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磷灰石与毒砂共生

时间:2021-03-28        阅读

西沙群岛是我国南海四大群岛之一,那里岛礁众多,气候湿润,岛上生活着大量鸟类,被称为“鸟的天堂”。令人意想不到的是,西沙群岛的鸟粪也是一种珍贵的资源,因为鸟粪中含有磷灰石。

2009年9月4日,《海南日报》刊发了一篇题为《西沙开发,从挖鸟粪开始》的文章。该文透露:“海南鸟肥公司于1955年11月在海口成立。12月,91名公司干部职工前往西沙开展前期准备工作;次年3月,250人奔赴西沙开采鸟肥资源,他们成为新中国开发西沙的先驱者。”

磷参与了生命循环,也在生命的循环过程中不断沉积,成为新的矿床。大量海鸟的鸟粪长期堆积,经过漫长的成矿作用,会逐渐变成一种由羟基磷灰石组成的、特殊类型的磷矿。有资料显示,西沙群岛的鸟粪堆积形成的磷矿可达两米厚,真可谓是一笔宝贵的财富。

磷灰石与毒砂共生


磷灰石原石

在浅海中,也会沉积形成磷矿资源。最初,陆地上的磷灰石遭受风化而分解,它们中有一小部分残留在土壤中,大部分则随流水汇入大海,而后被海洋中的浮游生物摄取,顺着“大鱼吃小鱼”的食物链,逐渐进入到鱼类的骨骼中。当这些海洋生物死去之后,会在海底沉积,慢慢富集后就可以形成新的磷酸盐矿床。我国的贵州开阳、云南昆阳、湖北宜昌等地就有这样的矿床分布。

中世纪时期,有位法国人发现一块巨大的蓝绿色宝石,便用它来装饰教堂。最初,这位发现者认为自己发现的是乳齿象的巨牙。后来,又有人认为,这是一种绿松石。如今,科学家们通过光谱分析才真正确定了它的身份——原来是一种磷灰石。

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磷灰石的英文名称是“apatite”,1786年,由“德国地质学之父”维尔纳命名。该名称来源于希腊语,原意为“欺骗、误导”,这是因为,磷灰石很容易被误认为是石英、橄榄石、托帕石、海蓝宝石等其他矿物。

其实,磷灰石是一种重要的磷酸盐矿物,根据其中所附加的阴离子的种类不同,可以划分为氟磷灰石、氯磷灰石和羟基磷灰石等亚种。自然产出的磷灰石晶体一般为柱状、短柱状或厚板状,集合体则是粒状或致密块状,不含杂质的磷灰石应为无色透明的,但人们常能见到浅绿色、黄绿色、浅紫色或褐色的晶体,甚至还有些是深灰色及黑色的,其莫氏硬度为5,比萤石稍硬,比正长石和石英稍软。

最美丽的磷灰石当属蓝绿色的品种。这种磷灰石产自马达加斯加、斯里兰卡、缅甸、印度和巴西等国家,不仅颜色和外观酷似蓝色碧玺,而且价格相对便宜,所以有人称它是帕拉伊巴蓝碧玺的“最佳替身”,日益受到人们的喜爱。除此之外,产自墨西哥、坦桑尼亚和西班牙的黄绿色磷灰石、产自美国和德国的紫色磷灰石以及产自加拿大的褐色磷灰石,也有一定的收藏价值。

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磷灰石的典型特点是能够发光。我们通常所说的矿物发光包括两种情况:一种是矿物因受外界能量激发而发光,当外界激发能量停止后,矿物即停止发光,这种光为荧光,比如钻石、萤石和白钨矿的发光就属于这种情况。另一种情况是,如果外界的激发能量停止后,矿物发光还能持续一段时间,这种光被称为磷光。

有些磷灰石中含有其他微量元素,加热之后可以在黑暗中慢慢释放能量,产生微弱的光芒,并且这种发光现象能持续数小时之久,由此给该矿物增加了几分神秘之感。人们还曾经发现,某些磷灰石具有猫眼效应——顶部被切割成弧面形的磷灰石在明亮的光照之下会出现一道明亮的光带,转动宝石,光带也随之闪动,就像是黑夜之中的猫眼一样闪闪发亮。

由于磷灰石的硬度相对较低,作为宝石佩戴极易破碎,所以,它很少出现在珠宝市场上。即使有,也仅见于耳环和吊坠等小饰品,大部分高质量的磷灰石晶体都被用来收藏了。


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宝石级磷灰石主要出现在火成岩中,它们实在是太少见了,但是实际上磷灰石并不属于稀有矿物,在沉积岩和变质岩中也都有分布,它是地球上磷元素的主要来源。

1669年,一位德国炼金术士在加热蒸发人尿的时候,意外发现了色如白蜡、闪闪发光的磷。这是一种关系到遗传、蛋白质合成甚至生命活动的最基本的矿物质,它是遗传基因脱氧核糖核酸的组成成分,也是我们人体内组织细胞活动所需能量的直接来源——三磷酸腺苷的重要组分之一。

可以毫不夸张地说,如果没有磷,有机生命就不可能出现。对于人体牙齿和骨骼的生长来说,钙和磷至关重要,磷灰石恰恰同时富含这两种元素,其价值可想而知。

磷灰石不仅是动植物摄取磷元素的源泉,而且是十分重要的化工原料,可以用来制造农药、化肥、炸药、牙膏、洗涤剂、烟花爆竹以及各种医药产品。当年苏联人称磷灰石为“北极的金子”,现在的俄罗斯依然是磷灰石的重要产地。

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俄罗斯的磷灰石矿,它是磷肥的主要来源之一

加拿大有个名为霍益达斯湖的采矿场,开采的矿物主要就是氟磷灰石。不过,其开采目的是为了得到稀土矿。这是为什么呢?因为地质学家研究发现,在形成矿物的过程中,如果某种元素的浓度不足,就会由其他性质类似的元素进入晶格中来补偿,这就是“补偿类质同象”。当磷灰石生成环境中的钙离子不足时,铈离子会补偿进来,于是就形成了富含铈元素的磷灰石变种,它可作为稀土矿开采。

磷灰石与毒砂共生


磷灰石与毒砂共生

磷灰石与毒砂共生


绿色磷灰石与白色长石共生,产于马达加斯加

说到这里,大家应该会对磷灰石有了全新的认识。它既是与我们生活息息相关的珍贵矿产,又是宝石家族中低调内敛的新成员,不管它身居何处,总是在静静地绽放光彩,为我们人类默默做出贡献。仅凭这一点,就值得我们给它点个大大的赞。

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