要是以塊狀、粒狀、鹽華狀的集合體出現；純淨的鈉硝石呈無色或白色，含雜質後呈黃色、灰色或棕色，淡褐或紅褐色，條痕為白色，具有玻璃光澤，而且透明。鈉硝石主要用於製造氮肥、硝酸、炸藥和其他氮素化合物；還可以用作冶煉鎳的氧化劑或人造珍珠的黏合劑等，有著巨大的使用價值。 第三節 硬硼酸鈣石、鈉硼解石、四水硼砂 硬硼酸鈣石主要形成於蒸發鹽礦床中，晶體呈短柱狀，主要以塊狀、球狀、粒狀的集合體出現。顏色為白色、黃色或者灰色，條痕呈白色，從透明到半透明，具有玻璃光澤。硬硼酸鈣石易為硝酸溶解，而且易斷，燃燒時會產生綠色火焰。 鈉硼解石是乾旱地區內陸湖化學沉積物的典型代表，常與石鹽、芒硝、石膏、天然鹼、鈉硝石以及硼砂、硼鎂石、水方硼石、庫水硼鎂石、鎂石等物質共生於蒸發岩盆地中。鈉硼解石的晶體是針狀，主要以針狀、纖維狀、白色絹絲狀、塊狀、放射狀的集合體出現；顏色是白色或者無色，條痕呈白色，從透明到半透明，具有玻璃光澤。鈉硼解石在工業上有著重要用途，也是提煉工業硼的重要礦物。 四水硼砂是一種含有一定水分的硼酸鈉礦物，與硼砂的成分相似，只是水的含量少一些，主要形成於蒸發岩礦床和礦脈中。四水硼砂的晶體是短柱形，極罕見，常以塊狀集合體出現，顏色是無色或白色，條痕呈白色，從透明到不透明，具有玻璃光澤或者暗淡光澤。人類發現四水硼砂的時間比較晚，1926 年才在加利福尼亞波隆鎮附近的莫哈維沙漠地下勘探出來。