白钨矿：“雪宝顶”的瑰宝

马志飞

舍勒的发现

卡尔·威尔海姆·舍勒是科学史上一位非常著名的瑞典化学家，因发现了空气中的氧气而闻名于世。其实，他的贡献远不止如此，在他长期的实验过程中，对矿物学的发展也做出了巨大贡献。

1781年，舍勒在瑞典达拉纳省的一座矿山里发现了一种从未见过的新矿物。他对这种矿物进行了化验，并从中提取出了一种新的酸，即钨酸。舍勒和另外一位名叫贝格曼的化学家进一步研究之后认为，以后或许有可能从这种酸中提取出来一种新的化学元素。

果不其然，两年后，西班牙矿物学家德普尔亚兄弟俩又从其他矿物中提取出了钨酸，他们提取出的钨酸与舍勒发现的钨酸完全一样。此后，德普尔亚兄弟俩使用碳还原出了金属钨，成功实现了舍勒的预言。从此之后，这种新的化学元素被命名为钨。至于舍勒当年所研究的那种新矿物，被人们以他的姓氏命名为“Scheelite”，这就是白钨矿。

光明的使者

白钨矿的主要用途是冶炼金属钨。自然界中关于钨的矿物有20多种，一般都是伴随着花岗质岩浆的活动而形成的，如黑钨矿、白钨矿、钨铅矿、钨铋矿以及钨华等，它们主要分布在中国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、玻利维亚、奥地利、越南、葡萄牙、缅甸和秘鲁等国家，其中，中国的钨储量和产量均位居世界首位。

说起钨，或许你能想到的是“乌黑”的金属，但恰恰相反，钨是一种带有明亮光泽的银白色金属，它最大的特点是硬度高、熔点高、密度大，钨合金材料被广泛用于制造超硬刀具、耐磨材料以及喷气发动机部件等。

在历史上，钨可谓是人类的“光明使者”。爱迪生在发明电灯时，为了找到一种能燃烧到白热状态的物质做灯丝，试用了近1600种材料，都没能取得满意的效果。到了1880年，他开始将全部精力集中在碳化物質上，在世界各地寻找试用材料，并成功地找到一种竹制碳丝，这种材料非常实用，可持续点亮1000多个小时，这就是最早的白热电灯，名为“碳化竹丝灯”。之所以选用这种材料，与其熔点关系密切。

在我们生活的地球上，自然元素中熔点最高的几种分别是：碳、钨、铼、锇、钽、钼等，碳的熔点是3550℃。但这里存在一个问题，碳不是随着温度升高而慢慢熔化成液态，之后再随着温度升高变成气态，而是在低温时就容易直接由固态升华为气态，因此，随着物质的不断损耗，碳化竹丝灯的使用寿命就会大大缩短。后来，有科学家使用熔点相对较低的锇丝和钽丝作为灯丝，但是它们的发光效率较低。在所有的自然元素中，钨的熔点仅次于碳，高达3422℃，在金属元素中排名第一，被科学家赞誉为“烈火金刚”，根据这些特征，匈牙利人在1903年首次制造出了钨灯丝。经过诸多科学家的改进，钨丝成为最理想的灯丝，制成的灯泡就是我们常见的白炽灯，它逐渐取代了碳化竹丝灯。再后来，白炽灯渐渐被荧光灯、LED灯等节能灯所取代。虽然以现在的眼光看，白炽灯的效率很低，它只能将其消耗电能的10%转化为可见光，但白炽灯开启了光明的时代，并为人类服务了一个多世纪，功不可没。

白钨矿与黑钨矿

白钨矿，又名钨酸钙矿，化学式为Ca[WO4]，其中的钙可被铜以类质同象的形式替代，若含铜较多，可称其为铜白钨矿。白钨矿晶体形态近乎于八面体的四方双锥，但在自然界中，具有完整晶型的白钨矿较少见，常见的是不规则粒状矿物，多为浅黄色、橘黄色、浅紫色或浅褐色，透明至半透明，莫氏硬度为4.5～5.0，性脆。白钨矿通常形成于接触交代矽卡岩矿床中，当炙热的岩浆遇到石灰岩，其中的钙、钨等元素聚集到一起就形成了白钨矿，有人形象地称其为“火热的相遇”。白钨矿的主要产地是智利、玻利维亚和德国等，我国在湖南、河南、江西、广东等地有多处矿床。其中，湖南郴州的柿竹园是我国最重要的白钨矿产区。

在国外，人们主要用白钨矿来炼钨；而在我国，钨矿的主要来源实际上是黑钨矿。黑钨矿是一种铁锰钨酸盐矿物，化学式为（Fe，Mn）[WO4]，其中的铁和锰为完全类质同象。有时候，黑钨矿中也会混入其他元素，如钙、镁、钽、铌等。黑钨矿的莫氏硬度为4.5～5.5，较脆，矿物晶体一般为厚板状或短柱状，它常与石英、锡石、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和毒砂等矿物共生。目前，我国江西大余、湖南茶陵、广东连平等地是黑钨矿的主要产地。

矿标收藏的新宠

单从外观上看，白钨矿与石英略有相似，但白钨矿的特别之处在于，它具有发光性，在紫外光线的照射下可发出浅蓝色荧光，石英则没有这种性质。另外，透明的白钨矿对光线具有很高的折射率和色散度，这使得白钨矿具有较为强烈的“火彩”，换句话说，白钨矿具有宝石的一些特征，国外曾有人将其作为钻石的替代品。

但是，在我国颁布的《珠宝玉石名称》（GB/T 16552-2010）里，无论是宝石还是玉石的名录中均没有白钨矿的身影，主要原因在于，白钨矿的硬度较低，易被划伤，除大部分用于工业用途之外，只有少部分可用于矿物标本收藏。

在我国四川省松潘县与平武县的交界地带，有座海拔5588米的山峰，名为“雪宝顶”，它是岷山的最高峰，这里埋藏的白钨矿不仅块头大，而且晶型完美，色泽纯正，颜色呈橘红色，与电气石、白云母、绿柱石以及水晶等矿物共生，经紫外线照射后能发出荧光，被认为是世界上最好的白钨矿，并且当地出产的很多白钨矿都成了珍贵的矿标收藏品。2009年1月载入吉尼斯世界纪录的“世界上最大的白钨矿晶体”即产自这里，它长约40厘米，宽约15厘米，高约30厘米，为同类品种中的“佼佼者”。可以预想，随着“雪宝顶”白钨矿的知名度不断提高，它们的身价也将逐年攀升。