自然史 · 第六章 硫酸鹽、 鉻酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽

硫酸鹽是金屬元素與硫酸根結合而形成的化合物，如石膏；鉻酸鹽是金屬元素與鉻酸根結合而形成的化合物，如鉻鉛礦；鉬酸鹽是金屬元素與鉬酸根結合而形成的化合物，如鉬酸礦；鎢酸鹽是金屬元素與鎢酸根結合而形成的化合物，如白鎢礦。 第一節 石膏、天青石和硬石膏 石膏是化學沉積作用下產生的物質，常形成巨大礦層或透鏡體，常與硬石膏、石鹽等物質共生於石灰岩、頁岩、砂岩、泥灰岩及黏土岩中。石膏的晶體是板狀、金剛石狀，雙晶，最常見的是以粒狀、塊體或者纖維狀產出。顏色多樣，從無色、白色到灰色、淺黃色、淺紅色，條痕呈白色，從透明到不透明，具有玻璃光澤或者暗淡光澤。石膏應用廣泛，不僅可以製造水泥，也是重要的化工原料；在醫學上也有一定用途，如解肌清熱、除煩止咳等，還可以治療湯火造成的燙傷。 天青石常與方解石、石英等物質共生於炙熱的礦脈中，也會出現在沉積岩或蒸發岩和基性岩的礦床中。天青石的晶體是板狀或柱狀，大部分是以塊狀、纖維狀的集合體出現。顏色多樣，從無色、白色到淺紅色、棕色，條痕呈白色，從透明到半透明，具有玻璃光澤。天青石是地球上的稀有礦物，全世界的已知儲量僅有2 億噸，由於它是提取鍶的重要礦物原料之一，所以顯得尤為珍貴，開發價值極高。 硬石膏是一種天然硫酸鹽礦物，主要成分是無水硫酸鈣，廣泛分布在蒸發作用形成的鹽湖沉積物中，與白雲石、石膏、石鹽等蒸發岩等礦物共生，還會出現在炙熱的礦脈中。硬石膏的晶體是板狀、柱狀，但主要是以粒狀、纖維狀的集合體產出。純淨的硬石膏的顏色是無色或白色，若含其他雜質會呈灰色、淺灰、淺紅色、淺棕色，條痕的顏色是白色，從透明到不透明，具有玻璃光澤或者珍珠光澤。 第二節 重晶石、膽礬、明礬石 重晶石是鋇的最常見礦物，也是一種非金屬礦物，它的主要成分是硫酸鋇，常與石英、方解石、螢石、黃鐵礦、白雲石、黃銅礦等物質共生於炙熱的礦脈中，也會形成於沉積岩層或者溫泉周圍。重晶石的晶體為板狀、柱狀，常常會結合成較大的晶體，也能形成一些細小的玫瑰狀結核，主要以粒狀、片狀、纖維狀、柱狀的集合體出現。純淨的重晶石的顏色是白色，有一定光澤，但含有雜質之後的顏色則呈灰色、淺紅色、淺黃色，條痕的顏色是白色，從透明到半透明，具有玻璃光澤或者珍珠光澤。重晶石是一種極為重要的非金屬礦物，在工業上有著廣泛用途，不僅可以作為造紙工業、橡膠工業、塑料工業的填合劑，還可以作為鑽井泥漿的加重劑，也可作鋅鋇白顏料；在生活方面，重晶石是道路建設的極好材料之一（橡膠和含10% 重晶石的柏油混合物，就是一種優良的鋪路材料，耐磨性非常好）。此外，目前，重晶石還被用來填充在重型道路建設設備的輪胎中，增加重量，方便夯實路面填方地區。 膽礬屬於硫酸鹽類礦物的晶體，或是人工製成的含水硫酸銅，主要形成於硫化銅礦的氧化帶中。膽礬的晶體為板狀、柱狀，主要以粒狀、片狀、纖維狀、皮殼狀的集合體出現。顏色多樣，從天藍色到深藍色或淺綠色，條痕無色，透明至半透明，具玻璃和油脂光澤。膽礬在藥理上具重要作用，能與蛋白質結合形成不溶性的蛋白質化合物，溶液具有收斂致泌的作用，內服後會引發反射性嘔吐，這個特徵被醫生利用，以幫助病人催吐或解毒。 明礬是一種分布廣泛的硫酸鹽礦物，主要形成於流紋岩、粗面岩、安山岩等火山岩中，是中酸性火山噴出岩經過低溫熱液作用生面的蝕變產物。明礬石的晶體是菱面體，屬三方晶系，主要以塊狀、纖維狀、緻密狀的集合體出現。顏色為白色到淺紅色、淺黃色或棕色，條痕呈白色，從透明到幾乎不透明，具有玻璃光澤或珍珠光澤。明礬石可以用來提取明礬和硫酸鋁，工業上還可以用來煉鋁，製造鉀肥和硫酸。 第三節 雜鹵石和青鉛礦、絨銅礦 雜鹵石是一種可溶性鉀鹽礦物、硫酸鹽礦物，常與石鹽、硬石膏等礦物共生於蒸發岩沉積中，但很少出現在火山周圍。雜鹵石的晶體為細小的長板狀，但很難形成，主要以纖維狀、葉塊狀的集合體出現。純淨的雜鹵石是無色、白色或灰色的，當含有氧化鐵之後就會轉變為粉紅色，條痕呈白色，從透明到半透明，具有松枝光澤或玻璃光澤。雜鹵石可以用來製造化肥。 青鉛礦主要在與流動液體接觸的鉛、銅礦脈中形成，是次生礦物，常與硫酸鉛礦、水膽礬、膽礬等物質共生。青鉛礦的晶體為柱狀、板狀，主要是雙晶，有時也會出現晶簇；顏色為青藍色，斷口呈貝殼狀，條痕呈淺藍色，從半透明到透明，具有玻璃光澤或半金剛光澤。青鉛礦的主要產地是阿根廷、澳大利亞、加拿大、納米比亞、俄羅斯、西班牙、義大利、美國等。 絨銅礦主要形成於礦石脈中，特別是銅礦的氧化帶中含大量的絨銅礦。絨銅礦的晶體為細小的針狀，主要以簇狀的集合體出現，也有皮殼狀、纖維狀細脈；顏色從淺藍色到深藍色，斷口參差不齊，條痕呈淺藍色，具有絲絹光澤且是半透明的。 第四節 鉻鉛礦和鉬鉛礦 鉻鉛礦形成於含有鉻和鉛的礦脈或礦床的蝕變帶、氧化帶中，常與鉬鉛礦、白鉛礦、磷氯鉛礦等礦物共生。鉻鉛礦的晶體為細長柱狀，主要是塊狀的集合體。鉻鉛礦的顏色是橘紅色，如果含雜質則呈現出橘黃色、紅色或黃色，斷口呈亞貝殼狀，條痕顏色為黃色，具有金剛光澤或者玻璃光澤，半透明。鉻鉛礦易在火焰中熔化，也可以溶解在強酸中，因此利用強酸可以將礦物中的鉻鉛礦提取出來。鉻鉛礦是鉻酸鉛礦物，是最早發現元素鉻的礦物。鉻可以用來鍍在金屬表面防鏽，又由於顏色鮮艷，鉻鉛礦還被當作顏料。 鉬鉛礦是一種鉛鉬酸鹽礦物，主要成分是鎢、釩、鈣和稀土元素等物質，又被稱為彩鉬鉛礦，主要形成於礦床循環流體作用的氧化帶中，常與白鉛礦、褐鐵礦、方鉛礦、孔雀石等物質共生。鉬鉛礦的晶體為四方晶系，呈現出板狀、柱狀，有時也會出現雙椎狀，主要以塊狀、粒狀的集合體出現。純淨的鉬鉛礦的顏色從稻草黃到蠟黃，當含有鎢時會呈橘紅色或褐色，斷口為亞貝殼狀，條痕顏色從白色到淺黃色，具有松枝光澤或金剛光澤，從透明到半透明。鉬鉛礦並非鉬礦的主要來源，只是因為它鮮艷的色彩和光澤，所以受到全世界收藏家的喜愛。鉬鉛礦的主要產地有捷克、摩洛哥、阿爾及利亞、澳大利亞、墨西哥的本內特、美國的亞利桑那州等。 第五節 黑鎢礦和白鎢礦 黑鎢礦是鎢錳礦系列的過流礦物，常與錫石、毒砂等物質共生於花崗偉晶岩的石英礦脈中。黑鎢礦的晶體為柱狀、板狀，通常是雙晶，主要是塊狀的集合體。顏色會隨著鐵、錳的含量不同發生相應變化，顏色越深表示含鐵量越多，從褐紅色到黑色，條痕顏色從黃褐色到黑褐色，具有金屬光澤或者半金屬光澤，從半透明到不透明。黑鎢礦的熔點高，熔化速度非常慢，是提煉鎢的重要礦物之一。俄羅斯的西伯利亞、緬甸、泰國、澳大利亞、玻利維亞等地是黑鎢礦的主要產地。 白鎢礦是一種無酸鹽礦物，屬四方晶系，外表是粒狀石塊，在紫外線的照射下，或者加熱之後呈紫色。白鎢礦也是提煉鎢的重要礦物，常與黑鎢礦形成於接觸變質岩和偉晶岩中，還會出現在砂積礦床中。白鎢礦的晶體為假八面體或四方雙錐，主要以粒狀、緻密塊狀、塊狀的集合體出現；顏色是無色或白色，有時也會伴隨著灰白色、淺黃色、褐色、綠色等顏色，條痕呈白色，具有玻璃光澤或金剛光澤。受短波紫外線照射後的白鎢礦會呈藍白熒光，易溶解於酸溶液，這是對白鎢礦進行鑑定的主要依據。朝鮮南部的山塘、德國的薩克森、英國的康沃爾、澳大利亞的新南威爾斯、玻利維亞北部、美國的內華達州等都是白鎢礦的主要產地。