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堇青石轻得反常:蓝紫色石头里密度只到 2.6

一块蓝紫色的小石头,颜色像蓝宝石,硬度也高,能划动玻璃。掂在手里却轻得不像话,比同体积的石英还轻,两块混在一起分不开。这种颜色、硬度与重量对不上的组合,正是堇青石最容易记住的特征,也是它最容易被误判的地方。

掂一掂:蓝紫色石头里它最轻

堇青石密度 2.57–2.66 克/立方厘米,石英 2.65 克/立方厘米,两者几乎一样,比蓝宝石的 4.0 低了三成以上。同样 3 厘米见方的一块,堇青石拿着几乎不费力,蓝宝石要沉得多。手感比测密度快,前提是两块大小相近。

密度低是因为结构里有孔道。硅氧骨架围出一串空腔,腔里可容纳水分子和二氧化碳,占掉体积却不加多少重量。这一结构也让它成为耐火陶瓷的原料,热膨胀系数很低。孔道里的水受热会跑掉。

三个方向三种颜色,比蓝宝石的花样多

转动标本,蓝紫色会分成三种:一个方向偏紫蓝,一个方向偏蓝,第三个方向偏黄绿或灰黄。三色都出现才算数,只看到两色就换个角度再看。这种强度在硅酸盐里不多见。厚 0.03 毫米的薄片上三色最清楚。

蓝宝石没有这种变化,它只有一个蓝,最多深浅不同,尖晶石也一样。看到会变色的蓝石头,先别往贵重宝石上想。刚玉硬度 9,堇青石 7 出头,划痕也能分开。刚玉晶面常见三角形生长纹。

硬度 7–7.5 而密度只有 2.6,这一对数值很反常

硬度 7–7.5,与蓝晶石垂直方向的硬度接近,小刀划不动它,石英也划不动它,它能划伤玻璃。硬度高而密度低,这一对组合在常见矿物里不多见。两个数值一起报,比单报一个可信。这种反常组合本身就是判据。

折射率 1.53–1.56,比石英的 1.54 还低一点,这在硬度 7 以上的矿物里很少见。镜下突起很低,颗粒边缘几乎看不见阴影。油浸法把折射率压到 1.54 附近,读数更稳。突起低到焦点稍动就消失。

混进来的是蓝晶石与蚀变假象

蓝晶石颜色接近,也有一段 7 的硬度,但密度 3.53–3.65 克/立方厘米,压手得多,而且硬度有方向性。两者密度差接近 1 克/立方厘米,掂一次就能分开。蓝晶石还常呈蓝灰色刀片状,解理面反光成一片,堇青石没有这种面。

蚀变后的堇青石最难认。它变成绢云母、绿泥石、滑石的细鳞片集合体,保留原晶形,颜色转灰绿,硬度掉到 2–3。这种假象在角岩里很常见,晶形还在,内容已经换掉。镜下可见鳞片沿原边缘排列,原晶体的轮廓还在。

关键数据

下列数值为堇青石族常见范围,含铁高的样品密度与折射率都偏向高值。测密度前要剔除石英与矽线石包体,它们会把结果拉高。样品要新鲜,风化面密度偏低。包体多时先敲碎,取中间最干净的一粒。

  • 硬度 7–7.5,小刀划不动。
  • 密度 2.57–2.66 克/立方厘米。
  • 折射率 1.53–1.56,镜下突起低。
  • 解理 {010} 中等,{100} 与 {001} 不完全。
  • 三色性:紫蓝、蓝、黄绿三色并存。
  • 常与红柱石、矽线石共生,见于角岩与片麻岩。

边界

含铁量高的变种判据会走样。铁越多颜色越深、密度越高,可到 2.7 克/立方厘米以上,折射率也升,与蓝晶石低值段接近。这时要靠共生矿物判断,同一块标本不同部位也能测出差别。

蚀变假象几乎无法用物理性质定案。绢云母化的堇青石硬度只有 2–3,密度 2.7–2.8 克/立方厘米,所有数值都指向云母类。本文判断,只能靠残留晶形和围岩组合推断,记录里写堇青石假象。物理性质在这里全部失效。

参考文献

  • 王濮, 潘兆橹, 翁玲宝.《系统矿物学》上册. 地质出版社, 1982. —— 堇青石族成分与物理性质。
  • Deer W A, Howie R A, Zussman J. An Introduction to the Rock-Forming Minerals. 3rd ed. Mineralogical Society, 2013. —— Cordierite 条目。
  • 潘兆橹.《结晶学及矿物学》. 地质出版社, 1994. —— 多色性与突起观察。
  • 《中国大百科全书·地质学》. 中国大百科全书出版社, 1993. —— 角岩、堇青石条目。
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文章名称:堇青石轻得反常:蓝紫色石头里密度只到 2.6
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