地質(zhì)達人教你如何挖寶
如果你在電視或者其他媒體上見到過地質(zhì)工作者，或許你會羨慕我們每天游走在山水之間。在你的眼中，地質(zhì)工作者通常是身背地質(zhì)包，左手相機，右手錘子，一路敲敲打打，偶爾撿起幾片小石塊在放大鏡下左看右看上看下看，一副神神秘秘的模樣。而實際上，要成為一名真正的地質(zhì)工作者，你需要掌握多種技能，借用一位網(wǎng)友的話來說就是：閉眼玩得了羅盤，徒手畫得一手好圖，認識前人已經(jīng)分析過的地質(zhì)現(xiàn)象，可以準確地對地質(zhì)標本和地質(zhì)現(xiàn)象進行描述記錄，看得懂物化探異常圖、分析得了遙感解譯圖，搞得好各式各樣的編錄，具備得了超常的三維空間分析能力，用得一手漂亮的Mapgis、CAD、photoshop……簡單地說，只有在室內(nèi)寫得了報告，畫得了圖紙，發(fā)得了論文，做得了匯報，還要在野外頂?shù)米×胰?，耐得住寒風，吃得了干糧，斗得過野狗，那么，你才能成為一名合格的地質(zhì)工作者。
當然，如果你只是想成為一名地質(zhì)愛好者，或者是一個驢友，就不需要那么費勁，只需認識基本的巖石、礦物、構(gòu)造、地形、地貌即可。其中，野外辨認巖石和礦物是最基本的要求。所謂的巖石，也就是隨處可見的石頭，它是固態(tài)礦物或礦物的混合物，也就是說，它通常是由多種礦物所組成的，所以，在辨識巖石之前最好先能識別礦物。
礦物，是組成巖石的基本單元，它們是由地質(zhì)作用所形成的天然單質(zhì)或化合物，具有相對固定的化學組成，也就是說，是可以用固定的化學式來表達出來的，而且在一定的物理化學條件范圍內(nèi)，性質(zhì)穩(wěn)定。
雖然自然界中有大約3000種礦物，種類繁多，形態(tài)各異，但實際上我們常見的也就百十種而已。如果在你面前擺幾種礦物，如何辨別它們呢？記住，首先觀察它們的顏色、透明度、光澤和晶體形態(tài)，這些是僅憑肉眼就能看到的；然后可以借助其他簡單的儀器設(shè)備進行測量，比如礦物粉末的顏色、硬度、解理、發(fā)光性、磁性等。具體如何操作，下面且聽我細細道來。
一、 看顏色
顏色識別最直觀，也是觀察的第一步。很多礦物都有自身十分獨特的顏色，比如辰砂、菱錳礦、赤銅礦、釩鉛礦等會有鮮紅的顏色，雄黃、鉬鉛礦通常為橘紅色，雌黃通常為檸檬黃色，褐鐵礦通常為褐色，自然硫、自然金、黃銅礦通常為黃色或金黃色，孔雀石、綠松石、綠柱石、橄欖石、天河石通常為綠色，青金石、坦桑石、藍銅礦、青鉛礦、方鈉石、堇青石、膽礬通常為藍色，紫晶、鋰輝石通常為紫色，石墨、磁鐵礦、錫石、黑云母通常為黑色，滑石、白云石、大理石、硼砂通常為白色，石膏、冰洲石則通常為無色。
紅色菱錳礦（圖片來源：wikimedia.org）
金光閃閃的黃鐵礦（攝影：馬志飛）
精美的藍色螢石礦物（圖片來源：wikimedia.org）
藍色的青金石（攝影：馬志飛）
綠色的孔雀石（攝影：馬志飛）
綠色的綠松石（攝影：馬志飛）
當然，大部分礦物都不只有一種顏色，比如水晶、螢石、方解石，它們都有十分豐富的色彩種類，而且不同的礦物也常常會有相同的顏色，所以僅憑顏色是不易于辨別的。據(jù)《華商報》報道，2015年8月26日的一大早，陜西省勉縣城區(qū)的一個十字路口就聚集了近百人，只見他們低頭彎腰在撿“金子”，盡管交警努力疏導(dǎo)也無濟于事。原來，這是物流公司在運輸過程中不小心將金燦燦的礦粉散落，所以引來了大家的瘋狂舉動。而實際上，這些礦粉并不是金子，而只是顏色相似的黃鐵礦而已，其價值與黃金相差甚遠。
金黃色的黃銅礦，與紅水晶共生（攝影：馬志飛）
二、 觀察透明度
在光照中，只有少數(shù)礦物能像玻璃一樣完全透明，比如某些種類的石英、石膏、冰洲石等，絕大部分礦物都是不透明或者半透明狀態(tài)的。比如自然金、自然銀、自然銅、方鉛礦、藍銅礦、錫石、輝銻礦、黑鎢礦等絕大部分金屬礦物都是不透明的，而月長石則為典型的半透明礦物，它又被稱為月光石，因為這種礦物表面有一種朦朦朧朧的感覺，如同月光籠罩一般。古人甚至認為它就是凝固的月光，還把它當作一種寶石。
透明的石英，黃綠色（攝影：馬志飛）
藍銅礦，不透明（攝影：馬志飛）
月光石，半透明（攝影：馬志飛）
三、細究光澤
當光線照射礦物時，一部分可能會透過去，另外一部分則會被反射回來，觀察反射光的強度，即所謂的“光澤”，也能辨別某些礦物。
螢石，具有玻璃光澤（攝影：馬志飛）
自然金，具有明亮的金屬光澤（攝影：馬志飛）
比如自然金、方鉛礦等，是典型的金屬礦物，表面反射光線的能力很強，具有典型的金屬光澤，而長石、石英、螢石、方解石、橄欖石等絕大部分的透明礦物的光澤都類似于平板玻璃，所以被稱為玻璃光澤。
纖維石膏，具有絲絹光澤（攝影：馬志飛）
葉臘石，具有蠟狀光澤（攝影：馬志飛）
此外，還有一些礦物具有非常特殊的光澤，纖維石膏的光澤類似于一束蠶絲，故而稱為絲絹光澤；塊狀葉蠟石的光澤如同石蠟，被稱為蠟狀光澤；高嶺石的光澤很弱，暗淡如土，甚至于沒有，被稱為土狀光澤。
四、 辨別晶體形態(tài)
晶體形態(tài)也是辨別礦物的最重要特征之一。不同的礦物，往往具有不同的生長習性，有些礦物總是沿著一個方向生長，從而變成了柱狀，如輝銻礦、電氣石，或者變成了更細的針狀，如輝鉍礦。
輝銻礦，柱狀晶體（攝影：馬志飛）
柱狀黑色電氣石（攝影：馬志飛）
輝鉍礦，針狀晶體（攝影：馬志飛）
有些則喜歡沿著兩個方向生長，從而變成了板狀，如石膏、重晶石，或者變成了更薄一些的片狀，如云母、輝鉬礦。
云母，可以被剝成很薄的薄片（攝影：馬志飛）
片狀輝鉬礦（攝影：馬志飛）
還有的更任性，朝著三個方向生長，在三維立體空間內(nèi)三向等長，形成粒狀礦物，如方鉛礦、石榴石，橄欖石等，常常具有較為規(guī)則的立面體、八面體或五角十二面體等規(guī)則外形。
粒狀方鉛礦晶體（攝影：馬志飛）
立方體的黃鐵礦晶體（攝影：馬志飛）
實際上，在自然界中，很少有單獨的礦物晶體出現(xiàn)，它們通常是以礦物集合體的形式出現(xiàn)，比如輝銻礦的柱狀集合體、云母的片狀集合體、陽起石的放射狀集合體等。甚至還有些礦物的晶體形態(tài)根本就看不出來，只能看到一團集合體，比如某些赤鐵礦，外表看起來就像是很多腰子聚集在一起，故而被稱為腎狀赤鐵礦。
陽起石的放射狀礦物集合體（攝影：馬志飛）
腎狀赤鐵礦（攝影：馬志飛）
五、 辨識條痕
礦物還有一個奇怪之處，很多礦物的顏色與它的粉末的顏色不一樣。通常，我們的觀察方法是：拿起礦物，然后在白色無釉瓷板上劃擦，觀察這道劃痕留下的顏色，即條痕色。
比如，看起來呈黑色的赤鐵礦，它的條痕卻為褐紅色，用這一點就可以將其與同為黑色的鉻鐵礦進行區(qū)分，因為鉻鐵礦的條痕為黑色；在區(qū)別同為金黃色的黃鐵礦和黃銅礦時，也可以采用此法，條痕顏色為黑色者為黃鐵礦，若黑色中稍帶有綠色，則為黃銅礦。
黃鐵礦的條痕為黑色（左），透明礦物菱錳礦的條痕為白色（右）（圖片來源：wikimedia.org）
還有些礦物，比如雌黃，它的條痕色與礦物本身顯現(xiàn)出來的顏色一致，都為檸檬黃色。對于透明礦物而言，它們的條痕都是白色或者近乎白色的，沒有什么鑒定意義，例如螢石，雖然它有紫、藍、綠、黃、紅、棕、黑、白等很多種顏色，千變?nèi)f化，五彩斑斕，號稱“世上最豐富多彩的礦物”，但條痕只有一種顏色——白色。
六、 測試硬度
地質(zhì)學家經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，礦物的軟硬程度彼此不同，而且相差很大，但一般的規(guī)律是：像碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽這些含有水分子的礦物通常較軟，而不含水分子的氧化物以及硅酸鹽礦物則相對較硬。為了表示礦物的硬度大小，1812年，德國礦物學家莫斯首先提出了一種標準，即莫氏硬度，分別用1到10來表示以下十種礦物的硬度大?。夯⑹?、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。這里的硬度值并非絕對硬度值，而是按硬度的順序表示的值。
滑石，硬度僅為1（攝影：馬志飛）
比如滑石，由于它具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，決定了它硬度很低，質(zhì)軟滑膩，故而得名“滑石”，古人有時也稱它為“畫石”，李時珍認為這正是由于“其軟滑可寫畫也”。
再比如金剛石，莫氏硬度為10，是自然界中硬度最高的礦物，這意味著其它礦物在金剛石面前都顯得不堪一擊。常言道：“沒有金剛鉆，別攬瓷器活。”其原意說的是過去的手工藝人用金剛石制成的鉆頭在又滑又硬又脆的瓷器上鉆孔來修補瓷器，可見其硬度之高。在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，金剛石是十分理想的切割、研磨和拋光工具，可用于制造刀具、鉆頭和磨料等。
鉆石，即金剛石，硬度為10，號稱“硬度之王”（攝影：馬志飛）
根據(jù)硬度的差異，可以有效辨別礦物，比如區(qū)分黃鐵礦、黃銅礦與黃金這三者，先用手指甲來刻劃，能刻動的為黃金，因為純凈的黃金很軟，硬度比手指甲的硬度2.5～3.0還要低，其他兩種卻相對較為堅硬；然后再借助小刀，用小刀能劃出痕跡的為黃銅礦，劃不動的即為黃鐵礦，這是因為黃銅礦的莫氏硬度為3.0～4.0，黃鐵礦的莫氏硬度為6.0～6.5，而小刀的莫氏硬度一般為5.5，正好介于二者之間。
產(chǎn)在石英中間的黃銅礦（攝影：馬志飛）
金黃色的黃鐵礦（攝影：馬志飛）
七、觀察解理和斷口
許多礦物在受到外力打擊時，會沿著一定的方向裂開，通常，這個方向就是礦物晶體結(jié)構(gòu)中原子鍵結(jié)合力最弱的部分，這就是解理面。比如云母，它有一個方向的極完全解理，沿著這個方向極易分裂為薄片，薄片的厚度低至0.025～0.125毫米，所以有人形象地稱它為“千層紙”。再比如冰洲石，它有三個方向的完全解理，通常會沿著解理面開裂形成一系列斜平行六面體，即非常完美的菱形塊體，這是它十分獨特的性質(zhì)。
冰洲石（攝影：馬志飛）
但是，也有很多礦物在受到外力打擊時斷裂的方向并不固定，而是不規(guī)則的，有些為參差不齊的鋸齒狀，具有尖銳的邊緣，比如自然金，有些則像是貝殼狀，比如石英、黑曜石等。
自然金，具有鋸齒狀斷口（攝影：馬志飛）
黑曜石，具有貝殼狀斷口（圖片來源：wikimedia.org）
八、參考發(fā)光性
發(fā)光性，是某些礦物特有的物理性質(zhì)，當它們受到外界能量的激發(fā)，如紫外線、X射線等照射下，或者遭受打擊、摩擦以及加熱等，能夠發(fā)射出可見光，如金剛石、白鎢礦、硅鋅礦、螢石等都具有這種特性。
進一步細分的話，礦物的發(fā)光性可分為兩種情況：其一，如果外界激發(fā)能量停止后，礦物即停止發(fā)光，這種光稱為熒光；其二，如果外界激發(fā)能量停止后，礦物發(fā)光還能持續(xù)一段時間，這種光稱為磷光。
熒光，最初是在螢石身上發(fā)現(xiàn)的。用過驗鈔機的人應(yīng)該記得這樣的現(xiàn)象：當你把人民幣放在驗鈔機的紫外線下進行照射時，真鈔上就會顯示出平時用肉眼看不到的亮光，這就是利用了熒光物質(zhì)在紫外線的照射下能夠發(fā)光的原理制成的。某些紫色螢石在紫外線的照射下會呈現(xiàn)出藍色，完全不同于它在日光下的顏色。除此之外，一些方柱石、方解石、石膏、方鈉石、水砷鋅礦、文石等也會產(chǎn)生熒光效應(yīng)，但是地質(zhì)學家總結(jié)的經(jīng)驗是，用熒光效應(yīng)來判別礦物并不十分靠譜，因為只有極少數(shù)礦物具有這種特征，即使這些礦物產(chǎn)自同一個礦區(qū)，也不一定都能產(chǎn)生熒光。
螢石礦物的熒光性（圖片來源：wikimedia.org）
有些螢石中含有硫化砷，在白天陽光照射或經(jīng)過加熱之后，可以產(chǎn)生磷光效應(yīng)，到了晚上就能慢慢地放出能量，產(chǎn)生微弱的光芒，并能持續(xù)數(shù)小時之久。照此推斷，古人所說的夜明珠，可能就是這種具有磷光效應(yīng)的螢石。
此外，部分磷灰石也具有磷光效應(yīng)，加熱之后可以在黑暗中發(fā)出光芒，有幾分神秘感。
磷灰石（圖片來源：wikimedia.org）
九、 檢測磁性
具有磁性的礦物主要為磁鐵礦、磁黃鐵礦，它們能被普通的磁鐵所吸引。磁鐵礦的英文名稱為“magnetite”，源于希臘語，據(jù)說，有一位名叫馬格尼（Magnes）的希臘牧羊人穿著釘有鐵釘?shù)男釉谏嚼锉灰粔K石頭吸住了腳，于是后人就根據(jù)他的名字來命名這種特殊的礦物。我國的先人在戰(zhàn)國時期發(fā)明的司南，可以幫助人們辨別方向，也正是利用了天然磁體礦石能指南的物理特性。
磁黃鐵礦（攝影：馬志飛）
磁鐵礦（攝影：馬志飛）
絕大多數(shù)的礦物都沒有磁性，即使在很強的電磁鐵作用下，也沒有任何反應(yīng)，這對于礦物鑒定、分選以及勘探都有重要意義，目前我國的地質(zhì)工作者們還常常利用礦物的磁性找礦。
掌握了以上鑒定依據(jù)，我們就可以對野外最常見的礦物進行簡單的認識和鑒別了。
考考你：你在野外找到了一塊礦物，仔細觀察后發(fā)現(xiàn)它具有以下特征：顏色為黃色，光澤類似于玻璃，晶體形態(tài)為板狀，條痕為白色，手指甲刻不動，而用小刀能刻動，用錘子敲擊它能碎成小方塊，不具有發(fā)光性，也不具有磁性。根據(jù)前文所講內(nèi)容分析，這是一塊什么礦石？【正確答案在《如何成為地質(zhì)達人（巖石識別篇）》中公布哦】
除了上述內(nèi)容之外，我們還可以測量礦物的比重、彈性、撓性、脆性、延展性以及某些透明礦物對光線的折射率等物理參數(shù)，然后查閱相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進行一一比對。
當然，對礦物的鑒別并非易事，不是一天兩天就能完全掌握的，野外所見到的礦物也不像博物館中珍藏的那樣干凈、漂亮，建議大家到中國地質(zhì)博物館、中國地質(zhì)大學（北京）博物館去實地看看，那里有很多精美的礦物標本，先認識了標準礦物，以后才有可能到野外認識更多、收獲更多。
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