地質(zhì)學(xué)-生活中的礦物

生活中的礦物地質(zhì)學(xué)最令人嘆為觀止的是外動(dòng)力地質(zhì)作用造成的各種奇觀，最驚心動(dòng)魄的是板塊運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的各種地質(zhì)災(zāi)害，最引人入勝的是那一塊塊化石后蘊(yùn)藏的奇異故事，但是地質(zhì)學(xué)中最貼近生活的則非礦物與巖石學(xué)莫屬了。大家都知道許多珠寶是礦石，但是大家了解自己身邊都有什么樣的礦物嗎？愛(ài)美的女生可能要驚詫了，怎么化妝品里居然含有這些礦石？居然我們的食物里也有許多想不到的礦物?原來(lái)顏料是由這些礦物組成的…….看完這篇文章，你就會(huì)知道原來(lái)礦物在生活中有多么大的用處，聯(lián)系它們的性質(zhì)想想我們就會(huì)感嘆各種礦物在生活中用得那是理所當(dāng)然啊。本文將會(huì)從以下四個(gè)方面講述礦物與生活的故事：1.礦物與化妝品2.礦物顏料3.礦物與食物及飾品4.礦石巖石與建筑讀者莫急，看我如何從礦物與生活千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系中抽絲剝繭，理出一些頭緒給您娓娓道來(lái)，一定能開(kāi)啟你發(fā)現(xiàn)的眼睛，于生活點(diǎn)點(diǎn)滴滴處體會(huì)地質(zhì)學(xué)的奧妙，發(fā)現(xiàn)更多你身邊的地質(zhì)學(xué)。你抹的是礦物？粉底、唇膏、面膜……假若談?wù)撨@些，化妝品控們肯定能說(shuō)的頭頭是道?；?、云母、碧璽、蒙脫石……對(duì)于礦物愛(ài)好者，這些也已經(jīng)為其熟知?？墒?，當(dāng)化妝品遭遇礦物，這場(chǎng)奇妙的碰撞，你看清楚了嗎？每日涂涂抹抹的時(shí)候，你可曾想到深山老林里各種各樣的石頭？礦物和化妝品的聯(lián)系，可以同人類(lèi)愛(ài)美的歷史一起追溯到6000多年前的古埃及。最早的化妝品發(fā)明者就是古埃及人，他們將香料和油脂混合起來(lái)涂抹身體，用于朝圣和尸體的防腐。綠色的孔雀石和藍(lán)色的青金石也被他們磨成粉末，做成眼影用于打扮。（參見(jiàn)下一節(jié)：礦物顏料）從古至今，礦物成分一直就是化妝品的重要原料。在化妝品中，最常用到的礦物原料就是滑石粉，細(xì)致研磨的滑石粉是粉底（圖1）的主要原料之一。滑石一般呈纖維狀或葉片狀外觀，手感十分柔軟滑膩，它的質(zhì)地極其柔軟，添入化妝品中可以使質(zhì)地更加細(xì)膩。除了化妝品，滑石粉也常常被用來(lái)作為嬰兒爽身粉的主要原料。圖1圖2滑石（圖2）是一種常見(jiàn)的硅酸鹽礦物，化學(xué)組成為Mg3Si4O10(OH)2。在摩氏硬度計(jì)中，滑石的硬度為1，是已知最軟的礦物?；念伾邪咨?、暗綠色、淺黃色等多種，它還經(jīng)常和其他一些礦物混雜在一起，如蛇紋石和方解石。我國(guó)遼寧蓋縣是優(yōu)質(zhì)滑石的重要產(chǎn)地。雖然在化妝品領(lǐng)域，滑石粉有著廣泛的應(yīng)用。但某些產(chǎn)地的滑石粉可能會(huì)夾雜石棉，而石棉有致癌作用。因此使用在化妝品和爽身粉中的滑石粉，都必須精細(xì)研磨和消毒，并且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)。想要妝容更閃耀有光澤，你肯定不會(huì)錯(cuò)過(guò)帶有珠光顏料的化妝品。這些增添光澤的化妝品可少不了云母的幫忙。在中國(guó)古代，云母就是制作白色顏料的原料之一，這一點(diǎn)在敦煌莫高窟彩繪上就可以體現(xiàn)。在俄羅斯，云母還曾被當(dāng)做玻璃的代用品，用來(lái)制造窗戶(hù)。圖3圖4某品牌（圖3）的唇膏就含有云母微粒，“為唇色注入通透感和炫亮光澤”。在化妝品中，常用到的云母原料是絹云母，它常被用來(lái)代替珠光顏料添入口紅、散粉或腮紅中?，F(xiàn)在我們生活中最常用到的是白云母（圖4）。白云母常呈片狀和六邊形的輪廓，一般為無(wú)色，也有褐色或粉紅色等顏色，它是一種很常見(jiàn)的造巖礦物，可以在不同的地質(zhì)條件下形成。白云母(Muscovite)是一種層狀硅酸鹽礦物，化學(xué)式為KAl3[Si3AlO10](OH)2。白云母中具有極細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)還有絲絹光澤的就被稱(chēng)為絹云母，也就是化妝品中常用到的云母原料。絹云母在彩妝中用途很廣泛，常被用來(lái)代替珠光顏料添入口紅、散粉或腮紅中。絹云母的名字（Sericite）來(lái)自拉丁語(yǔ)sericus，意為絲綢。由于其內(nèi)部具有層狀的晶體結(jié)構(gòu)，片層之間結(jié)合的并不牢固，因此絹云母可以被分割為細(xì)薄的彈性薄片，并且具有閃亮的光澤。這種特性也使得絹云母成為化妝品的優(yōu)質(zhì)原料。圖5圖6很多人喜愛(ài)碧璽五顏六色的色彩，可是有沒(méi)有想過(guò)碧璽也能用在化妝品中呢？實(shí)際上，除了擁有美麗的色彩，碧璽還是具備熱電性和壓電性的獨(dú)特礦物。研究善于使用褐色的赭石顏料，他的貴族肖像畫(huà)（圖18）非常有名。圖19圖20孔雀石在中國(guó)古代叫“綠青”、“石綠”或“銅綠”，由于顏色酷似孔雀羽毛而得名。它是一種含銅的碳酸鹽礦物，也被稱(chēng)為銅綠?？兹甘纬捎阢~礦床的蝕變帶。孔雀石天然就長(zhǎng)成一個(gè)個(gè)的小球形狀。綠色的孔雀石和深藍(lán)色的藍(lán)銅礦常常是好鄰居（圖19）。在銅礦床的表層常可看到綠色的孔雀石，這也是勘探者確認(rèn)銅礦的依據(jù)之一?？兹甘膯尉w并不常見(jiàn)，通常長(zhǎng)成一串串葡萄的形狀，美麗的花紋和條帶是它的鑒別特征。作為顏料，孔雀石被廣泛用于化妝或壁畫(huà)，還用于給制釉和玻璃上色，但它的主要作用依然是制造裝飾材料和寶石。早在公元前3000年的古埃及，人們就在西奈和東部沙漠的礦山開(kāi)采這種翠綠色彩的礦石。在這幅公元前15世紀(jì)的埃及壁畫(huà)（圖20）中，綠色顏料即用孔雀石制成。壁畫(huà)出自埃及古城盧克索，描繪了古埃及人捕獵水鳥(niǎo)的場(chǎng)景。圖21圖22青金石具有濃郁的藍(lán)色色彩，古代人認(rèn)為它“色相如天”，因此非常受古代皇帝的器重，據(jù)記載“皇帝朝帶其飾天壇用青金石”。青金石本身是一種鈉鈣的鋁硅酸鹽硫化物。青金石中還含有閃閃的黃鐵礦和白色的方解石。圖22是晶體發(fā)育非常完整的青金石礦標(biāo)，像裝飾畫(huà)一樣，濃郁的藍(lán)色襯托在白色的底色上在古埃及，青金石不但一直被視為可與黃金媲美的寶石，大量用于鑲嵌金銀裝飾物，還被用做顏料、化妝品。古埃及人將這種礦物磨成粉末，和油脂混合，用來(lái)制作各種顏色的眼線膏。圖21左：用青金石裝飾的古埃及壁畫(huà)，描述的是埃及法老圖坦卡蒙的妻子——安克姍海娜曼在他身上涂抹油膏的場(chǎng)景。右：這幅“圣瑪麗和天使合唱團(tuán)”的裝飾畫(huà)很好的體現(xiàn)了青金石濃郁的藍(lán)色。要說(shuō)礦物顏料那可太多了，所有瓷器和油畫(huà)顏料幾乎都來(lái)自礦物。礦物顏料運(yùn)用得最廣泛的就是石墨和石灰，鉛筆芯就是由石墨和黏土組成的，還記得以前鄉(xiāng)下房子上刷的標(biāo)語(yǔ)嗎？石灰，石灰還是石灰。食品？飾品？關(guān)于食品，礦物的作用已經(jīng)不用多說(shuō)了，但凡學(xué)過(guò)生物的都知道生命離不開(kāi)礦質(zhì)元素，這個(gè)就是礦物了。這里只提一中生活中大家都接觸過(guò)的——食鹽。我們所食用的鹽大都來(lái)自?xún)?nèi)陸而不是大海，圖23為青海茶卡鹽湖，鹽湖是礦化度大于35g/L的湖泊的通稱(chēng)，其含鹽度甚至遠(yuǎn)高于海水。圖24為石鹽的立方體結(jié)晶。圖23圖24關(guān)于飾品大家也一定了解許多，比如說(shuō)玉，有錢(qián)人佩戴翡翠，和田玉之類(lèi)的，沒(méi)錢(qián)的就只能佩戴產(chǎn)量極大的蛇紋石了，蛇紋石中品質(zhì)比較好的可以做玉，叫岫玉，一般是綠色的，價(jià)格很便宜，記得一根岫玉的笛子也就百十來(lái)塊錢(qián)，至少有三十厘米長(zhǎng)。其它的如瑪瑙、水晶就都是大眾飾品了，物美價(jià)廉。鉆石和其它各種寶石的用途不僅僅在于佩戴，實(shí)際上百分之九十以上的都用于作機(jī)械工業(yè)材料，由于金剛石硬度在自然界最大（莫氏硬度10），所以人們就拿它們做玻璃刀（圖25）了，剛玉也因?yàn)橛捕却螅嫌捕?）產(chǎn)量也大，人們拿它做高檔手表鏡面（圖26），不容易磨損。人工合成的剛玉還常常用來(lái)做機(jī)械軸承，紅寶石常用來(lái)做高檔表的機(jī)芯。圖25圖26圖27喜歡書(shū)法的人一定知道田黃石（圖27），壽山石，雞血石，都是做印章的絕好材料，俗有“一兩田黃三兩金”的說(shuō)法，一直想要一塊，可惜求不到??！到處都是巖石，你已經(jīng)被包圍了！看看咱們?nèi)檀髲d地板墻壁都是用花崗巖裝飾的，巖石在建筑中起著不可小覷的作用。天然石材用于建筑莊重大方，顏色美觀，有渾然天成之感。這里主要介紹兩種最常見(jiàn)的——花崗巖和大理石?；◢弾r得天獨(dú)厚的物理特性加上它美麗的花紋使他成為建筑的上好材料，素有“巖石之王”之稱(chēng)。在建筑中花崗巖從屋頂?shù)降匕宥寄苁褂?，人行道的路緣也是，若是把它壓碎還能制成水泥或巖石填充壩。許多需要耐風(fēng)吹雨打或需要長(zhǎng)存的地方或物品都是由花崗巖制成的。像是臺(tái)北\o"中正紀(jì)念堂"中正紀(jì)念堂的牌匾和北京\o"天安門(mén)"天安門(mén)前\o"人民英雄紀(jì)念碑"人民英雄紀(jì)念碑（圖28）都是花崗巖做的。花崗巖過(guò)了千年仍歷久不衰的特性，著名的\o"埃及金字塔"埃及金字塔（圖29）就證明了這一點(diǎn)。圖28圖29花崗巖是巖漿在地下深處經(jīng)冷凝而形成的深成酸性火成巖，部分花崗巖為巖漿和沉積巖經(jīng)變質(zhì)而形成的片麻巖類(lèi)或混合巖化的巖石?；◢弾r主要組成礦物為長(zhǎng)石、石英、黑白云母等，石英含量是10%～50%。長(zhǎng)石含量約總量之2/3，分為正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石（堿石灰）及微斜長(zhǎng)石（鉀堿）。不同品種的礦物成份不盡相同，還可能有含輝石和角閃石?；◢弾r質(zhì)地堅(jiān)硬致密、強(qiáng)度高、抗風(fēng)化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低，美麗的色澤還能保存百年以上，是建筑的好材料，但它不耐熱。花崗巖雖然是建筑的好材料，但是部分地區(qū)的花崗巖會(huì)溢出氡，一種天然放射性氣體。氡會(huì)使人罹患肺癌，香港有13%的肺癌死者死因就是氡氣過(guò)濃。大理石是建筑石材中的名門(mén)之秀，其中潔白無(wú)瑕的漢白玉就更是受人推崇了，常常用于圣潔和奢華建筑的建造及裝飾?？纯聪旅鎺讖垐D，能說(shuō)出它們的名字嗎？圖30圖31圖32圖33圖34想必大家已經(jīng)猜到了，圖30就是天安門(mén)前的華表了，圖31是世界著名建筑比薩斜塔，圖32是美國(guó)華盛頓紀(jì)念碑，圖33是擁有黃金比例的希臘帕特農(nóng)神廟，圖34則是世界七大奇跡之一的印度泰姬陵。它們都是大理石建筑中的代表作，大理石純潔的顏色給這些杰作增添了無(wú)限風(fēng)光。大理石原指產(chǎn)于云南省大理的白色帶有黑色花紋的石灰?guī)r，剖面可以形成一幅天然的水墨山水畫(huà)，古代常選取具有成型的花紋的大理石用來(lái)制作畫(huà)屏或鑲嵌畫(huà)，后來(lái)大理石這個(gè)名稱(chēng)逐漸發(fā)展成稱(chēng)呼一切有各種顏色花紋的，用來(lái)做建筑裝飾材料的石灰?guī)r，白色大理石一般稱(chēng)為漢白玉，但對(duì)翻譯西方制作雕像的白色大理石也稱(chēng)為大理石。大理石主要用于加工成各種形材、板材，作建筑物的墻面、地面、臺(tái)、柱，還常用于紀(jì)念性建筑物如碑、塔、雕像等的材料。大理石還可以雕刻成工藝美術(shù)品、文具、燈具、器皿等實(shí)用藝術(shù)品。大理石是地殼中原有的巖石經(jīng)過(guò)地殼內(nèi)高溫高壓作用形成的變質(zhì)巖。大理石主要由方解石、石灰石、蛇紋石和白云石組成。其主要成分以碳酸鈣為主，約占50%以上。其他還有碳酸鎂、氧化鈣、氧化錳及二氧化硅等。由于大理石一般都含有雜質(zhì)，而且碳酸鈣在大氣中受二氧化碳、碳化物、水氣的作用，也容易風(fēng)化和溶蝕，而使表面很快失去光澤，大理石一般性質(zhì)比較軟，摩氏硬度在2.5到5之間，這是相對(duì)于花崗石而言的。當(dāng)然，你沒(méi)必要去理會(huì)這個(gè)，因?yàn)檫@個(gè)地質(zhì)年代都是按百萬(wàn)年來(lái)計(jì)算的，在我們有生之年，這個(gè)質(zhì)變都是有限的一種變化。雖然是極好的裝修材料，但就像花崗巖一樣，大理石也可能放射性超標(biāo)，放射性污染是一種隱性污染，沒(méi)有儀器檢測(cè)我們是無(wú)法感知的，從另一種角度來(lái)說(shuō)其危害性比甲醛、苯更大，因此在裝修時(shí)必須認(rèn)真對(duì)待。不過(guò)正規(guī)渠道的石材一般都會(huì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢測(cè),達(dá)標(biāo)的才能出售