老矿硐口的碎石堆上,红、橙、黄三种颜色的碎屑常常混在一处,被风一吹就沾在鞋面上。捡起来看,红的像朱漆,橙的像干了的柿子,黄的像硫黄粉。三块都软,都被当作同一种红石头,其实分属三个矿物种,靠颜色排不出顺序,得靠重量和条痕。
先掂重量:辰砂的重量是另两种的两倍多
辰砂的密度是 8.0–8.2 克/立方厘米,雄黄 3.5–3.6 克/立方厘米,雌黄 3.4–3.5 克/立方厘米。三块同样大小的标本放在掌心,辰砂那块像一块金属,另外两块只比石英略沉。这一档差距在拇指大的块体上就分得开。
辰砂的密度在常见矿物里属于最重的一档,同体积比石英重约三倍。它含汞,汞的原子量是 200.6,晶格几乎由重原子堆成。凡是红色、半透明、又压手得反常的矿物,先往辰砂上想,这条经验比记颜色更省事。
再划条痕:红粉、橙粉、黄粉三段分明
辰砂的条痕是鲜红色,划在瓷板上像一道朱砂印泥;雄黄的条痕是橙黄色,比它的外表浅;雌黄的条痕是淡黄色,接近柠檬皮。三段颜色在条痕板上排开,色相差得很开,不需要并排比。
条痕还说明一件事:这三种矿物的粉末比块体浅。辰砂块体可以是暗红甚至发黑,磨成粉却鲜红;雄黄块体橙红,粉末橙黄。判断时看粉末,不看表面,表面那层往往已经被光改写过,颜色不代表本体。
最硬的一条在解理:雌黄的薄片能弯,雄黄一折就断
雌黄有一组极完全解理,平行于底面,用刀尖一挑就能揭下薄片,薄片厚约 0.1 毫米,可以轻微弯曲而不断,像云母片。雄黄没有清楚解理,断口呈贝壳状至参差状,一折就碎成粒。辰砂有三组完全解理,方向平行于柱面,碎块边缘平直。
光泽也配合着变。辰砂是金刚光泽,反光锐利;雄黄是树脂光泽,像松香;雌黄是珍珠光泽至油脂光泽,解理面上有丝绸般的柔光。三者的光泽类型不同,翻动标本时的反光质感就不同,这一条在不能划条痕的标本上尤其有用。
混进来的是赤铁矿和辉锑矿
赤铁矿的粉末也是红色,容易与辰砂混。它的硬度 5–6,小刀划不动,密度 5.0–5.3 克/立方厘米,条痕樱红偏褐。辰砂软到指甲能划,密度又高出三档,两相对照,不会认错。把两块红色标本并排划条痕,一个鲜红一个偏樱,色相差得比想象中大。
辉锑矿常与这三种共生,颜色铅灰,呈柱状或针状,硬度 2–2.5,密度 4.6 克/立方厘米,一组完全解理,解理面上有横向条纹。它是灰色系的,颜色上就不会与红黄两色混,但在共生标本上要一并记下。
关键数据
下列数值取自矿物学手册的常见区间,含杂质的块体会略偏。三个矿物种的密度差是硬指标,测出来落在中间值时,多半是两种矿物的混合物,而不是新矿物种。
- 辰砂:硬度 2–2.5,密度 8.0–8.2 克/立方厘米,条痕鲜红。
- 雄黄:硬度 1.5–2,密度 3.5–3.6 克/立方厘米,条痕橙黄。
- 雌黄:硬度 1.5–2,密度 3.4–3.5 克/立方厘米,条痕淡黄。
- 雌黄一组极完全解理,薄片可弯曲;雄黄无清楚解理。
- 辰砂三组完全解理,方向平行于柱面。
- 赤铁矿硬度 5–6,密度 5.0–5.3 克/立方厘米,可作红色粉末的对照。
边界
长期暴露在光下的标本会变色。辰砂表面由鲜红转暗,直至呈肝色;雄黄在光下分解,表面盖一层淡橙黄色粉末,用手一擦就掉。这两种变化都发生在表层 1 毫米以内,敲开新鲜面才能取到本色与真条痕。
土状和粉末状样品测不了密度。风化残渣里的辰砂常呈粉末状混在黏土中,抓一把都是红的,分不出颗粒。本文判断:这类样品只能做重砂淘洗,靠比重差富集后再看颗粒,直接在粉末上判断颜色和软硬,结论不可靠。
参考文献
- 王濮, 潘兆橹, 翁玲宝.《系统矿物学》. 地质出版社, 1982–1987. —— 硫化物各论。
- Klein C, Dutrow B. Manual of Mineral Science (23rd ed.). Wiley, 2008. —— 密度与解理数据表。
- Deer W A, Howie R A, Zussman J. An Introduction to the Rock-Forming Minerals (2nd ed.). Longman, 1992. —— 辰砂与雄黄条目。
- 中国大百科全书总编辑委员会.《中国大百科全书·地质学》. 中国大百科全书出版社, 1993. —— 雌黄、辉锑矿条目。