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地球的往事:石头这东西每个都可以立传

发布日期:2017-09-06    来源:新浪收藏    责任编辑:钿钿    阅读:1176

【中华收藏网讯】大家好,我叫马志飞,是一位地质工作者。我常年工作的地方是在野外,所以今天有机会来到广州这个大城市,我很高兴。

其实说起石头这个东西,大家应该都认识,都能叫上一些名字来,比如说花岗岩、大理岩,像这种钻石,下边这个水晶,红宝石、蓝宝石,还有这个其实跟祖母并没有任何关系的祖母绿。

很多朋友会微信发一些图片问我,说马老师,你看看这是什么石头。还有说你看这块石头别人说是陨石,是真的假的?还有的给我发来一个图片,说我买的这块石头花了几千块钱,你看值不值?

还有这样的,就是给我寄来一些像鸽子蛋一样的东西,然后问我说这是不是化石。其实等我收到之后发现这东西完全就是人工打磨的。

石头.jpg 

自然界中的石头分为沉积岩、火成岩、变质岩三大类,然后又细分为上千种。而在这些岩石中存在着四千多种矿物,而且每年都有几十种的新发现。在这些矿物中有一二百种出类拔萃的,就是能够成为宝石的东西。所以在这么多岩石中,我们能认清的其实并不是特别多,仅凭肉眼来观察岩石的话,其实是很不靠谱的。

如果有一个人告诉你,说我能一眼就看出真假,或者一眼看出贵贱,我觉得这个人不是在骗你就是在骗自己。

历史上曾经出现过很多这样的事情。比如说这一块是英国历史上非常著名的黑太子红宝石,它是英国皇室一代一代留传下来的镶嵌在英国国王皇冠上的宝石。

英国国王皇冠.jpg 

但是历经了几百年之后,不知道是哪位非常大胆的科学家对这块宝石进行了检测。结果发现它并不是红宝石,只是一块尖晶石。这等于说我们人类都被欺骗了,整个英国皇室都被欺骗了。

还有这块石头,大家肯定都会觉得是黄金。我再黑一次英国人。在17世纪,英国有一位探险家,就是殖民主义者,他到美国弗吉尼亚州进行殖民统治,结果遭到了当地印第安人的反抗。没办法,只能返回英国。他走的时候就带了一整船的黄金作为战利品,想着回到英国之后进行炫耀。结果等他回到英国之后,经过检验,他带的其实是黄铁矿,根本就不值钱。

这个故事放在古代的话,咱们现在听了也就乐一乐。但是在现代社会,也有很多人拿它去骗人,而且还会上当。前几天我就看了一个新闻,说重庆有一个人拿了一麻袋的黄铁矿,金光闪闪的,骗了一位大学生两万多块钱。

黄铁矿.jpg 

其实黄铁矿根本就不是铁矿,而且历史上从来就没有人拿它去炼铁。黄铁矿中虽然含有铁,但是它含有的硫分更高,而且在工艺上可能不太容易。用它来炼铁远没有炼硫收益大,所以工业上主要用它来炼硫和制造硫酸。

鉴别黄铁矿和黄金的方法其实很简单,真正的纯的黄金是很软的,跟咱们手指甲盖的硬度差不多,而黄铁矿的硬度很大,拿小刀都刻不动,所以这是一个很简单的鉴别方法。

宝石和矿物,为什么会有这么多错综复杂的非常丰富的色彩呢?主要原因有这么几种。有一种原因是矿物内部的物质成分决定了它就是这种颜色,这个叫自色。比如说橄榄石就是这种橄榄绿色,或者有一些会带有一点点黄绿色。

夏威夷有一个海滩叫帕帕科立(Papakolea)海滩,整个海滩上面都是这种非常丰富的橄榄石。如果你有机会去海滩上捡宝石的话,可能捡到的宝石会是这样子。

橄榄石.jpg 

因为橄榄石是火山喷发的产物,而美国的夏威夷其实就是一座火山岛,橄榄石就是火山喷发出来的。但是它喷发出来之后,遭到了海浪的侵蚀,时间长了之后就破碎了,所以我们捡到的都是这种样子,在显微镜下可能会稍微大一点。

橄榄石是火山喷发的产物.jpg 

还有这种常见的:胆矾,其实就是五水硫酸铜。以前咱们学中学化学的时候都见过这种硫酸铜溶液,它其实就是这种蓝色。这种颜色就是因为胆矾是含铜的,而且基本上一般含铜的矿物都会有这种蓝色。

再比如这种,绿色的孔雀石上面长了蓝色的蓝铜矿。

蓝铜矿.jpg 

这个是绿松石。大家看它的化学式就会发现它也是含铜的,含铜的话就应该是蓝色的。但是它却不是蓝色的,因为其中混入了铁元素。铁元素分为两种,2价铁离子和3价铁离子。2价铁离子主要使它变成绿色,而3价铁离子会使它变成黄色。所以这种因为外来元素导致矿物颜色发生变化的,我们地质学上称之为他色。

绿松石.jpg 

像这种是新近发现的只产于俄罗斯的一种玉石,叫紫龙晶,它的学名叫“查罗石”。它因为含有锰元素,所以成了这种紫色,特别漂亮。

紫龙晶.jpg 

还有这种叫舒俱来,其实也是商业上的称呼,地质学上还是称之为苏纪石。它原产于日本,但是现在主要的产地是南非。之所以形成这种紫色或者是玫瑰色的色彩,也是因为其中混入了锰元素。

舒俱来.jpg 

大家看这种红宝石,红宝石是非常美丽的红色。都说红宝石和蓝宝石是姐妹宝石,因为它们是同一种物质:刚玉,化学式都是氧化铝。但是由于刚玉中混入了铬元素,其中有一部分铬替代了其中的铝,本来是无色的刚玉就变成了红色的红宝石。

刚玉.jpg 

但是如果这种无色的刚玉,其中要是混入了钛或者铁的话,它就成了蓝宝石,这个是很有意思的。

再比如这个祖母绿。刚才说到金属铬元素混入刚玉中使之变成了红宝石。而铬元素更奇怪的是,它混入到另外一种矿物中居然使它变绿了,就是祖母绿。所以铬元素能够使很多矿物发生变色,被称为“化学界的变色龙”。

还有这一种。这个很奇怪的,上面有七彩色,被称为是色彩的交响乐,魔法界的来客。大家看上面出现这么多颜色,肯定在想这里边是不是混入了很多神奇的元素。其实不是,它的成分跟水晶的成分基本上是一样的,都是二氧化硅,只不过它是含水的二氧化硅。

那它为什么会有这么七彩的颜色呢?其实如果你平时注意过,拿一张光盘在太阳底下观察的时候,就会发现这个光盘是有一种彩光在上面的。这种东西叫欧泊,它跟光盘的原理是一样的,它内部的二氧化硅都是一个个圆球状的紧密排列,在里面形成了一种光的衍射现象。这实际是一种视觉上的效果,叫作假色。

关于欧泊其实还有很多有趣的故事。最开始有人认识到欧泊的时候就觉得它是一个很邪恶的东西。在1829年的时候,英国有一位作家写了一本小说,里边那个主人公就佩戴了一枚欧泊的护身符。结果不知道什么原因,这个主人公最后遭遇不测去世了。第二年,欧洲市场的欧泊销售量就下降了50%,而且在接下来的20年基本上都没有翻身。

Anne of Geierstein1829),by Sir Walter Scott

直到20世纪初,在俄罗斯,有人如果去珠宝店买珠宝,看到整个珠宝店有欧泊存在的话,他们就会转身离去,他们觉得这是一双邪恶的眼睛在盯着他们。当然后来随着大家对它的认识越来越多,就知道这是一个非常神奇的矿物。在澳大利亚欧泊最为著名,被奉为国宝。

刚才讲了那么多,可能大家还不知道石头是怎样生长的。其实各种岩石大部分都是岩浆从地底喷发出来,各种矿物就是按照熔点的高低不同先后结晶出来。比如说钻石,为什么钻石这么贵,因为钻石少。钻石来源于地下深处140公里的地方,它是随着火山喷发带上来的,所以这个就很珍贵了。

当然还有一部分矿物生长在岩石裂隙或者岩洞中,需要一定的生长空间。岩石与地下含有各种矿物元素的流体发生反应再生长,矿物生长就像人的胚胎一样,从一个小小的晶芽一点一点地慢慢长大。

比较奇怪的地方是矿物在生长的时候,是一个三维空间,就是X轴、Y轴、Z轴这样一个空间。但是有些矿物它的生长习性是喜欢朝着一个方向生长,比如说辉锑矿,结果就形成了这种柱状的。

还有辉铋矿,它也是朝着一个方向生长,不过它更细,是针状的。

还有一些是喜欢朝着XY平面方向生长,就像云母。以前见过云母的话就知道,云母被称为千层纸,它可以一层一层揭开,那就是一个平面状的。

还有一些是三维方向都可以,就是三维方向没有什么优势的方向,比如方铅矿,方铅矿就是四四方方的。

还有石榴子石,石榴子石很多是五角十二面体,就像小的足球一样,一粒一粒的,就像石榴子一样,朝三个方向生长。

岩石和矿物生长需要一定的空间,如果空间不够大或者含有矿物成分比较复杂的话,它们就喜欢在一块生长聚集到一起。比如这一块石英、白云石、黄铁矿,它们就都共生在一起,挤得密密麻麻,这就形成一种晶簇。

还有下面这种像刺猬状的,这是方解石,像狼牙棒一样,很漂亮,它自然生长的时候就像一朵花一样的。

如果说矿物有足够的生长空间的话,它可以长得很大,而且大得惊人。像图片上现在展示的是墨西哥齐瓦瓦州的一个多金属矿。当时矿工在采矿的时候发现了一个洞口,进去之后就发现里面长着的矿物晶体真的是非常惊人。有些矿物晶体长成柱状可以长达十多米,一根可以重达50多吨。当地的人称之为地下水晶宫,但实际上它不是水晶,它是一种石膏。因为空间足够大,没有人去打扰它们,所以它们生长得很大。

但是实际上我们在现实生活中很少能见到这样的情况,大部分都是歪瓜裂枣,很难看的。这是因为它在生长的过程中受到了一些外来因素的影响,比如地震、火山喷发,或者是一些地下流体的震荡,使它的生长环境受到破坏了,就形成了这样一些石头。

像这个重晶石,它本来是片状生长的,结果最后这个片状就交错在一起。可恰恰就是这种相互交错的生长,形成这种非常美丽的收藏品,石膏跟重晶石都容易形成这种结构,被称为是“沙漠玫瑰”,收藏界很喜欢这种东西。

矿物晶体不同的生长习性,既决定了矿物的基本形状,也对矿物的物理性质有所影响。像滑石,就是硅氧四面体,是一层一层地生长。硅氧四面体一层一层之间再通过金属镁离子连接起来,所以它形成的也是层状。这种形成到最后结果就是滑石又软又滑。

喜欢体育运动的朋友都知道,打台球手上容易出汗,台球球杆容易黏滑,所以经常会洒一些滑石粉,就是因为滑石一方面可以吸汗干燥,另一方面可以减小摩擦。

有极少数的宝石和矿物有一些特殊的光学效应,像这个叫月光石,它的英文名字叫Moon Stone,咱们不知道是从英文翻译成中文,还是从中文翻译成英文的。但是我觉得国内外的人民都不约而同地把它跟月亮联系起来,因为它上面的这种光确实太像月光了。这个就称为月光效应,而且这种效应成为鉴定这种宝石的一个标志性的东西。如果这种东西有这种朦胧的月光的话,基本上就可以判定它是月光石。

还有这种斑彩石,跟欧泊有点像,它也是一种七彩光,而且这种是以加拿大产的最为著名。它的原石像一个现在的海生生物鹦鹉螺。其实它是远古生物的化石,主要生活在中生代时期,后来几乎与恐龙在同一时期灭绝。

我们中国人喜欢研究石头,过去认识石头主要还是从实用主义出发,就是了解这个石头能有什么用,比如说用来建房子,或者是提取各种金属材料,造青铜器或者铁器。

还有一种主要的功能:制药。大家都知道古代人喜欢炼仙丹,炼仙丹其实就是古代人修身养性的一种方式,他们希望通过这种方式来达到治病强身、长生不老的目的。而炼丹的一种主要的原料就是辰砂。

辰砂这种东西其实是有毒的,因为它含有汞。结果古代人可能没有从科学角度去认识辰砂的毒理性,就过多地服用了辰砂。最后不但没有起到长生不老的效果,反而命丧黄泉了。

一个比较著名的矿山,西班牙的阿尔马登辰砂矿,这个矿里面弥漫着很多的汞蒸气,里面很多工人因为过多地吸入这种汞蒸气而得病,到最后可能就会死亡,都是因为辰砂的毒性所造成的。

还有两种矿物,雌黄和雄黄。中间红的是雄黄,黄的就是雌黄。

大家听过雄黄,可能主要是因为电视剧《新白娘子传奇》,白娘子喝了许仙不知道从哪搞来的雄黄酒,结果现出原形了。但这个传说靠不靠谱呢?

中央电视台财经频道有一个节目叫《是真的吗?》,他专门做过这样一期节目:用小白鼠蘸了雄黄酒放在笼子里面,供这些蛇吃,看这些蛇到底吃不吃。节目组选了好几条蛇,结果这个蛇对雄黄基本上没有任何畏惧。所以得出结论就是,用雄黄来驱蛇是根本不靠谱的。

当然我觉得从更严谨的角度来说,也不一定就是完全不靠谱。因为自然界中的蛇有成千上万种,只是拿几种来做实验得出这个结论的话,未免有点太狭隘了。但雄黄到现在,主要是在咱们南方一带,有些地方可能还有这种传统:在端午节自酿雄黄酒,说可以驱除蛇蚁什么的。

但是我觉得如果大家平时喝过这个的话,尽量以后就不要再喝这种东西了。因为雄黄里面含砷,砷氧化之后就变成三氧化二砷。三氧化二砷就是过去大名鼎鼎的砒霜,你喝了之后就会中毒的。

而雌黄,“信口雌黄”其实就来自于这种矿物,因为雌黄在古代就是一种涂改液。古代在书上写字写错了,那会儿的纸是黄色的,雌黄也是黄色的,它直接就擦掉了。然后你可以写了改,改了写,就像说话一样,非常不靠谱。

既然是一种矿物,是一种无生命的东西,为什么会有雄雌之分?最初发现雄黄的人,他觉得雄黄是出现在山的阳面,而雌黄是出现在山的阴面,所以他就根据这样的阴阳关系,命名它们为雄黄和雌黄。

但实际上并不是这样的,上面那幅照片是我拍的,照片里雄黄和雌黄就共生在一起了。实际上雄黄和雌黄经常共生在一起,所以矿物界称它们为鸳鸯矿物,因为它们经常共生,而且两者之间的成分也差不多。

还有一点特别有意思,我刚结婚的时候回老家,有一个朋友告诉我说,小马,如果你要是想生儿子的话,你就在床底下放点雄黄。也不怕大家笑话,其实这是我老爸告诉我的。但是我就在想,我如果要想生女儿的话,是不是放点雌黄就可以了呢?

这个说法其实流传很广,很多人可能听过,后来我还查阅了一些古典文献,发现古人还真有记载。古人的记载是这样的,他说如果一个妇女觉得自己已经怀孕,就用一个香囊盛二两雄黄挂在腰上,这样就可以转女为男;如果放点雌黄,就可以转男为女。这个说法大家相信吗?其实从科学来说是完全不靠谱的。

还有另外一种矿物,叫阳起石,其实它另外一个名称叫起阳石。

听它的名字就能感觉到,好像这种矿石应该是对人体的某一个部位具有特殊功效的东西。但是这种东西到底靠谱不靠谱呢?现在的科学家、医学家就做了一个实验。结果非常出人意料,真是谁用谁知道。某些小白鼠在服用了这种含有阳起石的矿物之后,真的表现得很亢奋,对它们的生殖功能真的有某种促进作用。

科学原理来解释就是阳起石里面含有一些锌、锰、铜、铁等与生殖内分泌功能有关的微量元素,所以可能确实有某种壮阳作用。我有点感到不解的是,古人到底是谁先发现了这个东西。但是现代人发现这个东西有个问题,它有很大的副作用,会影响脾胃的消化吸收功能。很多古人服用了这种药物之后纵欲过度,然后就去世了,可能与它这个副作用也有关系。

咱们中国历史上最著名的两块石头,一是和氏璧,二是夜明珠。和氏璧的故事不用说大家都知道,当年秦王说要以十五座城池跟赵国换和氏璧,其实是想骗赵国。但是当时蔺相如非常聪明,所以就有了完璧归赵的典故,而“价值连城”和“完璧归赵”这两个成语都是从这里来的。

但是和氏璧这个东西,后来有传言说它被做成了传国玉玺,一代一代留传,到了五代十国被焚于一场大火之中,所以现在大家根本就看不到了。现在我们对和氏璧的理解,只能从古文献记载的只言片语之中去了解一些。首先第一个问题就是,和氏璧到底是一个什么东西?

这三幅图片来自于不同的文献,不同的形状,最后一个是去年一个比较热播的电视剧里面的。好多人说这种和氏璧像一个大的薄荷糖,其实在我看来好像一大卷没用的厕纸。

当然刚才那个并不是我们所关心的问题,我们更关心的问题是和氏璧到底是什么东西,是什么材质,现在我们能不能再找到这样一块价值连城的碧玉。

文献中记载,和氏璧产于湖北荆山。据考古学家、地理学家研究,湖北是产绿松石的。湖北的郧阳县也就是现在的湖北省十堰市郧阳区,这个地方的绿松石非常著名,因此他们得出的结论是和氏璧应该是绿松石。

当然这种观点只是一面之词,很多学者又通过其他的研究得出结论,或者是和田玉,或者是拉长石,或者是独山玉,还有前面讲过的月光石,都有可能,说法不一,到现在都没有定论。

另外一个著名的宝石就是夜明珠。

过去有一个传说,有一个大将军,跟另外一个国家交战,俘虏另外一个国家的一个妃子。他晚上想跟那个妃子亲热的时候,妃子说这屋里面的油灯太熏人了。大将军说那我就给你换成蜡烛,结果妃子说还是太熏人。当时这个将军就怒了,说难道你们国家不点蜡烛吗,这女子说我们国家不用点,因为我们有夜明珠,晚上可以把整个屋子照得跟白天一样。夜明珠到底有没有这么大的功效能照得这么通亮,到现在也是一个谜。

很多人根据这些文献记载,认为夜明珠有可能是钻石,也有可能是陨石,但更多的认为它是一种萤石。萤石有多种颜色,也是现在非常著名的一种收藏石,很漂亮。

萤石确实有一种磷光效应,确实是能够发亮的。但是萤石的亮度不像传说中的那么大,它放在屋里的话根本不可能照得亮如白昼。而且萤石亮的时间是有限的,它在吸收了一定的阳光之后,晚上在屋里面可能亮一会儿就不亮了。如果你要再亮的话,就必须白天再晒一会儿才行。所以从这个角度来说,认为夜明珠是萤石,其实也有点不太靠谱。

国内外其实对石头的研究是不一样的,每个国家的人都有自己特别钟爱的石头。比如说南非的是钻石,澳大利亚的是欧泊,哥伦比亚最著名的是祖母绿,还有斯里兰卡的猫眼石,阿富汗的青金石,土耳其的绿松石等等。这几个国家就把这些宝石作为自己的国石,提高到国宝的地位。

原因首先是这个国家是这些石头最早的原产地,开发比较早。另一方面就是当时国际贸易比较繁盛的时候,他们把这些宝石流向了世界各地,所以世界人民都知道它。

其实中国也有宝石,比如说江苏东海县的水晶宝石,山东昌乐的蓝宝石,还有河北张家口的橄榄石,广东阳春的孔雀石等等。其实再仔细思考一下,我们中国最著名的并不是这些宝石,而是玉石,比如说和田玉,辽宁岫玉,还有独山玉等等这些玉石。

我觉得可能是与中外的性格文化差异有关系,因为我们中国人一般观察石头的时候,都是喜欢它的意境美,是含蓄的。而国外恰恰相反,国外是非常张扬的,非常璀璨的。

在古埃及时期,那个地方的女人喜欢用这种铅粉。把铅磨成铅粉之后涂在眼皮上,因为她们觉得一方面可以防止太阳光的照射,另一方面可以美容。但是洗尽铅华之后带来的是无尽的伤害,因为铅是有毒的,对人体是有很大损害的,直接抹在身上的话肯定不好。

所以大家喜欢佩戴宝石,而不是直接抹在身上。佩戴在脖子里面或者挂在衣服上的各种宝石就比较好一点,一方面是更美丽,另一方面对人体没有什么损害。

欧洲人具有敏锐的商业眼光,他们每隔一段时间就会推出一种新兴的宝石,比如说电影《泰坦尼克号》里面有一个海洋之心。当时他们拍电影的时候也很严谨,想找到一个真的蓝色钻石。国外一家博物馆里面真的有这样一颗蓝钻,非常漂亮,但是人家不借给他,因为太贵重了。后来就找到了另外一种宝石去做替代品,这种宝石就是坦桑石,是一种比蓝宝石看起来更蓝的东西。结果在《泰坦尼克号》这个电影播出之后,坦桑石一下子就火了,短短几十年的时间里,坦桑石的身价就变得特别高了。

对于我们普通的地质工作者来说,岩石其实就是地球的档案。北宋时期沈括在河北太行山一带,发现山里面居然有像海螺贝壳一样的东西,觉得很奇怪。于是他就得出结论,太行山那一带在古代应该是海洋,海洋中生活着许多的生物,后来变成了山。这个就是从科学上最早地解释了什么叫化石。

我们大家经常说海枯石烂天荒地老,用这样的词来形容忠贞不变的爱情。如果以后有人再跟你说什么海枯石烂你就不用相信了,因为这个石头真的会烂的。

这是前几天一个朋友发给我的一张照片,拍摄于古代一个帝王陵墓前。我看了这张照片之后就很惊讶。我说这瘦骨嶙峋的,到底是什么东西,比我还瘦。其实后来了解到,这个东西几百年前肯定不是这个样子。几百年前它是完整的,想一想这几百年来大自然究竟对它干了些什么。

石头从诞生到现在,它经历了火山喷发、高温高压,还有风化、剥蚀、搬运、沉积、再次固结成岩等等这样一系列复杂的地质过程。几百万年这样一个时间单位,对它们来说就好像是我们人类的一次呼吸而已。这些石头中隐藏着非常重要的信息等待着我们去发现,作为一名普通的地质工作者,我们的工作就是去发现这些石头中有用的信息。

同时我也是一名石头爱好者,平时也写一些有关石头的文章,想把石头最美的一面展现给大家,让大家转变一下对我们地质人的印象。我们地质人不都是土鳖,不都是那么老土,而且我们地质应该是一个非常时尚的行业。希望大家能够支持我,谢谢大家。

马志飞,地质工程师

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