地质构造孕育美丽矿物

本刊记者 段雯娟

中国地质博物馆馆长贾跃明说过，中国大陆所经历的地质演化是地球上最壮观、最漫长与最复杂的，不仅塑造了最神奇锦绣的山川河谷地貌，而且生成了最丰饶美丽的矿物晶体。

中国的疆域超过960万平方公里，包含了各种不同的地理特征：西部地区主要是广阔的高原与蜿蜒的高山，包括喜马拉雅山脉，天山山脉和昆仑山；而南部和东北部地区则以山脉与盆地相间为特征；北部和东部则大多数是冲积平原。

所有这些地貌单元都是复杂的地质作用和构造演化所造就的。在这些丰富多彩的地理、地质演化过程中，大量矿物与矿床相继形成。实际上，中国的成矿作用，与地质构造和板块运动息息相关，因为中国大部分矿物晶体和矿藏都形成在各种构造地带上。

根据成矿带的年龄，矿物晶体标本的年龄也就可以大致确定。例如，我们可以说红锑矿标本大约是二亿年前形成的，而瑶岗仙萤石则出现大约1．5亿年前。这些都是令人震撼的事情，因为我们手中的那些精美矿物标本，都是经过了大自然亿万年的孕育结晶之后才能形成的珍品。

中国大地是西伯利亚板块、华北板块、华南板块、扬子板块、印度板块和西太平洋板块经过长期和复杂的相互作用而形成的产物。大型山脉主要是沿着板块碰撞的边缘形成，而在相对稳定的板块中心地域则形成了一些盆地和平原。

矿物晶体形成可分内生作用（即在地球的深部地壳中进行）和外生作用（在地表和浅部进行）。例如，伟晶岩矿物主要出现在与岩浆活动有关的造山带，而热液矿物多产在地下岩浆热液活动频繁地区。

晚二叠纪和三叠纪时期（约2.5～2亿年前），中国所在的原始泛大陆冈瓦纳古陆（又名“冈瓦纳大陆”或“南方大陆”）在地质应力作用下开始解体、飘移形成各个新板块。各个板块间碰撞后的火山作用和变质作用使得板块边缘地带的岩石产生了广泛的矿化作用。

现在湖南省北部的“菊花石”（放射状的天青石晶体）。陕西省南部山区（秦岭）的红锑矿都是在这个时期内形成的。从中生代晚期到早第三纪（约2亿至5千万年前，恐龙遍布地球的时期），漂移的印度大陆板块北部和欧亚大陆相撞。这个碰撞的作用一直持续到今天，由此而产生了中国西部的喜马拉雅山脉，青藏高原和川西、滇西的高山峻岭。在这些地区所收集到的多数宝石类矿物晶体，也都是在这个时期形成的。例如云南省高黎贡山，就位于该构造带中，产生了丰富的伟晶岩矿物和宝石。

广东、广西、江西、湖南等省的金属矿产丰富，包括萤石、锡石、白钨矿和铁矿。它们大都是从晚侏罗纪（约1.4亿至1.5亿年前）时期开始的地壳运动中逐渐形成的。当西移的太平洋板块俯冲锲入到中国板块的东部边缘时，中国东南部地壳部分向上弯曲破裂，而其下的太平洋板块俯冲带在地幔上部变成岩浆上涌，产生了系列的岩浆侵入。该地区在丰富地下水资源和地幔岩浆的相互作用下行成了大量的热液矿床。经过1．5亿年的进一步演化，就形成了品种丰富的精美矿物晶体。长期的地质活动和复杂的地质构造，在中国造就了各种各样的成矿作用。中国已发现了168种有工业价值的矿藏。

内生矿床和岩浆及其演化产生的气水热液有着密切的成因联系，形成的矿物具有很高的物理特征（如硬度）和化学稳定性，几乎包括所有的名贵宝石。矿产和矿体形成后的花岗岩侵入体和伟晶岩体广泛分布在高山地区。许多有经济价值的矿床是在岩浆侵入后由热液物质在岩体围岩裂隙或接触带中与围岩相互作用形成的。这些矿产一般沿着以前的大陆边缘分布。典型的热液成矿作用形成的矿床有铜、钼、铅、锌锡和其他一些金属矿。大多数华南的矿山（如辰砂，雄黄，辉锑矿，萤石，方解石，重晶石和许多其他矿山）的矿物均属于这种热液矿床的类型。

次生或外生作用矿物是指成矿后，在新的物理、化学和生物作用下，原来的矿物性质改变而形成新的矿物品种。这些矿物质的来源主要是地表或近地表岩石或早期的矿物在地下水作用下氧化和水化而成。例如，在华南气候炎热潮湿地区，溶洞中出产钟乳石、文石和其他钟乳状的矿物，如易吉矿和孔雀石都属于这类成因。近年在广西桂林恭城和广东连南的铅锌矿中发现的美丽的绿色磷氯铅矿和金黄色砷铅矿，也是这种成矿作用的产物。

虽然中国出产的矿物标本品种繁多，但它们只是非常有限地集中出现在华南和西南地区的矿山。在广袤的华北、西北和东北地区，探明的矿藏丰富、矿山与采矿业也十分发达，也应该是最有潜力找到精美矿晶的地区。近年在内蒙赤峰一带发现的大量矿物就是一例。

绿柱石

矿物晶体的品种

我国幅员辽阔，地质背景复杂，自然环境条件各异，矿物晶簇的分布很广，种类繁多现就最常见和重要的几种作简略介绍。

水晶

水晶：是结晶完好的石英晶体，化学组成是氧化硅（SiO2）。晶体状态的由六方双锥和六方柱构成的带锥头的六方体。其颜色多种多样：无色透明的或乳白色半透明的称水晶，紫色的称紫晶，烟灰色的属烟晶，茶褐色的为茶晶，黄色的称黄水晶，玫瑰色的为蔷薇水晶（芙蓉石）等。其中紫晶是最受人们喜爱的宝石品种之一，除它的颜色高雅外，我们的祖先还认为紫晶可以促使互相谅解，保佑平安和万事如意。国际宝石学界把紫晶列为2月生辰石。

水晶大多呈单晶晶簇产出，有时还可能和其他矿物晶簇（如萤石、重晶石、辰砂或镜铁矿等）共生。与其共生的镜铁矿往往呈花瓣状集合体，构成“铁玫瑰”形态十分美观。水晶晶簇本身常组成形如菊花的放射状集合体，很受人们的喜爱。水晶几乎产于全国各省（市、自治区），但以江苏、贵州、四川、内幕古、海南等省较多。在国外，巴西以盛产水晶著称，特别的紫晶，其他产地还有马达加斯加、日本和美国等。

水晶矿床主要为花岗伟晶岩型和中温热液充填型。前者多出现于花岗岩体的内、外接触带，后者则分布于硅质岩层（如石英岩、砂岩、硅质页岩、片麻岩）及灰岩、白云岩中呈脉状、透镜状晶洞产出。

方解石：是一种分布广泛的常见矿物晶体（簇），化学组成是碳酸钙（CaCO3），主要为无色或白色，有时因含其他元素而呈浅黄、浅红、紫、褐黑色等。无色透明的方解石晶体称冰州石，是重要的光学材料。方解石晶体一般发育完好，形态多种多样，常见的有柱状体、菱面体、板状体、三角面体等。单晶大小可以从几毫米至数十厘米不等。因此，方解石晶簇形态丰富多姿，造型美观。有时，方解石晶簇可和金属硫化物晶体（如黄铁矿、闪锌矿）共生，形态更为美丽。方解石晶簇主要产于以碳酸盐岩为围岩的热液脉状矿床中，如贵州、广西、云南等省，那里有大量碳酸盐岩地层分布，岩浆活动不发育，因此其生成温度一般比水晶稍低。

萤石：是一种钙的氟化物（CaF2）。矿物晶体大多为半透明至透明，在紫外线照射下出现极强的荧光。矿物常呈现多种诱人的颜色，包括红色、绿色、蓝色、褐色、黄色、橙黄色和紫色等。晶体通常为立方体，两个立方体常相互穿插构成双晶，取次为八面体及菱形十二面体。单晶大小可由数毫米至几十厘米。

萤石大部分形成于热液作用阶段。按其产出围岩的不同，可大致分为两类：一种产于硅酸盐岩中，如花岗岩、流纹质火山岩、页岩及砂岩等，主要共生矿物有方解石、重晶石及各种金属硫化物，如闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和黄铁矿等。我国萤石资源极其丰富，晶簇往往也很发育，在浙江、山东、辽宁、广东、云南、湖南、贵州、四川等省均有产出。

绿柱石：这是一种含铍的铝硅酸盐矿物。晶体常成六方柱和六方锥体，具玻璃光泽。由于所含碱金属和微量元素的不同，可呈现不同颜色，有无色、绿色、蓝色、玫瑰色和紫红色等。其中祖母绿是绿柱石家族中最珍贵的成员和宝石。其所呈现的鲜艳绿色，归因于矿物中含有铬和钒。祖母绿青翠悦目，使各个时代的人都为之着迷，它有“绿色之王”的美誉，特别为东方民族所酷爱。自古以来，祖母绿一直同钻石、红宝石和蓝宝石共同列为世界四大珍贵宝石。

绿柱石一般产于由高温气液作用形成的花岗伟晶岩中，常与白云母、微斜长石等晶体集合体共生。绿柱石单晶的大小从几厘米到数十厘米不等。我国新疆阿尔泰地区是绿柱石的主要产地，甘肃、云南等省也有产出。但祖母绿的生成地质环境较特殊，如美国北卡罗来纳州的祖母绿产于超基性岩（一种超镁铁质的侵入岩）内的花岗伟晶岩晶洞中。我国云南有高温气成熟液脉型的白钨矿——祖母绿矿床，产于含铍二云母花岗岩体外接触带，围岩为含铬、钒较高的古来变质岩。

刚玉：化学组成为氧化铝，其硬度为9，仅次于钻石（钻石的硬度为10）。天然刚玉一般都含有微量元素杂质，主要有铬、钛、锰、钒等因此使刚玉带有不同颜色，如黄灰、蓝灰、红、蓝、紫、绿、棕、黑色等。刚玉的晶体形态常呈桶状、柱状或板状，晶形大多都较完整，具玻璃光泽至金刚光泽。

红宝石

红宝石：是指含铬的具鲜艳红色的透明到半透明的刚玉，是一种非常珍贵的宝石，目前市场上优质的红宝石比钻石还珍贵，红宝石的著名产地是缅甸、泰国、斯里兰卡、巴西和越南。它主要产于侵入岩体外接触带的白色粗粒大理岩中，呈浸染状斑晶产出。其必要的生成地质条件是高温、富铝、缺硅并有铬的来源。我国西藏和云南等地也已发现类似成因的红宝石矿床。

蓝宝石：是泛指除红色以外的任何颜色色调的宝石级刚玉。它们的颜色有白、黄、青、蓝、紫、玫瑰等色，但以蓝色者最为常见。蓝色是由于刚玉晶体中含有钛和铁所致。蓝宝石的主要产地的巴西、缅甸、泰国和澳大利亚等地。但其产出的地质条件却和红宝石不一样，主要产于碱性玄武岩中。我国山东也有类似成因的蓝宝石矿床，只是蓝宝石晶体的颜色过深。蓝宝石的另一种类型产于碱性侵入岩与富镁碳酸盐岩的内接触带夕卡岩中。

辉锑矿：它属于锑的硫化物，铅灰色，金属光泽。单晶呈长柱状或针状，柱面有明显的纵纹。晶体集合体常呈放射状或束状。单晶大小从几厘米到几十厘米。辉锑矿是分布最广的锑化物，见于中低温热液充填矿床中。我国湖南锡矿山是世界上最大最著名的辉锑矿产地，贵州、广西、陕西等省也有不少辉锑矿床产出。除了上述列举的一些常见和挂、贵重的矿物晶簇外，在自然界还有不少美观和较为常见的矿物晶簇，如石榴子石、黄铁矿、锡石、辰砂、蓝铜矿、孔雀石、雄黄、雌黄、电气石、石膏、角闪石、绿帘石、红柱石、天青石、鱼眼石等。限于篇幅，这里不能一一列举。