自然史 · 第八章 矽酸鹽
矽酸鹽是金屬元素（主要是鋁、鐵、鎂、鉀、鈉等）與矽、氧結合在一起形成的化合物的總稱。矽酸鹽礦物中最豐富、體積最大的一類，在地殼中廣泛分布，是構成多數岩石，如花崗岩等，以及土壤的主要成分。原生矽酸鹽也是構成岩漿岩和變質岩的主要礦物成分。
第一節 橄欖石、矽鎂石類和黃玉
橄欖石是八月份的誕生石，又被稱為「黃昏的祖母綠」，象徵著夫妻幸福。橄欖石分為鎂橄欖石和鐵橄欖石，前者含大量鎂元素，主要形成於基性、超基性岩以及大理岩中；後者則含大量鐵元素，常形成於快速冷卻的酸性岩石中。橄欖石的晶體是厚板狀，晶體末端是楔性，常以塊狀、緻密狀、粒狀的集合體出現；顏色多樣，從綠色、黃棕色到棕色、白色，斷口為貝殼狀，條痕呈無色，具有玻璃光澤，從透明到半透明。橄欖石易溶於酸溶液，並出現凝膠現象。橄欖石是一種著名的寶石，埃及人相信它擁有太陽的光明和力量，將其奉為「太陽的寶石」，佩戴它可以消除對夜間的恐懼。在美國的夏威夷，人們將橄欖石譽為「火神的眼淚」。橄欖石的主要產地是緬甸、美國等。
矽鎂石類是一種矽酸鹽礦物，它的晶體屬於正交晶系的島狀結構，包括矽鎂石、斜矽鎂石、塊矽鎂石、粉矽鎂石等礦物。主要形成於接觸變質石灰岩或某些礦脈中，常與方解石、石墨、結晶石、石榴子石的礦物伴生。矽鎂石的晶體非常小，又短又粗，主要是多種形狀的集合體；顏色多樣，從白色、黃色到橙色、棕色，斷口為參差狀，條痕呈棕色，具有玻璃光澤，從透明到半透明。矽鎂石的主要產地是義大利的蒙特索馬、芬蘭的巴拉古斯、瑞典的卡韋爾托普等。
黃玉是一種含水矽酸鹽礦物，主要形成於偉晶岩花崗岩礦脈的縫隙中，常與石英等礦物共生。黃玉的晶體通常呈完美的柱狀，有一些的重量可達100 千克，有時也以塊狀、粒狀、柱狀的集合體出現；顏色多樣，包括白色、紅色、灰色、黃色、綠色、紫色、粉紅色等，斷口為亞貝殼狀，條痕呈無色，具有玻璃光澤，從透明到半透明。黃玉在陽光下長時間暴曬會發生褪色。黃玉可作為研磨材料，也可作儀表軸承。透明漂亮的黃玉屬於名貴玉石。黃玉不能溶解於酸溶液，也不能熔於火，這是鑑定黃玉的主要特徵。黃玉在世界儲藏量大，最著名的產地是巴西的米納斯吉拉斯州，這裡的黃玉色彩豐富，包括黃色、深雪梨黃色、粉紅色、藍色、粉紅色及無色等。斯里蘭卡是黃玉的重要產地，此外，美國的加利福尼亞州也有黃玉礦藏。
第二節 十字石、硬綠泥石和紅柱石
十字石是島狀結構的矽酸鹽礦物，主要形成於富含鐵和鋁質的泥質岩石的變質岩中，如雲母、片岩、纖枚岩、片麻岩等，因有一個奇特的十字外形而得名，常與藍晶石、白雲母、石榴子石等礦物共生。十字石的晶體是短柱狀，橫斷面呈現出菱形，雙晶；顏色為棕色、黃色或黑色，斷口是貝殼狀或參差狀，條痕顏色從紅色到深灰色，具有玻璃光澤或者松脂光澤，從半透明到不透明。透明的十字石可作為寶石，具有很高的礦物學和岩石學意義。
硬綠泥石常形成於含鐵、鋁比較高的變質泥岩中，是這種岩石中的常見礦物，與白雲母、綠泥石、石榴子石、藍晶石等礦物共生。硬綠泥石的晶體是板狀，但很少見，一般為雙晶，主要以片狀、塊狀或鱗片、玫瑰花狀的集合體出現；顏色從深灰色到黑綠色，斷口是層參差狀，條痕的顏色從無色到淡綠色，具有珍珠光澤，而且是半透明的。因硬綠泥石的硬度比較高，常被用來製作硯石，瑞典是硬綠泥石最著名的產地。
紅柱石是主要形成於花崗岩、偉晶岩等變質岩中的一種矽酸鹽礦物，常與藍晶石、剛玉等礦物共生。紅柱石的晶體是柱狀，也以塊狀、纖維狀的集合體出現；顏色包括粉紅色、淺紅色、淺白色、淺綠色等，斷口為亞貝殼狀或參差狀，條痕呈無色，具有玻璃光澤，從透明到不透明。紅柱石是現在已知的最優質的耐火材料之一，不僅應用到冶煉工業的高級耐火材料和技術陶瓷工業中的原料中，還可用於冶煉高強度的輕質矽鋁合金。紅柱石的主要產地是西班牙的安達盧西亞、奧地利的迪羅爾州、巴西的米納斯吉拉斯等。
第三節 藍晶石、藍線石和藍柱石
藍晶石是一種島狀結構矽酸鹽礦，與紅柱石、矽線石構成同質多象變體，通常形成於變質岩中，如片岩、片麻岩等。藍晶石的晶體是柱狀、片狀，而且常是彎曲的晶體，還會以塊狀、前衛狀的集合體出現；顏色多樣，包括藍色、白色、灰色、綠色、黃色、黑色等，斷口為參差狀，條痕無色，具有玻璃光澤或珍珠光澤，從透明到半透明。藍晶石屬於高鋁礦物，是優質的耐火材料之一，抗化學腐蝕性能強，熱震機械強度大，受熱膨脹不可逆，是生產不定型材料和電爐頂磚、磷酸鹽不燒磚、莫來石磚等主要原料。藍晶石還是一種變質礦物，其變質相由綠片岩相到角閃岩相，也常用作寶石戒面、手鍊和項鍊。藍晶石的主要產地是美國的加利福尼亞州、愛荷華州、喬治亞州及加拿大、愛爾蘭、法國、義大利、瑞士、印度、巴西、朝鮮、澳大利亞等。
藍線石也是島狀矽酸鹽礦物，主要形成於富含鋁的變質岩或者偉晶岩中。藍線石的晶體是柱狀，但很少見，最常見的是片狀、纖維狀、放射狀的集合體；顏色包括藍色、紫羅蘭色、粉紅色、棕色，斷口是參差狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤至暗淡光澤，從透明到半透明。藍線石在工業上可以用來製作工業熔爐的內層。藍線石的主要產地是加拿大、法國、義大利、馬達加斯加、納米比亞、挪威、波蘭、斯里蘭卡和美國的亞利桑那州、加州、科羅拉多州等。
藍柱石是一種主要形成於偉晶岩、沖積砂礦床中的矽酸鹽礦物。藍柱石的晶體是柱狀，顏色為無色、藍色、白色，斷口為貝殼狀，條痕呈白色，具有玻璃光澤，從透明到半透明。除了用於製作寶石，藍柱石還可以用來提取鈹。藍柱石最重要的產地是巴西的米納斯吉拉斯，此外，加拿大的卡爾加里狄沃、俄羅斯的烏拉爾薩岡耶卡河、坦尚尼亞的莫羅哥羅、德國的巴伐利亞、匈牙利、克什米爾等地也是藍柱石的重要產地。
第四節 異極礦、符山石和綠柱石
異極礦通常是閃鋅礦氧化之後的產物，主要形成於鉛鋅硫化物礦床的氧化帶中，常與菱鋅礦、白鉛礦、褐鐵礦、方解石、硫酸鋁等礦物共生。異極礦的晶體為薄板狀，表面有縱向條紋，還以塊狀、緻密狀、葡萄狀、粒狀、纖維狀、皮殼狀的集合體出現；顏色多樣，包括白色、無色、藍色、灰色、棕色，斷口是貝殼狀或參差狀，條痕呈無色，具有玻璃光澤或者絲絹光澤，從透明到半透明。由於異極礦有著巨大的能量，而且能夠以穩定平和的方式釋放出來，因此常在醫療保健中應用，人們將其作為配飾佩戴之後，可以讓心情變得平靜。異極礦與菱鋅礦相似，存在的區別是異極礦遇酸不會起泡。最著名的異極礦的產地是英國。
符山石也是島狀結構的矽酸鹽礦物，主要形成於接觸蝕變的石灰岩和某些岩漿岩中，常與綠簾石、石榴子石、方結石等礦物共生。符山石的晶體屬於四方晶系，常呈四方體和四方錐形，晶體表面有縱紋，還會以柱狀、放射狀、緻密塊狀的集合體出現；顏色包括黃色、灰色、綠色、褐色，斷口是貝殼狀或參差狀，具玻璃光澤，從透明到半透明。晶瑩剔透、色澤艷麗的符山石是一種優質的寶石，巴基斯坦、挪威、美國等地都有這種礦物，其中美國的加利福尼亞出產的綠色、綠黃色緻密塊狀符山石，因質地細膩，有「加州玉」的美稱。
綠柱石是環狀結構的矽酸鹽礦物，屬於六方晶系，主要形成於偉晶岩或花崗岩中，還會出現在一些變質岩中。綠柱石的晶體是六方體，晶體表面有縱紋，以晶簇或針狀集合體出現，有時會形成偉晶，長度可到5 米，重達18 噸。顏色通常是淺綠色，但若含有銫時，會呈粉紅色，被稱為「玫瑰綠柱石」；若含有鉻時，會呈翠綠色，也就是俗稱的「祖母綠」；若含有二價鐵時，會呈淡藍色，被稱為「海藍寶石」；含有三價鐵時，會呈黃色，稱為「黃綠寶石」。斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具玻璃光澤，從透明到透明。綠柱石也是冶煉鈹的重要原料之一，色澤美麗的綠柱石為珍貴的寶石，具有很高的收藏價值。
第五節 電氣石、黑柱石和斧石
電氣石的別稱是「碧璽」，是一種含硼的環狀結構矽酸鹽礦物，通常形成於花崗岩、偉晶岩以及一些變質岩中，常與綠柱石、石英等礦物共生。電氣石的晶體為柱狀，晶體表面有縱紋，橫斷面呈球面三角形，主要以棒狀、放射狀、束針狀等集合體出現，偶爾也以緻密塊狀出現。電氣石類有七個品種，分別是鋰電氣石、鐵電氣石、鈉鐵電氣石、鎂電氣石、紅電氣石、鉻鎂電氣石以及鈣鎂電氣石，斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈無色，具玻璃光澤，從透明到不透明。電氣石中含多種人體必需的天然礦物質，而且由於電氣石本身擁有微弱的電流，因此蘊含的礦物質很容易為人體所吸收，成為人類補充礦物質的上佳來源。
黑柱石主要形成於岩漿或者熔岩的接觸變質帶中，還會出現在正長岩中。黑柱石的晶體是柱狀晶體，表面有金剛石形的橫截面和條紋，還會以塊狀、緻密狀的集合體出現，顏色為黑色或灰色，斷口為參差狀，條痕呈黑色、綠色和棕色，具半金屬光澤，而且是不透明的。黑柱石易溶於鹽酸，並有凝膠現象產生，也可以熔化在火焰中。
斧石主要存在於接觸變質蝕變的鈣質岩石中，晶體為板狀和楔形，主要是塊狀、片狀的集合體；顏色多樣，包括紅棕色、黃色、無色、紫羅蘭色和灰色等，斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈無色，具玻璃光澤，從透明到半透明。世界最著名的斧石產地是法國。
第六節 鋰輝石、硬玉和陽起石
鋰輝石主要形成於花崗岩、偉晶岩中，常與長石、白雲石、黑雲母、石英、綠柱石、電氣石、黃玉等礦物共生。鋰輝石的晶體為扁平柱狀，雙晶，晶體表面有縱紋，還有明顯的三角形表面印痕，偶爾會形成巨大的晶體，還以劈裂的塊狀體產出；顏色多樣，包括無色、白色、灰色、淺綠色、淺黃色、淡紫色等，斷口為參差狀，條痕呈白色，具玻璃光澤，從透明到半透明。鋰輝石不溶解，但可熔化，因為含有鋰元素，所以在燃燒時會有紅色火焰出現。鋰輝石有紫鋰輝石和翠鉻鋰輝石兩個品種，翠鉻鋰輝石呈綠色，晶體非常小，僅僅產於美國的北卡羅來納州。
硬玉是由鋼和鋁的矽酸鹽礦物組成，含有多種氧化物，其中二氧化矽占58.28%，氯化鈉占13.94%，氧化鈣占1.62%，氧化鎂占0.91%，三氧化二鐵占0.64%，除此之外，還含有微量的鉻、鎳等元素。主要形成於超基性岩和某些片岩中，也會形成於小礦脈或燧石、雜砂岩透鏡體中。硬玉的晶體為細小的柱狀，晶體表面有條紋，但很少形成晶體，如果形成晶體，則多為雙晶，通常以塊狀、粒狀的集合體出現；顏色為綠色，偶有白色、灰色和紫紅色，含有氧化鐵雜質時，會呈黃色或棕色；斷口為多片狀，條痕呈無色，具玻璃光澤或油脂光澤，半透明。硬玉按顏色和質地可以劃分為20 多個品種，包括寶石綠、艷綠、黃陽綠、陽俏綠、菠菜綠、蛙綠、瓜皮綠、油綠、紫羅蘭、藕粉色等。
陽起石是矽酸鹽類礦物中的角閃石族透閃石，主要形成於片岩、角閃岩中。陽起石的晶體為長葉片狀，雙晶，也以片狀、柱狀、纖維狀、粒狀的集合體出現。顏色從淡綠色到墨綠色，斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具玻璃光澤，從透明到不透明。陽起石多用於醫藥，對陽痿和婦女子宮久冷等有治療效果，還可緩解腰膝酸軟等症狀。陽起石是透閃石中超過2% 的鎂離子被二價鐵離子置換而形成的礦物，如果陽起石中鐵的含量比較高，會呈現出深綠色或者黑色，被稱為鐵陽起石。石棉狀陽起石的顏色為白色或灰色。陽起石質硬而脆，折斷後的斷面不是平整的，呈纖維狀或細柱狀。
第七節 針鈉鈣石、矽灰石和柱星葉石
針鈉鈣石主要形成於玄武岩空洞（熔岩的氣孔）中，常與沸石類礦物共生，如片沸石、鈣十字沸石、方沸石等，也有少量形成於鈣質變質岩、鹼性侵入岩和雲母橄欖岩中。針鈉鈣石的集合體是針狀，常以塊狀體、板狀晶體產出；顏色包括白色、無色、淺灰色、深色狀，斷口為參差狀，條痕呈白色，具玻璃光澤或絲絹光澤，透明或半透明。鑑定針鈉鈣石，可視其能否在鹽酸中產生凝膠現象和在密閉空間內加熱是否會生成少量水分作為特徵和依據。針鈉鈣石的著名產地有美國加利福尼亞和英國的愛丁堡。
矽灰石礦石有兩種自然類型：矽卡岩型礦石和矽灰石型（如石英、方解石）礦石。矽卡岩型礦石主要存在於矽卡岩型礦床中，礦物組成很複雜，常與石英、方解石、透輝石、石榴子石等礦物伴生；矽灰石型礦石主要形成於接觸變質岩、區域變質岩型礦床中。矽灰石的晶體構造有兩種：緻密塊狀礦石和粗晶矽灰石礦石，緻密塊狀主要以粒狀、柱狀、纖維狀的集合體產出，有個別極細粒緻密的呈玉狀；後者主要呈板柱狀、束狀、放射狀。矽灰石是一種新興的工業原料，主要應用於陶瓷工業上，其次也用作冶金保護渣和塗料，還可用作製成電焊條藥皮、石棉代用品、磨料黏結劑、玻璃配料及生產橡膠、塑料、絕緣材料、紙張等物品的填料。矽灰石的主要產地是美國、俄羅斯等。
柱星葉石是一種主要形成於中性深成岩中的副礦物，常與藍錐礦、鈉沸石等礦物伴生。柱星葉石的晶體為柱狀，晶面呈正方形；顏色是黑色、深棕色，斷口為貝殼狀，條痕呈紅棕色，具有玻璃光澤，而且不透明。柱星葉石在丹麥格陵蘭島被首次發現，世界上著名的柱星葉石產地是美國加州的達拉斯寶石礦、加拿大魁北克省的聖海拉爾山，以及澳大利亞、俄羅斯、丹麥等。
第八節 白雲母、鋰雲母和黑雲母
白雲母在世界範圍廣泛分布，主要形成於岩漿岩中，尤其是花崗岩等酸性岩石，還會形成於變質岩中，如片岩、片麻岩等。形成於花崗岩中的白雲母晶體，有著巨大工業價值；偉晶岩中的白雲母則是經過多個階段形成的；變質岩中的白雲母分布範圍廣泛，是在高溫和鉀的雙重作用下形成的。白雲母的晶體為板狀，晶體表面是六邊形，雙晶，也以鱗片狀、緻密狀的集合體出現；顏色多樣，包括白色、灰色、綠色、紅色、棕色等，斷口為參差狀，條痕呈無色，具有玻璃光澤或珍珠光澤，從透明到半透明。白雲母不溶於酸，隔熱性很強。
鋰雲母又叫鱗雲母，是常見的鋰礦物，常與電氣石等礦物一起形成於酸性岩石中，如花崗岩、偉晶岩等，也有生成於含有大量錫的礦脈中的。鋰雲母的晶體為板形，晶體形狀是假六面形，也有以鱗片、塊狀的集合體產出；顏色包括粉紅色、紫色、淺灰色、白色等，斷口為參差狀，條痕呈無色，具珍珠光澤，從透明到半透明。鋰雲母熔化時會產生氣泡，同時產生深紅色的火焰，不溶於酸溶液，但熔化之後能夠與酸進行反應。鋰雲母是提取稀有金屬鋰的重要礦物之一，由於它常常含有銫和銣，因此也是提取這些稀有金屬的重要原料之一。
黑雲母主要形成於岩漿岩、變質岩中，黑雲母的晶體為板狀、柱狀、錐狀，最常見的是假六方板體；顏色包括黑色、深棕色、黑棕色、綠色等，偶爾會有白色的黑雲母，但極其罕見；斷口為參差狀，條痕呈無色，具玻璃光澤，從透明到半透明。黑雲母受熱水溶液作用後可蝕變為綠泥石、白雲母和絹雲母等其他礦物，但含鐵量高，絕緣性能差。黑雲母可應用於建材行業，用作建築材料的填充物，也可廣泛應用於消防、造紙、橡膠等化工工業，有著很高的實用價值。
第九節 中長石、奧長石和培斜長石
中長石和奧長石都是中性斜長石，是鈣長石和鈉長石的過渡類型，主要形成於中性岩和變質岩中，如安山岩、角閃岩等。中長石的晶體為板狀，雙晶，主要以緻密狀、塊狀、粒狀的集合體出現；顏色有灰色、無色或白色，斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具玻璃光澤，從透明到半透明。
奧長石又叫更長石，也是斜長石的一種，主要形成於噴發岩、變質岩和深成岩中，如花崗岩、偉晶岩、中性正長岩、安山岩、玄武岩等。奧長石的晶體為板狀，雙晶，主要以塊狀、粒狀、緻密狀的集合體出現；顏色多樣，包括灰色、白色、淺黃色、棕色、淺紅色、無色等，斷口為貝殼狀或參差狀，條痕呈白色，具玻璃光澤，從透明到半透明。奧長石的包裹體有燦爛的反射光，這也是對它進行鑑定的主要依據。奧長石可作為玻璃工業和陶瓷工業的製作原料。奧長石混合鈉長石或金屬礦物後，呈肉紅色，並因含有鱗片狀鏡鐵礦細小包裹體而顯現金黃色閃光的變種，又被稱為「日光石」，只是產出較少，屬於中檔寶石。奧長石在世界各地均有廣泛分布。
培斜長石同樣是一種斜長石，它是多種岩漿岩的重要組成，如粗弦岩、玄武岩、蘇長岩等，主要形成於變質岩中，如片麻岩、片岩等。培斜長石的晶體為板狀，雙晶，主要以塊狀、緻密狀、粒狀的集合體出現；顏色有白色、無色、灰色和淺棕色，條痕呈白色，具玻璃光澤，從透明到不透明。培斜長石是陶瓷工業和玻璃工藝的製造原料，其中色澤美麗的培斜長石還可以用來製作寶玉石，如日光石。培斜長石的分布範圍非常廣泛，全球均有產出。
第十節 青金石、白榴石和方柱石
青金石的工藝名稱為「青金」，它的波斯語和阿拉伯語分別為「拉術哇爾」和「拉術爾」，印度語為「雷及哇爾」。青金石是一種透明或半透明的寶石，顏色有藍色、藍紫色或藍綠色，主要由天藍石和方解石兩種礦物組成，一般形成於高溫變質石灰岩中。青金石的晶體是菱形十二面體、八面體或立方體，但很少見，主要以緻密塊狀、粒狀的集合體出現；顏色多樣，包括深藍色、紫藍色、天藍色、綠藍色等，斷口為參差狀，條痕呈藍色，具暗淡光澤，半透明。青金石與其他寶石的最大區別在於，它不是一種礦物而是一種岩石。青金石常被用來製作成念珠、鍾殼、錶盤、煙盒等裝飾物；同時，它也是適合男士的一種珠寶飾物。青金石最著名產地是阿富汗，美國、緬甸、加拿大、蒙古、智利、安哥拉、巴基斯坦和印度等也有產出。
青金石製作成的小飾品受到人們的喜愛，因為它充分體現了人們溫文爾雅的高貴氣質。此外，青金石還有利於睡眠，能幫助冥想練習者迅速進入冥想狀態。如果在開車時佩戴它，能保持心境的平和，消除由於交通不暢引起的情緒不安。小朋友佩戴青金石還可促進身體發育。
白榴石屬於長石類，主要形成於基性岩中，特別是富含鉀的基性岩。白榴石晶體屬於四方晶系，通常為四角體或八面體，也有立方體和十二面體，晶體表面布滿雙晶條紋，晶體形態主要是雙晶；顏色為白色、無色、灰色、黃白色等，斷口是貝殼狀，條痕呈紅色，具玻璃光澤，從透明到不透明。白榴石是提取鉀、鋁和工業明礬的主要礦物，具有重要價值。其主要產地是義大利的維蘇威火山、美國。
白榴石屬於典型的矽氧不飽和高溫礦物，常見於第三紀之後的火山熔岩中，不能與原生石英共生。白榴石在後期作用的影響下，常變化為正長石和絹雲母，但外形不會改變，所以又被稱為「假白榴石」或者「變白榴石」。在受到含鈉溶液作用時，白榴石會變為方沸石，轉變的過程中，白榴石的鉀元素會溶解到土壤中，因此，含有白榴石的土壤通常比較肥沃。
方柱石是方長石礦物，在化學組成上是完全類質同象系列的一族架狀結構矽酸鹽礦物的總稱，主要形成於遠基性成分出現變化的岩漿岩中，也可能出現在深層變質岩中。方柱石又叫「文列石」，這是以德國探險家和礦物學家哥特別·文列的名字命名的，以紀念這位偉大的人物。方柱石遇長波和短波紫外線會產生反應，並有強磷光現象出現。方柱石的晶體為柱狀，以塊狀、粒狀的集合體出現；顏色多樣，包括無色、白色、灰色、淺黃色、粉紅色等，斷口為貝殼狀或者參差狀，條痕呈無色，具玻璃光澤或珍珠光澤，從透明到半透明。方柱石的分布範圍非常廣泛，但寶石級的方柱石極罕見。方柱石的主要產地是緬甸的莫谷、巴西、馬達加斯加、莫三比克、坦尚尼亞、斯里蘭卡、加拿大的安大略和魁北克等。