2015年10月14日 星期三

礦物主題介紹(七) ~命名

礦物的命名也是個很有趣的研究方向,許多礦物光是從其名稱,就可以推斷其顏色、外觀或組成成份,有的可能跟其特殊性質有關,不過也有許多是用譯音做為礦物的名稱,以下就針對礦物的命名做分析:
1.與人名有關者
許多礦物都會以其發現者或是對地質研究有貢獻的學者命名,這樣就可以將其事蹟留傳千古,不過也有一些礦物的命名,用的人名可能是發現者的重要他人,像妻子、老師等。舉例如下:
礦物名稱
命名原因
逸見石(Henmilite)
這種礦物是由一位日本岡山大學的礦物學者於1986所發現的,用他的名字逸見吉之助及他的二女兒,同樣也是岡山大學的礦物學者逸見千代子,為這種新礦物命名。
菱鋅礦(Smithsonite)
菱鋅礦的命名與英國科學家James Smithson(1765~1829)有關
水磷鋁鐵石 (Gormanite)
水磷鋁鐵石以加拿大多倫多大學的Donald Gorman教授的名字為這種礦物命名
針鐵礦 (Goethite)
紀念德國詩人歌德(Johann Wolfgang von Goethe)

逸見石(日本岡山縣布賀礦山)

菱鋅礦(墨西哥)

水磷鋁鐵石(加拿大)

針鐵礦(中國)

2.與其外觀有關者
以這類方式所命名的礦物真的相當多,外觀可能與之顏色、形狀有關。舉例如下:
礦物名稱
命名原因
孔雀石(Malachite)
色彩像孔雀羽毛斑紋
榍石(Sphene)
晶體外觀呈楔子的形狀
黑柱石(Ilvaite)
常見的晶體外觀為黑色柱狀
斧石(Axinite)
晶體外觀呈片狀,邊緣的地方銳利,類似斧頭

孔雀石(中國雲南)

榍石(俄羅斯)

黑柱石(俄羅斯)

斧石(俄羅斯)

3.與其組成成份有關者
礦物的成份可用化學式表示,許多礦物會直接用其成份做命名,特別在其中文名稱上極為明顯,舉例如下:
礦物名稱
命名原因
矽酸鋇鈦礦(Benitoite)
含有鋇與鈦的矽酸鹽礦物
鉬鉛礦(Wulfenite)
其成份中含有鉬與鉛
鉻酸鉛礦(Crocoite)
其成份中含有鉻與鉛
磷氯鉛礦(Pyromorphite)
含有氯與鉛的磷酸鹽礦物

矽酸鋇鈦礦(美國加州)

鉬鉛礦(美國亞利桑那州)

鉻酸鉛礦(澳洲)

磷氯鉛礦(中國)

4.與發現地或是這種礦物的典型產地有關
用發現地所命名的礦物,可以知道這種礦物源自於何處;此外,有的是用此種礦物,發現較好標本的地區做命名,舉例如下:
礦物名稱
命名原因
北投石(Hokutolite)
發現地為台灣北投,不過近年來有礦物學家,認為北投石比較屬於重晶石的亞種,而不是獨立的一種礦物
維蘇威石/符山石(Vesuvianite/Idocrase)
最早發現於義大利的維蘇威火山附近,因此命名為維蘇威石。
湖北石(Hubeite)
於中國湖北省所發現的一種新礦物,因此命名為湖北石。
高嶺土(Kaolinite)
發現於景德鎮附近高嶺

北投石(台灣北投)

符山石(義大利)

湖北石(中國湖北)

2015年9月23日 星期三

礦物主題介紹(六) ~光澤Luster

光澤是指礦物本身反光的程度,當光線照射到礦物時,會將一部分的光線反射出去,若是反射出去的光線很多,則這件礦物看起來就會比較亮;若是反射的光線較少,看起來就會比較暗。一般來說金屬類的礦物反光程度較好,非金屬類的礦物反光較差,礦物的光澤與其化學成分及晶體結構有關,此外透明度、折射率與礦物的表面狀態(指表面平滑或粗糙)也會影響到光澤。
我們將礦物的光澤分成金屬光澤、次金屬光澤與非金屬光澤三大類,其中非金屬光澤又被細分為金鋼光澤、玻璃光澤、油脂光澤、絲絹光澤、珍珠光澤與土狀光澤等。基本上這些術語只是幫助我們去描述這種礦物,我必須承認,有時真的很難去區分它們間的不同。
這邊要注意的一點是,礦物的光澤並不能完全當做判斷礦物種類的依據,不同產狀的礦物或是從不同的角度觀察同一件礦物,都可能會看到不同類型的光澤。

這是一件印度產的魚眼石標本,左-其柱面產生玻璃光澤  右-其底軸面產生珍珠光澤

以下就常見的術語做介紹:
金屬光澤
1.金屬光澤(Metallic luster)
看起來就像一般的金屬,可能散發出金色或銀白色的光澤,反光的程度相當好,看起來相當亮,具有金屬光澤的礦物包括自然金、自然銀與黃鐵礦等。

 自然金(美國內華達州)

自然銅(美國)

2.次金屬光澤(Submetallic luster)
與金屬光澤相比,次金屬光澤的反光程度就比較沒有那麼好,其為不透明的深色礦物,可以反射少部分的光線,具有次金屬光澤的礦物包括磁鐵礦、黑鎢礦等。

 磁鐵礦(玻利維亞)

黑鎢礦(中國)

非金屬光澤

1.金鋼光澤(Adamantine luster)
Adamantine這個字即指鑽石般的光澤,具有金鋼光澤的礦物具有很強的折射率,經過切磨之後,往往可以製成光澤璀璨的寶石,此類礦物的折射率大多在1.9~2.6之間,具有金鋼光澤的礦物包括鑽石、鋯石及金紅石等。
順道一提,鑽石即為金鋼石,只不過在礦物學上較常用金鋼石稱呼,而我們一般則是稱之為鑽石,所以提到金鋼石可能比較少人知道,不過說到鑽石,我想腦海中馬上呈現那金光閃閃的樣子。
鑽石(南非)

金紅石(巴西)

2.玻璃光澤(Vitreous luster)
看起來就像是玻璃般的光澤,是最常見的光澤,其折射率大多介在1.3~1.9之間,自然界大約有70%的礦物具有玻璃光澤,具有玻璃光澤的礦物包括石英、黃玉、螢石、綠柱石及電氣石等。
水晶(台灣屏東)

螢石(美國田納西州)


3.油脂光澤(Greasy luster)
礦物表面具有非常細微的粗糙面,使得光線照射時,會讓反射的光線被分散開來,看起來表面油油亮亮的,具有油脂光澤的礦物包括方解石、石鹽與蛋白石等。
 方解石

硫磺(美國)

4.絲絹光澤(Silky luster)
會呈現出絲般的光澤,一般整齊排列的纖維狀礦物就會具有這種光澤,具有絲絹光澤的礦物包括纖維石膏及石棉等。
纖維石膏

5.珍珠光澤(Pearly luster)
表面的感覺看起來很像珍珠或珍珠母貝,一般是由許多層狀透明結構面反光所產生的,具有珍珠光澤的礦物包括雲母及輝沸石等。
白雲母(巴西)
雲母(巴西)

6土狀光澤(Earthy luster)
外觀看起來就像是泥土或是乾泥,具有土狀光澤的礦物包括高嶺土及白堊等。
蒙脫石(美國猶他州)

2015年9月19日 星期六

礦物主題介紹(五) ~透明度Transparency

透明度是指礦物本身透光的程度,依礦物的透光程度,可分為透明、半透明及不透明三類,礦物的透明度與其化學成分及結構有關,此外,其他的內含物及內部裂紋等,都會影響到透明度。
另外同一種礦物,可能會因其內含物或是產狀等的不同,影響其透明度。

以下就常見的術語做敘述:
1.透明(Transparent)
光可以順利通過透明的礦物,可以清楚的看到置於礦物背後的物體。像水晶就是一個很好的透明礦物例子。

鑽石水晶(阿根廷)


賽黃晶(墨西哥)

2.半透明(Translucent)
光可以穿過半透明的礦物,不過有部分的光被阻隔或是被散射開來,因此可以看到置於礦物背後的物體,但並不是相當清楚,有些看似不透明的深色系礦物,若利用強光照射,可以看到其內部的顏色,這種也屬於半透明礦物。

 辰砂(中國貴州)


鎂電氣石(馬達加斯加)
左-上方光源       右-下方光源

3.不透明(Opaque)
光無法穿過或難以穿過的不透明礦物,因此無法看到置於礦物背後的物體。一般來說,許多金屬類的礦物都屬於不透明礦物,像自然金、黃鐵礦等就屬於此類礦物。


 黃鐵礦(祕魯)


赤鐵礦(摩洛哥)

2015年9月18日 星期五

礦物主題介紹(四) ~螢光Fluorescent

螢光礦物一直是一個很吸引人的主題,不過想一窺這個美麗的魔幻世界,除了要有會產生螢光的礦物標本外,更重要的,是能找到適合的光源。

含油水晶(阿富汗)
上-白光     下-長波紫外線

含油水晶(阿富汗)
左-白光     右-長波紫外線

石膏(高雄)
左-白光     右-長波紫外線

一般來說,在專業的科學儀器店,可以找到適合的紫外線光源,有的螢光燈配備齊全,能調整三種波段的紫外線,不過其價格相當昂貴,非一般人能擁有,要觀察螢光礦物比較陽春的作法是利用驗鈔筆(就是會射出藍紫色光的那種),驗鈔筆的紫外線光源可以使鈔票上的原本隱藏的防偽螢光纖維絲現形,同樣的也可以用來觀察某一部分的螢光礦物,唯要特別注意的地方是,第一,這種驗鈔筆所射出的紫外線為長波紫外線,但是大部分的螢光礦物,並不會在長波紫外線下產生螢光反應,因此擁有驗鈔筆只能讓你觀察到某一小部分的螢光礦物;第二,則是驗鈔筆的製作良莠不齊,可能射出的光源除了長波紫外線外,還包括一般波段的光源,這會影響所觀察的螢光礦物。

左上-矽鋅礦(美國紐澤西州)白光                右上-矽鋅礦(美國紐澤西州)短波紫外線
左下-螢石(美國俄亥俄州)白光                右下-螢石(美國俄亥俄州)短波紫外線


左上-鋯石(巴西)白光                              右上-鋯石(巴西)短波紫外線
左下-矽酸鋇鈦礦(美國加州)白光                右下-矽酸鋇鈦礦(美國加州)短波紫外線

目前我所擁有的紫外線燈,包括短波及長波兩種波段,看大部分的螢光礦物已經綽綽有餘了!許多礦物在長波紫外線下無明顯的螢光反應,但到了短波紫外線上場的時間,卻是一片光彩斑斕的奇幻世界,但顛倒的情況也是有的。

矽鋅礦、方解石與鋅鐵尖晶石(美國紐澤西州)
上-短波紫外線     下-白光

另外使用紫外線燈絕對不要對眼睛照射,特別是短波紫外線燈,其產生的能量很強,嚴禁對眼睛及皮膚照射,像我拍照的時候都盡量避免手曝露在光源下。

2015年9月17日 星期四

礦物主題介紹(三) ~硬度Hardness

硬度是指礦物本身抵抗磨擦的程度,硬度越高的礦物越不容易在表面產生刮痕,礦物的硬度與它的組成成分與晶體結構有關,目前最常用的為摩氏硬度表,下面就摩氏硬度做介紹:


摩氏硬度表Mohs Hardness Scale
德國的礦物學家Friedrich Mohs(1773~1839)所創立,其於1801前往奧地利為一位富裕的銀行家,辨識其所收藏的礦物,為了分辨這些不同的礦物,他用了許多的辨識方式,其中之一就是將不同的礦物互相刻劃,較硬的礦物可以在較軟礦物上留下刮痕,他發現所有的礦物都可以在滑石上留下刮痕,所以它一定是非常軟;而鑽石卻是硬到其他的礦物無法刮傷它,它的硬度一定很高。
到了1812年,他發表了這套硬度標準,找了十種硬度不同的礦物,依其硬度高低,分為十級,從硬度1的滑石到硬度10的鑽石,每一級都選用一種較常見的礦物做代表,數字越大代表其硬度越高。基本上數字的大小,只說明了硬度的高低,並不是它們彼此間的硬度差距,也就是硬度10的鑽石沒有比硬度2的石膏硬五倍。
遇到一種不知其硬度的礦物時,我們可利用它與不同礦物互相磨擦,若可以在對方留下刻痕,則表示其硬度較對方高,要是兩者都無法刮傷對方,則視兩者硬度相同,即可從此推斷礦物的硬度;若是硬度剛好介在兩種礦物之間,例如石榴石,可以在硬度7的石英表面留下刮痕,但卻會被硬度8的黃玉所刮傷,我們會把石榴石的硬度定為7.5
除了用不同的礦物來比較硬度外,我們日常生活隨手可取得的物品也可以用來測試礦物的硬度,像指甲硬度為2.5、硬幣硬度為3.5、刀刃的硬度為5.5
另外利用互相刻劃的方式來比較硬度,最好不要對高價的寶石及礦物做測試,要不然留下的不只是刮傷而已,更有難以抹滅的痛!順道一提,不知當初那位富裕的銀行家,看到Friedrich Mohs如此「善待」自己的礦物,心中做何感想?

關於硬度,還有一定要特別注意一下,我們四周飛散的塵土中,可能含有一些石英砂,石英的硬度為7,因此佩帶的寶石若是硬度太低,在日常生活中很快就會被刮傷,看起來霧霧的,因此寶石的硬度最好要高一點。

2015年9月16日 星期三

礦物主題介紹(二) ~顏色Color

欣賞一件礦物時,第一個對它的感受即眼睛所看到的色彩,它是最直接且最令人印象深刻的。我想許多喜愛礦物的收藏家,就是被礦物多樣且美麗的顏色所吸引。


五顏六色的礦物世界

不同的礦物有不同的顏色,像孔雀石的綠、藍銅礦的藍、釩鉛礦的紅及紫水晶的紫,每一種都有自己的特色,不過,實際上用顏色分辨礦物並不是相當恰當,因為世上的礦物何其之多,相同顏色的礦物猶如過江之鯽種類繁多,就以綠色系的礦物來說,除了孔雀石外,還包含了翠榴石、橄欖石、葡萄石等,若是看到一個礦物是綠色的,就直接推斷其為孔雀石,這樣未免太武斷了一點。


左上-橄欖石                      右上-孔雀石
左下-翠榴石                      右下-葡萄石

另外一點則是因為許多礦物不會只有單單一個顏色,可能有兩個甚至數個不同的顏色,以最常見的礦物石英為例,若是無任何雜質的無瑕晶體,應該為透明無色(一般稱之為白水晶),不過若是含有鐵離子有可能形成紫色(紫水晶)或黃色(黃水晶),而含有鈦離子則會呈粉紅色(粉晶或薔薇石英),要是含有鋁離子又受到輻射的影響,會呈黑色到褐色(煙水晶);另外若是水晶中含有一些內含物,也可能使顏色發生改變,像西班牙的紅水晶的紅為赤鐵礦所導致,希臘的綠水晶的綠為鈣鐵輝石的緣故,巴西的藍水晶為水晶中含有髮絲狀的藍色電氣石,因此看起來像是藍色的水晶。甚至同一個礦物晶體上,有數種不同的顏色,最明顯的例子就是電氣石,可能在同一根晶體上發現數種不同的色彩。


各色的水晶

色彩豐富的鋰電氣石

以學理的角度來說,礦物的顏色可分為自色性礦物及他色性礦物,自色性礦物的顏色為其礦物本身的顏色,往往顏色都相當固定,像硫磺為黃色、孔雀石為綠色,藍銅礦的藍色,他色性礦物則是礦物中含有其他微量的元素,形成其他的顏色,例如剛玉應該為無色透明的礦物,若含有微量的鉻,則形成紅色,也就是我們所熟知的紅寶石;含有微量的鐵與鈦,則會形成藍色,也就是我們所熟知的藍寶石。
自色性礦物
左上-硫磺                    右上-孔雀石
左下-藍銅礦                 右下-釩鉛礦
他色性礦物
左-紅寶石                右-藍寶石

就以收藏礦物的角度來說,除了收藏不同顏色的礦物相當吸引人外,收藏同一種礦物不同的色調,也是一個迷人的主題。