第七章 磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐

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磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐是金属元素分别与磷酸根、砷酸根、钒酸根结合在一起而形成的化合物,这类矿物主要是由原生硫化物氧化而成,性质多样,颜色各异,质地比较软,而且很容易破碎。

第一节 天蓝石、蓝铁矿和独居石

天蓝石是一种含有氢基的碱性磷酸铝镁矿物,主要形成于多种地质环境中,如石英矿脉、花岗伟晶岩、变质岩等。常与红柱石、金红石等矿物共生,变质伴生矿物包括石英、石榴子石、蓝晶石、白云母、叶蜡石、刚玉等。天蓝石的晶体为双锥状,还会出现板状,体积较大,常为双晶,主要以块状、粒状、致密状的集合体出现;颜色有蓝色、浅蓝色、蓝绿色等,断口为参差状,条痕呈白色,具有玻璃光泽或者暗淡光泽,从半透明到不透明。天蓝石是一种可以媲美青金石的高档宝石,又被称为“假青金石”。印度的巴汉达拉、美国的新罕布什尔州和加州、巴西的米纳斯吉拉斯、安哥拉、瑞典、马达加斯加和奥地利等都是天蓝石的主要产地。

蓝铁矿是一种含水磷酸盐类矿物,主要形成于铁矿床和锰矿床的氧化带中。蓝铁矿的晶体为长柱状、板状,主要是以块状,片状、纤维状的集合体出现。纯净的蓝铁矿是无色的,风化之后颜色变深,断口为参差状,条痕的颜色从无色到蓝白色,具有玻璃光泽或者珍珠光泽,从透明到半透明。蓝铁矿易溶于盐酸,因蓝铁矿的硬度较低,且非常清脆,所以只适于收藏。此外,它可以作为绿松石和蓝铁方柱石的着色剂。玻利维亚、喀麦隆、美国的爱达荷州列姆希科、加拿大、澳大利亚、日本和俄罗斯等是世界蓝铁矿的主要产地。

独居石是包括独居石铈、独居石榴以及独居石钕等矿物在内的一个矿物系列,具放射性。作为副矿物,独居石主要形成于伟晶岩和变质岩的矿脉中,地质学家曾在伟晶岩中发现重量达几千克的特大独居石晶体。此外,砂积矿床,如河流或者滩地砂层也有独居石产出。独居石的晶体很小,通常是板状、柱状,双晶,表面很粗糙且有许多条纹,主要以粒状的集合体出现;颜色多样,有棕色、红棕色、黄棕色、粉红色、黄色、浅绿色、白色等,断口是贝壳状或者参差状,条痕呈白色,具有松脂光泽、蜡质光泽或者玻璃光泽,从透明到半透明。巴西、印度、斯里兰卡、澳大利亚、南非和中国等都是独居石的主要产地。

第二节 绿松石、银星石和磷灰石

绿松石,别名“土耳其玉”,由富含大量铝的岩浆岩或者沉积岩经过分化形成。绿松石基本不会形成晶体,但有时会出现短小的柱状晶体,主要以块状、粒状、钟乳状、结核状、皮壳状、细脉状的集合体出现。绿松石的颜色包括蓝色、绿色、灰色等,断口是贝壳状,条痕呈白色、浅绿色,具有蜡烛光泽或者暗淡光泽,从透明到不透明。绿松石属于优质的玉石材料,被国际珠宝界分为四个品级,一级品为波斯级,二级品为美洲级,三级品是埃及级,四级品是阿富汗级,其中以一级品为最优质的绿松石。

银星石是一种次生矿物,主要形成于岩石的缝隙中。银星石也很难形成晶体,只会形成细小的柱状晶体,主要以放射状、针状、皮壳状、球状的集合体出现;颜色包括白色、黄色、黄棕色,断口是亚贝壳状或参差状,条痕呈白色,具有玻璃光泽、松脂光泽或珍珠光泽,从透明到半透明。银星石被应用到医药领域,可以用来治疗吐血、咯血等症状。银星石的主要产地是英国和美国。

磷灰石主要形成于岩浆岩或者变质石灰岩中,磷灰石的晶体是柱状、板状,主要以块状、致密状、粒状的集合体出现;颜色一般是绿色,有时也会出现无色、白色、黄色、浅红色、棕色、灰色、紫色等,断口为贝壳状或参差状,条痕呈白色,具有玻璃光泽或松脂光泽,从透明到半透明。磷灰石是提取制造磷肥和提取磷及其他化合物的主要原料之一。另外,磷灰石晶体的色泽透明而润美,具有一定的收藏价值,俄罗斯是著名的磷灰石产地。

第三节 水砷锌矿、光线矿和钴华

水砷锌矿常与方解石、褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等矿物一起共生于矿脉的氧化带中,水砷锌矿的晶体是长板状等径状,双晶,主要是球状的块体。水砷锌矿的颜色是黄绿色,断口为亚贝壳状或参差状,条痕呈白色,具有玻璃光泽,从透明到半透明。

光线矿是次生矿物,主要存在于硫化铜矿床的氧化带中,常与橄榄铜矿等矿物伴生。光线矿的晶体是扁长的板状、菱面体状,也会以蔷薇花状的集合体出现,而内部是反射状的;颜色从蓝绿色到黑绿色,断口为参差状,条痕的颜色是蓝绿色,具有玻璃光泽或者珍珠光泽,从透明到半透明。

钴华是一种含水砷酸钴,也属于次生矿物,主要形成于钴矿脉的氧化带中。钴华的晶体是柱状、针状,晶体表面布满了条纹,常以土状块体、叶片状的集合体出现。颜色从深紫色到粉红色,断口为参差状,条痕呈淡红色,具有金刚光泽、玻璃光泽或珍珠光泽,从透明到半透明。钴华主要用来提炼钴,也可以作为玻璃和陶瓷的染色剂。此外,钴华还是寻找自然银矿的标志,地质学家可以按地表的钴华寻找到其他矿物或者伴生银。

第四节 砷铅矿和橄榄铜矿、臭葱石

砷铅矿常与磷氯铅矿、钒铅矿、方铅矿、硫酸铅矿、异极矿、毒砂等物质共生于铅矿床的氧化带中,砷铅矿的晶体是针状、圆筒状、细长的柱状,还会出现葡萄状、颗粒状的集合体;颜色多样,包括黄色、橙色、棕色、白色、无色、浅绿色等,断口为亚贝壳状或参差状,条痕呈白色,具有玻璃光泽或松脂光泽,从透明到半透明。砷铅矿易溶于盐酸,也能在火焰中熔化,并散发出强烈如大蒜的味道。砷铅矿是冶炼铅的重要矿物之一。

橄榄铜矿常与孔雀石、蓝铜矿、方解石、透视石、臭葱石等矿物共生于硫化铜矿床的氧化带中。橄榄铜矿的晶体是柱状、针状、板状,也有球状、肾状的块体出现;颜色包括橄榄绿、棕色、浅黄色、灰色或白色,断口是贝壳状或参差状,条痕呈白色,具有玻璃光泽或者丝绢光泽,从半透明到不透明。橄榄铜矿易溶于酸溶液,加热之后会散发出与大蒜相似的味道。

臭葱石是一种罕见的砷酸盐矿物,主要形成于含有砷矿的外层氧化带中,也会在温泉外围呈壳层状沉淀。臭葱石的晶体为双锥状、柱状、板状,主要是以块状、土状的集合体出现;颜色多样,包括绿色、蓝色、棕色、无色、紫罗兰色等,断口为亚贝壳状,条痕呈白色,具有玻璃光泽、松脂光泽或暗淡光泽,从透明到半透明。臭葱石易溶于盐酸和硝酸,加热之后散发出大蒜的气味,如果在封闭的空间内被加热,会释放水分。墨西哥、希腊、巴西、英国和美国的加州、安大略湖等是臭葱石的主要产地。

第五节 钒钾铀矿、钒铜矿和钒铅矿

钒钾铀矿也被称为“钒酸钾铀矿”,属于次生矿物,主要分布在有机质沉积岩的风化带或沉积铀矿床的氧化带中。钒钾铀矿的晶体微小且扁平,主要以粉状、微晶块状、皮壳状的集合体出现;颜色为鲜红色、绿黄色,断口为参差状,条痕呈黄色,晶体具有珍珠光泽,块体具有暗淡光泽,而且是半透明的。钒钾铀矿具很强放射性,易溶于酸溶液。纯净的钒钾铀矿中含有的铀大约是53%,钒的比重约为12%,是提取铀、钒及镭的矿物原料。

钒铜矿是其他铜矿发生变化而形成的产物,晶体是皮壳鳞片状,通常具有三角形或者六边形的轮廓,双晶,一般是片状,还会以玫瑰状、蜂窝状的集合体出现;颜色是绿色、黄色、棕色,断口为参差状,条痕呈黄绿色,具有玻璃光泽或珍珠光泽,而且是半透明的。钒铜矿易溶于酸溶液。

钒铅矿是一种不常见的矿物,只能从一个已经存在的矿物通过化学变化来形成,所以它是一种次生矿物。钒铅矿的晶体结构类似于磷灰石的晶体结构,自然环境下,主要形成于铅矿床的氧化带中;在干旱条件的地区,钒铅矿由原生铅矿石氧化形成。钒铅矿有时可以形成空心的柱状晶体,颜色包括鲜红色、红色、棕红色、黄色,断口是贝壳状或参差状,条痕呈白色或浅黄色,具有松脂光泽或半金刚光泽,从透明到半透明。钒铅矿可以在火焰中熔化,也易溶于酸溶液;蒸发之后会留下红色的沉淀,而其他钒酸类矿物则是形成白色沉淀。钒铅矿是提炼钒的主要矿物,也是提炼铅的次要矿物。此外,由于钒铅矿色彩绚丽,有光泽,成为许多矿物收藏家关注的目标。钒铅矿的主要产地是美国的新墨西哥州、加州和亚利桑那州,还有阿根廷、南非、奥地利、英国和摩洛哥等,矿藏分布范围广,全世界超过400 座矿井中出现过它的身影。