自然史 · 第七章 磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽

磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽是金屬元素分別與磷酸根、砷酸根、釩酸根結合在一起而形成的化合物，這類礦物主要是由原生硫化物氧化而成，性質多樣，顏色各異，質地比較軟，而且很容易破碎。 第一節 天藍石、藍鐵礦和獨居石 天藍石是一種含有氫基的鹼性磷酸鋁鎂礦物，主要形成於多種地質環境中，如石英礦脈、花崗偉晶岩、變質岩等。常與紅柱石、金紅石等礦物共生，變質伴生礦物包括石英、石榴子石、藍晶石、白雲母、葉蠟石、剛玉等。天藍石的晶體為雙錐狀，還會出現板狀，體積較大，常為雙晶，主要以塊狀、粒狀、緻密狀的集合體出現；顏色有藍色、淺藍色、藍綠色等，斷口為參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤或者暗淡光澤，從半透明到不透明。天藍石是一種可以媲美青金石的高檔寶石，又被稱為「假青金石」。印度的巴漢達拉、美國的新罕布希爾州和加州、巴西的米納斯吉拉斯、安哥拉、瑞典、馬達加斯加和奧地利等都是天藍石的主要產地。 藍鐵礦是一種含水磷酸鹽類礦物，主要形成於鐵礦床和錳礦床的氧化帶中。藍鐵礦的晶體為長柱狀、板狀，主要是以塊狀，片狀、纖維狀的集合體出現。純淨的藍鐵礦是無色的，風化之後顏色變深，斷口為參差狀，條痕的顏色從無色到藍白色，具有玻璃光澤或者珍珠光澤，從透明到半透明。藍鐵礦易溶於鹽酸，因藍鐵礦的硬度較低，且非常清脆，所以只適於收藏。此外，它可以作為綠松石和藍鐵方柱石的著色劑。玻利維亞、喀麥隆、美國的愛達荷州列姆希科、加拿大、澳大利亞、日本和俄羅斯等是世界藍鐵礦的主要產地。 獨居石是包括獨居石鈰、獨居石榴以及獨居石釹等礦物在內的一個礦物系列，具放射性。作為副礦物，獨居石主要形成於偉晶岩和變質岩的礦脈中，地質學家曾在偉晶岩中發現重量達幾千克的特大獨居石晶體。此外，砂積礦床，如河流或者灘地砂層也有獨居石產出。獨居石的晶體很小，通常是板狀、柱狀，雙晶，表面很粗糙且有許多條紋，主要以粒狀的集合體出現；顏色多樣，有棕色、紅棕色、黃棕色、粉紅色、黃色、淺綠色、白色等，斷口是貝殼狀或者參差狀，條痕呈白色，具有松脂光澤、蠟質光澤或者玻璃光澤，從透明到半透明。巴西、印度、斯里蘭卡、澳大利亞、南非和中國等都是獨居石的主要產地。 第二節 綠松石、銀星石和磷灰石 綠松石，別名「土耳其玉」，由富含大量鋁的岩漿岩或者沉積岩經過分化形成。綠松石基本不會形成晶體，但有時會出現短小的柱狀晶體，主要以塊狀、粒狀、鍾乳狀、結核狀、皮殼狀、細脈狀的集合體出現。綠松石的顏色包括藍色、綠色、灰色等，斷口是貝殼狀，條痕呈白色、淺綠色，具有蠟燭光澤或者暗淡光澤，從透明到不透明。綠松石屬於優質的玉石材料，被國際珠寶界分為四個品級，一級品為波斯級，二級品為美洲級，三級品是埃及級，四級品是阿富汗級，其中以一級品為最優質的綠松石。 銀星石是一種次生礦物，主要形成於岩石的縫隙中。銀星石也很難形成晶體，只會形成細小的柱狀晶體，主要以放射狀、針狀、皮殼狀、球狀的集合體出現；顏色包括白色、黃色、黃棕色，斷口是亞貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤、松脂光澤或珍珠光澤，從透明到半透明。銀星石被應用到醫藥領域，可以用來治療吐血、咯血等症狀。銀星石的主要產地是英國和美國。 磷灰石主要形成於岩漿岩或者變質石灰岩中，磷灰石的晶體是柱狀、板狀，主要以塊狀、緻密狀、粒狀的集合體出現；顏色一般是綠色，有時也會出現無色、白色、黃色、淺紅色、棕色、灰色、紫色等，斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤或松脂光澤，從透明到半透明。磷灰石是提取製造磷肥和提取磷及其他化合物的主要原料之一。另外，磷灰石晶體的色澤透明而潤美，具有一定的收藏價值，俄羅斯是著名的磷灰石產地。 第三節 水砷鋅礦、光線礦和鈷華 水砷鋅礦常與方解石、褐鐵礦、孔雀石、藍銅礦等礦物一起共生於礦脈的氧化帶中，水砷鋅礦的晶體是長板狀等徑狀，雙晶，主要是球狀的塊體。水砷鋅礦的顏色是黃綠色，斷口為亞貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤，從透明到半透明。 光線礦是次生礦物，主要存在於硫化銅礦床的氧化帶中，常與橄欖銅礦等礦物伴生。光線礦的晶體是扁長的板狀、菱面體狀，也會以薔薇花狀的集合體出現，而內部是反射狀的；顏色從藍綠色到黑綠色，斷口為參差狀，條痕的顏色是藍綠色，具有玻璃光澤或者珍珠光澤，從透明到半透明。 鈷華是一種含水砷酸鈷，也屬於次生礦物，主要形成於鈷礦脈的氧化帶中。鈷華的晶體是柱狀、針狀，晶體表面布滿了條紋，常以土狀塊體、葉片狀的集合體出現。顏色從深紫色到粉紅色，斷口為參差狀，條痕呈淡紅色，具有金剛光澤、玻璃光澤或珍珠光澤，從透明到半透明。鈷華主要用來提煉鈷，也可以作為玻璃和陶瓷的染色劑。此外，鈷華還是尋找自然銀礦的標誌，地質學家可以按地表的鈷華尋找到其他礦物或者伴生銀。 第四節 砷鉛礦和橄欖銅礦、臭蔥石 砷鉛礦常與磷氯鉛礦、釩鉛礦、方鉛礦、硫酸鉛礦、異極礦、毒砂等物質共生於鉛礦床的氧化帶中，砷鉛礦的晶體是針狀、圓筒狀、細長的柱狀，還會出現葡萄狀、顆粒狀的集合體；顏色多樣，包括黃色、橙色、棕色、白色、無色、淺綠色等，斷口為亞貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤或松脂光澤，從透明到半透明。砷鉛礦易溶於鹽酸，也能在火焰中熔化，並散發出強烈如大蒜的味道。砷鉛礦是冶煉鉛的重要礦物之一。 橄欖銅礦常與孔雀石、藍銅礦、方解石、透視石、臭蔥石等礦物共生於硫化銅礦床的氧化帶中。橄欖銅礦的晶體是柱狀、針狀、板狀，也有球狀、腎狀的塊體出現；顏色包括橄欖綠、棕色、淺黃色、灰色或白色，斷口是貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤或者絲絹光澤，從半透明到不透明。橄欖銅礦易溶於酸溶液，加熱之後會散發出與大蒜相似的味道。 臭蔥石是一種罕見的砷酸鹽礦物，主要形成於含有砷礦的外層氧化帶中，也會在溫泉外圍呈殼層狀沉澱。臭蔥石的晶體為雙錐狀、柱狀、板狀，主要是以塊狀、土狀的集合體出現；顏色多樣，包括綠色、藍色、棕色、無色、紫羅蘭色等，斷口為亞貝殼狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤、松脂光澤或暗淡光澤，從透明到半透明。臭蔥石易溶於鹽酸和硝酸，加熱之後散發出大蒜的氣味，如果在封閉的空間內被加熱，會釋放水分。墨西哥、希臘、巴西、英國和美國的加州、安大略湖等是臭蔥石的主要產地。 第五節 釩鉀鈾礦、釩銅礦和釩鉛礦 釩鉀鈾礦也被稱為「釩酸鉀鈾礦」，屬於次生礦物，主要分布在有機質沉積岩的風化帶或沉積鈾礦床的氧化帶中。釩鉀鈾礦的晶體微小且扁平，主要以粉狀、微晶塊狀、皮殼狀的集合體出現；顏色為鮮紅色、綠黃色，斷口為參差狀，條痕呈黃色，晶體具有珍珠光澤，塊體具有暗淡光澤，而且是半透明的。釩鉀鈾礦具很強放射性，易溶於酸溶液。純淨的釩鉀鈾礦中含有的鈾大約是53%，釩的比重約為12%，是提取鈾、釩及鐳的礦物原料。 釩銅礦是其他銅礦發生變化而形成的產物，晶體是皮殼鱗片狀，通常具有三角形或者六邊形的輪廓，雙晶，一般是片狀，還會以玫瑰狀、蜂窩狀的集合體出現；顏色是綠色、黃色、棕色，斷口為參差狀，條痕呈黃綠色，具有玻璃光澤或珍珠光澤，而且是半透明的。釩銅礦易溶於酸溶液。 釩鉛礦是一種不常見的礦物，只能從一個已經存在的礦物通過化學變化來形成，所以它是一種次生礦物。釩鉛礦的晶體結構類似於磷灰石的晶體結構，自然環境下，主要形成於鉛礦床的氧化帶中；在乾旱條件的地區，釩鉛礦由原生鉛礦石氧化形成。釩鉛礦有時可以形成空心的柱狀晶體，顏色包括鮮紅色、紅色、棕紅色、黃色，斷口是貝殼狀或參差狀，條痕呈白色或淺黃色，具有松脂光澤或半金剛光澤，從透明到半透明。釩鉛礦可以在火焰中熔化，也易溶於酸溶液；蒸發之後會留下紅色的沉澱，而其他釩酸類礦物則是形成白色沉澱。釩鉛礦是提煉釩的主要礦物，也是提煉鉛的次要礦物。此外，由於釩鉛礦色彩絢麗，有光澤，成為許多礦物收藏家關注的目標。釩鉛礦的主要產地是美國的新墨西哥州、加州和亞利桑那州，還有阿根廷、南非、奧地利、英國和摩洛哥等，礦藏分布範圍廣，全世界超過400 座礦井中出現過它的身影。