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【電子書】礦石博物館

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【試閱1】岩石和礦物的差別──礦物(部分節錄)

礦物是化學元素或化合物的結晶,純粹的化學元素有:金、銀、銅、硫等。

岩石和礦物的差異,是岩石是很多種礦物的集合體,所以岩石的成分相對複雜,沒有辦法簡述其成分,只有礦物可以用化學式表示其組成成分。

在地質學的定義中,礦物必須是天然且經由無機作用生成,具有一定的化學成分及規則原子排列的均質固體。其中雖具有某些爭議(如:自然汞是否為礦物?),但目前的主流仍是以這些條件為主。

▌成分
礦物可由單一種化學元素組成,也會由不同元素組成化合物。礦物的組成成分會由化學式表示,不過就算有同個化學式也有可能因原子排列不同等原因生成兩種不同的礦物,像鑽石和石墨(C)、方解石和霰石(CaCO3)等。像這類化學式相同但原子排列不同的礦物,會稱為同分異構物或同素異形體。

▌硬度
硬度分級分為相對硬度和絕對硬度,相對硬度稱為莫氏硬度,莫氏硬度是由德國礦物學家Friedrich Mohs所提出的,是一種分辨礦石硬度的標準,莫氏硬度分為10級,數字越小硬度越低。由1到10分別為:

1滑石、2石膏、3方解石、4螢石、5磷灰石、
6正長石、7石英、8黃玉、9剛玉、10鑽石

莫氏硬度方便幫助辨別未知礦物的硬度,已知礦物和未知礦物互相摩擦,身上出現刮痕的即是較軟的礦物,可以由此知道未知礦物的相對硬度。

絕對硬度稱為維氏壓入硬度,測量方法為用硬度計的探頭在礦物表面撞擊,在撞擊力和操作時間相同的條件下,撞擊後晶體表面造成的凹痕大小即可做為分辨硬度高低的依據。

▌比重
礦物比重指的是同體積的礦物和水的重量相除所得到的數字,就是礦物的比重,一般來說礦石比重不會小於1,小於1會浮在水面上,大於1會下沉。

通常金屬類的礦物比重較高,例如自然金的比重為19.3,意思是同體積的水和金,金比水重19.3倍的意思。


【試閱2】貪財的原礦寶貝(部分節錄)

▌001釩鉛礦 Vanadinite

成分 Pb5(VO4)3Cl
硬度 2.5~3
比重 6.9
解理 無
晶系 六方晶系

釩鉛礦的顏色很鮮豔,由紅色至橘紅色、深紅色、棕色、橘色等。

晶體通常是六方板狀,有時候會出現「骸晶」現象,晶體中間呈塌陷狀,像酒杯一樣。

釩鉛礦是提煉釩的主要原料,在鋼材中加入釩會變得相當堅硬,可以製作成醫療器材或齒輪等機械零件。

通常新礦物會以發現地、人名或其獨有的特徵命名,而在釩鉛礦則出現了相反的例子,美國新墨西哥州有個小鎮因為發現釩鉛礦,而用釩鉛礦中的釩元素幫小鎮命名為Vanadium。

剛開始收集礦物的時候,發現釩鉛礦不管晶體大、小顆,全部都是六邊形,這點讓我很驚奇!結果根本是我大驚小怪。

▌003鋯石 Zircon

成分 ZrSiO4
硬度 7.5
比重 4.6~4.7
解理 不完全
晶系 正方晶系

鋯石晶體通常為稜柱狀,純的鋯石為無色的,但可以含各種雜質而呈黃色、紅色、棕色、綠色或黑色等。

晶體從透明到不透明,具玻璃光澤、油脂光澤或金剛光澤。

因為鋯石光澤度高、色散強,常被當成鑽石的替代品。

查資料的時候看到一個有趣的冷知識,製作方晶鋯石的原料¬氧化鋯的熔點很高,一般的坩堝無法承受2750°C高溫,所以提煉方晶鋯石的坩堝是氧化鋯本人,提煉過程中在外部使用冷卻裝置,讓外部溫度低於熔點,形成一層殼作為坩堝,內部維持熔解狀態,使其重新結晶,形成人工寶石。

▌009玉髓 Chalcedony

成分 SiO2
硬度 6.5~7
比重 2.65
解理 無
晶系 三方晶系

瑪瑙和玉髓都是隱晶質的石英(Quartz,石英的結晶即是水晶),瑪瑙在礦物學上被視為是一種纖維狀且有明顯條帶狀花紋的玉髓。

玉髓通常呈塊狀或鐘乳石狀,顏色因其中所包裹的物質而有所變化,有白色、灰色、米黃色、咖啡色、紅色、綠色等。但與常見色帶的瑪瑙不同,玉髓大多只有單一顏色,可由透明到半透明。

因為不會沾黏融化的蠟,玉髓很早就被拿來當作印章和裝飾品的雕刻材料。

玉髓形成的過程,主要是含二氧化矽的熱液流經地底下的孔洞或裂隙內,沉澱後形成的,而此類熱液常與火山活動有關。

這顆玉髓像珊瑚或是正要長大的菇群一樣,很有生命力。


【試閱3】礦石萬花筒

2020年1月中,我做了一個清醒夢。

夢裡我在滑手機,手機畫面在介紹一個萬花筒設計師和他設計的萬花筒畫面,畫面是我從來沒有看過的、對稱的放射狀圖騰,圖騰閃著光,很難用文字形容,總之是很神奇的畫面。

醒來後想要找剛剛瀏覽的頁面,竟然找不到了!開始用中文、英文搜尋「萬花筒」,都還是找不到剛剛看到的萬花筒畫面。我心想既然買不到,那自己做做看吧。

於是買了萬花筒的書,還去上鑲嵌玻璃的課程,買來各種材料測試,雖然目前還沒做出夢中看到的萬花筒畫面,但已經讓我做出滿意的萬花筒。

萬花筒並不是一步到位的,經過很多次改良:試管的改良,反射鏡的改良⋯⋯緩慢地進步到這裡,但每個階段都有人願意跟我購買,支持我的礦石萬花筒之路,真的很感人,也很感謝客人們。
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