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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    “藍色精靈”坦桑石

                    2015-04-21 16:27:23

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                    /馬志飛


                    電影《泰坦尼克號》曾經風靡一時,給人留下深刻印象的,不僅僅是那場驚心動魄的海難和那段可歌可泣的愛情故事,還有女主角胸前佩戴的那枚名為“海洋之心”的藍色鉆石。據說,當年的電影劇組為了能找到這樣一枚寶石作為道具費盡周折,最后選擇了一種大家并不熟知的寶石,沒想到這竟然讓它名聲大噪,這就是坦桑石。

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                    坦桑石原礦

                    寶石家族的“新生兒”

                    廣袤的非洲大地上,有一條全長約6500千米的東非大裂谷縱貫南北。雖然它名為裂谷,實際上卻是一道亮麗的風景線——裂谷帶穿過的區域不僅湖泊密布,而且火山眾多。其中,素有“非洲屋脊”之稱的乞力馬扎羅山就位于裂谷帶中,海拔5800多米,山頂終年積雪。但是,由于它在赤道附近,所以“一山有四季”,從山腳到山頂生長著不同類型的植物,有草原、灌木、森林……

                    傳說在20世紀60年代的一天,一道閃電擊中了乞力馬扎羅山下的草原,干旱缺水的草地瞬間燃起熊熊大火。這原本是一場殘酷的災難,可誰曾想到這次大火竟然給當地牧民帶來了驚喜:以前從未見過的藍色礦物出現在燒黑的巖石中,閃閃發亮,仿佛藍色的精靈一般。當地牧民以為這是上天賜予他們的禮物,于是將收集到的藍色礦物切割打磨,制成寶石樣式佩戴在身上。然而,這種礦物的外觀雖然艷麗,但因其并非出自著名寶石產地,身份“卑微”,眾人不識其名,故而不被外界所認可。

                    1964年,乞力馬扎羅山下貧窮落后的非洲人民宣告獨立,成立了新的國家坦桑尼亞。1967年,美國一家著名的寶石公司的專家來到坦桑尼亞,當他們看到這一顆顆藍色透明的礦物顆粒時被驚呆了,贊譽其為“在過去2000年里所發現的最美麗的藍色寶石”。隨后,他們選出深藍色的精品原礦并經過精心設計策劃,以其出產地將其命名為“坦桑石”,使其逐步邁進珠寶界。

                    坦桑石之所以受人喜歡,得益于它獨特的深藍色。藍色,與熱情似火的紅色相比,它顯得十分沉穩。每當我們看到藍色,就會不由自主地想到浩瀚的宇宙、無邊的天空、廣闊的大海和清澈的湖水,恰恰是這種深邃和冷靜,象征著忠誠和永恒??墒?,天然產出的坦桑石數量極少,要想走進平民大眾的生活,必須有足夠的產量來支撐。后來,科學家研究發現,如果在實驗室中對坦桑石進行加熱,可以加深它的藍色,甚至能使一些物質成分相同而顏色不同的其他礦物變成深藍色。如此一來,便有了足夠的產量作為寶石產業的支撐。從此之后,坦桑石便在珠寶界站穩了腳跟,成為珠寶界的一枝新秀,越來越受到世人的喜愛。

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                    坦桑石的三色性


                    易被混淆的“藍色精靈”

                    從礦物學角度分析,坦桑石名為黝簾石,屬于龐大的硅酸鹽礦物家族中的一種——鈣鋁硅酸鹽。它的化學式為Ca2Al3(SiO4)3(OH),晶體形態呈柱狀,表面具有玻璃光澤,通常為無色或灰色,有極少數會呈現出其他鮮艷的顏色,如藍色、藍紫色、粉紅色、灰綠色、淺黃色等。其中,透明的、藍色或藍紫色晶體,才稱得上是寶石坦桑石。

                    可是,寶石家族龐大,五彩繽紛,單從顏色上來看的話,不易辨別。很多人第一眼看到坦桑石時都會不由自主地稱其為藍寶石。實際上,二者差異巨大。

                    所謂藍寶石,其礦物成分是剛玉,即氧化鋁。當透明剛玉中含有微量的鐵和鈦,就會顯示為淺黃色、綠色或深藍色,即為藍寶石。因此,從物質成分上來說,坦桑石和藍寶石是完全不一樣的。不僅如此,與藍寶石相比,坦桑石的相對密度較小,為3.35,而藍寶石的相對密度為4.00左右;坦桑石硬度較低,莫氏硬度為7,藍寶石的莫氏硬度為9。此外,坦桑石的多色性較強,當入射光源和入射角度不同時,它會改變顏色。這是由于其內部結構的差異造成的,不同的方向對各種色光的吸收能力不同,故而會表現出顏色深淺或色調的變化。坦桑石具有三向色性,從不同的角度觀察可以看到深藍色、紫紅色和黃綠色,而藍寶石具有二向色性,包括藍色和藍綠色。

                    從體積上來說,藍寶石塊頭很小,一般僅為幾克拉,而坦桑石則可達到十幾克拉甚至幾十克拉。世界吉尼斯紀錄中所記載的最大切割坦桑石是508.06克拉,體積之大,令人驚訝。不過,購買坦桑石的顧客根本不用擔心,沒有哪一家珠寶商會傻傻地把藍寶石當作坦桑石賣給你,因為從價格上來說,坦桑石要比藍寶石低很多。當前市場上,藍寶石售價超過500美元/克拉,而普通的坦桑石很少超過300美元/克拉。

                    還有其他一些寶石也可能與坦桑石混淆,如海藍寶石、堇青石、藍晶石、藍色托帕石等。當然,這些只是在顏色上略有相似,但都不及坦桑石的藍色深邃。雖然乞力馬扎羅山下的一場大火“燒”出了坦桑石這個故事不一定是真實的,但是加熱可以增強它的藍色是實實在在的科學。研究發現,坦桑石的藍色源于其中的釩元素,當其受熱達到一定的溫度時,能夠使釩的狀態發生變化,從而顯得更加鮮艷、更加美麗誘人。所以,目前市場上所見到的坦桑石幾乎都經過實驗室的加熱處理,如果你想購買百分之百純天然的坦桑石,反而走進了誤區。當然,要想準確地鑒定坦桑石,還需要到專門的機構用專業的儀器設備來檢測,僅憑肉眼觀察會有誤差的。

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                    坦桑石產地屈指可數

                    作為寶石,坦桑石的歷史還不足50年,但是作為天然產出的礦物,它十分古老,其誕生至今可達數億年。當地下深處的巖漿活動時,不斷散發的熱量和揮發性物質會對周圍的原巖產生作用,導致周圍接觸帶的巖石的化學成分發生顯著變化,從而產生大量新的礦物,形成新的巖石和結構、構造,地質學上稱這種變質作用為“接觸變質作用”。歷經了幾億年的漫長歲月,在巖漿巖與周圍原巖的接觸帶上,就形成了黝簾石。如今,美國、意大利、瑞士、奧地利、墨西哥等國家都發現有黝簾石礦物,我國四大名玉之一——河南南陽的“獨山玉”,就含有5%70%的黝簾石。

                    但是,黝簾石中能形成透明的藍色坦桑石的卻是少之又少,如今坦桑尼亞是世界上唯一著名的產地。更不可思議的是,坦桑尼亞所有的坦桑石礦山都集中在乞力馬扎羅山下阿魯沙市附近一片約20平方千米的區域,絕無僅有的產地給當地人民帶來了財富,這也算是大自然對貧困的坦桑尼亞人民的一種眷顧吧。

                    有寶石學家預言,坦桑石礦山的儲量十分有限,等若干年之后開采完畢,恐怕世界上就不會再有新的坦桑石了,到了那時候,它的價值也就可想而知。

                     

                    ——選自《科學畫報》2015年第四期

                     





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