地質(zhì)構(gòu)造孕育美麗礦物

本刊記者 段雯娟

中國地質(zhì)博物館館長賈躍明說過，中國大陸所經(jīng)歷的地質(zhì)演化是地球上最壯觀、最漫長與最復(fù)雜的，不僅塑造了最神奇錦繡的山川河谷地貌，而且生成了最豐饒美麗的礦物晶體。

中國的疆域超過960萬平方公里，包含了各種不同的地理特征：西部地區(qū)主要是廣闊的高原與蜿蜒的高山，包括喜馬拉雅山脈，天山山脈和昆侖山；而南部和東北部地區(qū)則以山脈與盆地相間為特征；北部和東部則大多數(shù)是沖積平原。

所有這些地貌單元都是復(fù)雜的地質(zhì)作用和構(gòu)造演化所造就的。在這些豐富多彩的地理、地質(zhì)演化過程中，大量礦物與礦床相繼形成。實際上，中國的成礦作用，與地質(zhì)構(gòu)造和板塊運動息息相關(guān)，因為中國大部分礦物晶體和礦藏都形成在各種構(gòu)造地帶上。

根據(jù)成礦帶的年齡，礦物晶體標本的年齡也就可以大致確定。例如，我們可以說紅銻礦標本大約是二億年前形成的，而瑤崗仙螢石則出現(xiàn)大約1．5億年前。這些都是令人震撼的事情，因為我們手中的那些精美礦物標本，都是經(jīng)過了大自然億萬年的孕育結(jié)晶之后才能形成的珍品。

中國大地是西伯利亞板塊、華北板塊、華南板塊、揚子板塊、印度板塊和西太平洋板塊經(jīng)過長期和復(fù)雜的相互作用而形成的產(chǎn)物。大型山脈主要是沿著板塊碰撞的邊緣形成，而在相對穩(wěn)定的板塊中心地域則形成了一些盆地和平原。

礦物晶體形成可分內(nèi)生作用（即在地球的深部地殼中進行）和外生作用（在地表和淺部進行）。例如，偉晶巖礦物主要出現(xiàn)在與巖漿活動有關(guān)的造山帶，而熱液礦物多產(chǎn)在地下巖漿熱液活動頻繁地區(qū)。

晚二疊紀和三疊紀時期（約2.5～2億年前），中國所在的原始泛大陸岡瓦納古陸（又名“岡瓦納大陸”或“南方大陸”）在地質(zhì)應(yīng)力作用下開始解體、飄移形成各個新板塊。各個板塊間碰撞后的火山作用和變質(zhì)作用使得板塊邊緣地帶的巖石產(chǎn)生了廣泛的礦化作用。

現(xiàn)在湖南省北部的“菊花石”（放射狀的天青石晶體）。陜西省南部山區(qū)（秦嶺）的紅銻礦都是在這個時期內(nèi)形成的。從中生代晚期到早第三紀（約2億至5千萬年前，恐龍遍布地球的時期），漂移的印度大陸板塊北部和歐亞大陸相撞。這個碰撞的作用一直持續(xù)到今天，由此而產(chǎn)生了中國西部的喜馬拉雅山脈，青藏高原和川西、滇西的高山峻嶺。在這些地區(qū)所收集到的多數(shù)寶石類礦物晶體，也都是在這個時期形成的。例如云南省高黎貢山，就位于該構(gòu)造帶中，產(chǎn)生了豐富的偉晶巖礦物和寶石。

廣東、廣西、江西、湖南等省的金屬礦產(chǎn)豐富，包括螢石、錫石、白鎢礦和鐵礦。它們大都是從晚侏羅紀（約1.4億至1.5億年前）時期開始的地殼運動中逐漸形成的。當西移的太平洋板塊俯沖鍥入到中國板塊的東部邊緣時，中國東南部地殼部分向上彎曲破裂，而其下的太平洋板塊俯沖帶在地幔上部變成巖漿上涌，產(chǎn)生了系列的巖漿侵入。該地區(qū)在豐富地下水資源和地幔巖漿的相互作用下行成了大量的熱液礦床。經(jīng)過1．5億年的進一步演化，就形成了品種豐富的精美礦物晶體。長期的地質(zhì)活動和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，在中國造就了各種各樣的成礦作用。中國已發(fā)現(xiàn)了168種有工業(yè)價值的礦藏。

內(nèi)生礦床和巖漿及其演化產(chǎn)生的氣水熱液有著密切的成因聯(lián)系，形成的礦物具有很高的物理特征（如硬度）和化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎包括所有的名貴寶石。礦產(chǎn)和礦體形成后的花崗巖侵入體和偉晶巖體廣泛分布在高山地區(qū)。許多有經(jīng)濟價值的礦床是在巖漿侵入后由熱液物質(zhì)在巖體圍巖裂隙或接觸帶中與圍巖相互作用形成的。這些礦產(chǎn)一般沿著以前的大陸邊緣分布。典型的熱液成礦作用形成的礦床有銅、鉬、鉛、鋅錫和其他一些金屬礦。大多數(shù)華南的礦山（如辰砂，雄黃，輝銻礦，螢石，方解石，重晶石和許多其他礦山）的礦物均屬于這種熱液礦床的類型。

次生或外生作用礦物是指成礦后，在新的物理、化學(xué)和生物作用下，原來的礦物性質(zhì)改變而形成新的礦物品種。這些礦物質(zhì)的來源主要是地表或近地表巖石或早期的礦物在地下水作用下氧化和水化而成。例如，在華南氣候炎熱潮濕地區(qū)，溶洞中出產(chǎn)鐘乳石、文石和其他鐘乳狀的礦物，如易吉礦和孔雀石都屬于這類成因。近年在廣西桂林恭城和廣東連南的鉛鋅礦中發(fā)現(xiàn)的美麗的綠色磷氯鉛礦和金黃色砷鉛礦，也是這種成礦作用的產(chǎn)物。

雖然中國出產(chǎn)的礦物標本品種繁多，但它們只是非常有限地集中出現(xiàn)在華南和西南地區(qū)的礦山。在廣袤的華北、西北和東北地區(qū)，探明的礦藏豐富、礦山與采礦業(yè)也十分發(fā)達，也應(yīng)該是最有潛力找到精美礦晶的地區(qū)。近年在內(nèi)蒙赤峰一帶發(fā)現(xiàn)的大量礦物就是一例。

綠柱石

礦物晶體的品種

我國幅員遼闊，地質(zhì)背景復(fù)雜，自然環(huán)境條件各異，礦物晶簇的分布很廣，種類繁多現(xiàn)就最常見和重要的幾種作簡略介紹。

水晶

水晶：是結(jié)晶完好的石英晶體，化學(xué)組成是氧化硅（SiO2）。晶體狀態(tài)的由六方雙錐和六方柱構(gòu)成的帶錐頭的六方體。其顏色多種多樣：無色透明的或乳白色半透明的稱水晶，紫色的稱紫晶，煙灰色的屬煙晶，茶褐色的為茶晶，黃色的稱黃水晶，玫瑰色的為薔薇水晶（芙蓉石）等。其中紫晶是最受人們喜愛的寶石品種之一，除它的顏色高雅外，我們的祖先還認為紫晶可以促使互相諒解，保佑平安和萬事如意。國際寶石學(xué)界把紫晶列為2月生辰石。

水晶大多呈單晶晶簇產(chǎn)出，有時還可能和其他礦物晶簇（如螢石、重晶石、辰砂或鏡鐵礦等）共生。與其共生的鏡鐵礦往往呈花瓣狀集合體，構(gòu)成“鐵玫瑰”形態(tài)十分美觀。水晶晶簇本身常組成形如菊花的放射狀集合體，很受人們的喜愛。水晶幾乎產(chǎn)于全國各省（市、自治區(qū)），但以江蘇、貴州、四川、內(nèi)幕古、海南等省較多。在國外，巴西以盛產(chǎn)水晶著稱，特別的紫晶，其他產(chǎn)地還有馬達加斯加、日本和美國等。

水晶礦床主要為花崗偉晶巖型和中溫?zé)嵋撼涮钚汀Ｇ罢叨喑霈F(xiàn)于花崗巖體的內(nèi)、外接觸帶，后者則分布于硅質(zhì)巖層（如石英巖、砂巖、硅質(zhì)頁巖、片麻巖）及灰?guī)r、白云巖中呈脈狀、透鏡狀晶洞產(chǎn)出。

方解石：是一種分布廣泛的常見礦物晶體（簇），化學(xué)組成是碳酸鈣（CaCO3），主要為無色或白色，有時因含其他元素而呈淺黃、淺紅、紫、褐黑色等。無色透明的方解石晶體稱冰州石，是重要的光學(xué)材料。方解石晶體一般發(fā)育完好，形態(tài)多種多樣，常見的有柱狀體、菱面體、板狀體、三角面體等。單晶大小可以從幾毫米至數(shù)十厘米不等。因此，方解石晶簇形態(tài)豐富多姿，造型美觀。有時，方解石晶簇可和金屬硫化物晶體（如黃鐵礦、閃鋅礦）共生，形態(tài)更為美麗。方解石晶簇主要產(chǎn)于以碳酸鹽巖為圍巖的熱液脈狀礦床中，如貴州、廣西、云南等省，那里有大量碳酸鹽巖地層分布，巖漿活動不發(fā)育，因此其生成溫度一般比水晶稍低。

螢石：是一種鈣的氟化物（CaF2）。礦物晶體大多為半透明至透明，在紫外線照射下出現(xiàn)極強的熒光。礦物常呈現(xiàn)多種誘人的顏色，包括紅色、綠色、藍色、褐色、黃色、橙黃色和紫色等。晶體通常為立方體，兩個立方體常相互穿插構(gòu)成雙晶，取次為八面體及菱形十二面體。單晶大小可由數(shù)毫米至幾十厘米。

螢石大部分形成于熱液作用階段。按其產(chǎn)出圍巖的不同，可大致分為兩類：一種產(chǎn)于硅酸鹽巖中，如花崗巖、流紋質(zhì)火山巖、頁巖及砂巖等，主要共生礦物有方解石、重晶石及各種金屬硫化物，如閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和黃鐵礦等。我國螢石資源極其豐富，晶簇往往也很發(fā)育，在浙江、山東、遼寧、廣東、云南、湖南、貴州、四川等省均有產(chǎn)出。

綠柱石：這是一種含鈹?shù)匿X硅酸鹽礦物。晶體常成六方柱和六方錐體，具玻璃光澤。由于所含堿金屬和微量元素的不同，可呈現(xiàn)不同顏色，有無色、綠色、藍色、玫瑰色和紫紅色等。其中祖母綠是綠柱石家族中最珍貴的成員和寶石。其所呈現(xiàn)的鮮艷綠色，歸因于礦物中含有鉻和釩。祖母綠青翠悅目，使各個時代的人都為之著迷，它有“綠色之王”的美譽，特別為東方民族所酷愛。自古以來，祖母綠一直同鉆石、紅寶石和藍寶石共同列為世界四大珍貴寶石。

綠柱石一般產(chǎn)于由高溫氣液作用形成的花崗偉晶巖中，常與白云母、微斜長石等晶體集合體共生。綠柱石單晶的大小從幾厘米到數(shù)十厘米不等。我國新疆阿爾泰地區(qū)是綠柱石的主要產(chǎn)地，甘肅、云南等省也有產(chǎn)出。但祖母綠的生成地質(zhì)環(huán)境較特殊，如美國北卡羅來納州的祖母綠產(chǎn)于超基性巖（一種超鎂鐵質(zhì)的侵入巖）內(nèi)的花崗偉晶巖晶洞中。我國云南有高溫氣成熟液脈型的白鎢礦——祖母綠礦床，產(chǎn)于含鈹二云母花崗巖體外接觸帶，圍巖為含鉻、釩較高的古來變質(zhì)巖。

剛玉：化學(xué)組成為氧化鋁，其硬度為9，僅次于鉆石（鉆石的硬度為10）。天然剛玉一般都含有微量元素雜質(zhì)，主要有鉻、鈦、錳、釩等因此使剛玉帶有不同顏色，如黃灰、藍灰、紅、藍、紫、綠、棕、黑色等。剛玉的晶體形態(tài)常呈桶狀、柱狀或板狀，晶形大多都較完整，具玻璃光澤至金剛光澤。

紅寶石

紅寶石：是指含鉻的具鮮艷紅色的透明到半透明的剛玉，是一種非常珍貴的寶石，目前市場上優(yōu)質(zhì)的紅寶石比鉆石還珍貴，紅寶石的著名產(chǎn)地是緬甸、泰國、斯里蘭卡、巴西和越南。它主要產(chǎn)于侵入巖體外接觸帶的白色粗粒大理巖中，呈浸染狀斑晶產(chǎn)出。其必要的生成地質(zhì)條件是高溫、富鋁、缺硅并有鉻的來源。我國西藏和云南等地也已發(fā)現(xiàn)類似成因的紅寶石礦床。

藍寶石：是泛指除紅色以外的任何顏色色調(diào)的寶石級剛玉。它們的顏色有白、黃、青、藍、紫、玫瑰等色，但以藍色者最為常見。藍色是由于剛玉晶體中含有鈦和鐵所致。藍寶石的主要產(chǎn)地的巴西、緬甸、泰國和澳大利亞等地。但其產(chǎn)出的地質(zhì)條件卻和紅寶石不一樣，主要產(chǎn)于堿性玄武巖中。我國山東也有類似成因的藍寶石礦床，只是藍寶石晶體的顏色過深。藍寶石的另一種類型產(chǎn)于堿性侵入巖與富鎂碳酸鹽巖的內(nèi)接觸帶夕卡巖中。

輝銻礦：它屬于銻的硫化物，鉛灰色，金屬光澤。單晶呈長柱狀或針狀，柱面有明顯的縱紋。晶體集合體常呈放射狀或束狀。單晶大小從幾厘米到幾十厘米。輝銻礦是分布最廣的銻化物，見于中低溫?zé)嵋撼涮畹V床中。我國湖南錫礦山是世界上最大最著名的輝銻礦產(chǎn)地，貴州、廣西、陜西等省也有不少輝銻礦床產(chǎn)出。除了上述列舉的一些常見和掛、貴重的礦物晶簇外，在自然界還有不少美觀和較為常見的礦物晶簇，如石榴子石、黃鐵礦、錫石、辰砂、藍銅礦、孔雀石、雄黃、雌黃、電氣石、石膏、角閃石、綠簾石、紅柱石、天青石、魚眼石等。限于篇幅，這里不能一一列舉。