色彩斑斕、有稜有角！礦物晶體是怎麼做到的？

撰文/戚鳴 （遼寧地質工程職業學院）

郭穎 （中國地質大學（北京））

本文節選自《知識就是力量》雜誌

說到晶體，其實我們並不陌生，生活中常見的水晶、食鹽、蔗糖、雪花、維生素C都是晶體。所以，在有些人的印象里，彷彿晶體就是像水晶、食鹽一樣晶瑩剔透、質地純凈的固體。

其實不然，自然界中的礦物晶體是色彩斑斕的，外觀更是多種多樣。而且天然的礦物，絕大多數都是以晶體狀呈現的。

晶體是什麼？

晶體的結構有其特殊性，其內部質點在三維空間內會呈周期性重複排列，這種固體，我們就稱之為晶體。反之，如果物質內部質點在三維空間不成周期性重複排列的話，我們則稱之為「非晶體」。

舉個簡單的例子，水晶和玻璃的化學成分都是SiO2，通過對兩種物質內部結構的觀察發現，作為晶體的水晶，其內部具有規則的格子構造，而作為非晶體的玻璃，其內部的結構排列則雜亂無章。

水晶的晶體結構

玻璃的內部結構

這就決定了水晶具有晶體的特殊性：一是有一定的幾何外形；二是有固定的熔點；三是有各向異性的特點。因此可以概括地說：晶體是具有格子狀構造的固體，或內部質點在三維空間成周期性重複排列的固體。

礦物晶體長啥樣？

礦物晶體會具有一定的幾何外形，同一種礦物在自然條件下自由生長，所形成晶體的幾何外形是一定的，這是由晶體特殊的化學成分和晶體結構造成的。晶體的外形多種多樣，我們一般將其劃分為以下三種類型：

1、晶體沿一個方向延伸生長，形成柱狀、針狀、纖維狀等長條形的晶體。比如水晶、綠柱石、電氣石、金紅石等礦物，會長成柱狀晶體。

綠柱石

綠柱石是典型的六方柱狀晶體，它是提煉鈹的主要礦物原料，色澤美麗者是珍貴的寶石，如祖母綠、海藍寶石。

2、晶體沿平面內的兩個方向延展生長，形成板狀、片狀、鱗片狀等形態的晶體，如黑鎢礦、雲母和石墨等。

雲母

雲母是一種主要的造岩礦物，是片狀礦物的典型代表，因其具有連續層狀硅氧四面體格子構造，因此呈現出六方形的片狀晶形。其特性是絕緣、耐高溫，工業上用得最多的是絹雲母，廣泛應用於塗料、油漆、電絕緣等行業。

3、晶體在空間內的三個方向上均勻發育，呈塊狀、粒狀等形態，如鑽石、黃鐵礦、石榴石等。

石榴石

石榴石族的礦物是非常典型的三向等長的礦物，通常具有完好的晶形，常見的晶形有菱形十二面體、四角三八面體（單形名稱）以及上述二者的聚形。石榴石因形似石榴的果實而得名。

五光十色從何來？

晶體的顏色是對入射的可見光進行選擇性吸收後，透射和反射的各種可見光的混合色。不同的晶體具有不同的化學成分和格子構造，使得晶體對光的吸收存在很大差距，因此，我們看到的晶體是五彩繽紛的。晶體的顏色按其成因，分成三種類型：

1

自色

主要由礦物本身固有的化學成分和內部結構所決定，是礦物本身的顏色，例如橄欖石。

2

他色

指礦物因含外來帶色的雜質、氣液包裹體等所引起的顏色。他色礦物的顏色非常豐富、同種礦物的顏色變化也很大，是多彩礦物世界中最主要的部分，例如彩色剛玉。

3

假色

自然光照射在礦物表面或進入礦物內部，會產生反射、干涉、衍射、散射等物理光學效應，從而引起的礦物呈色，可以被理解成一種能夠看到卻並不是實際存在的光學現象。這種特殊光學效應的出現，使礦物晶體的顏色變得神秘莫測，如具有月光效應的月光石就是其中典型的一種。

礦物晶體是天然形成的，是十分寶貴的不可再生資源。它們不僅稀有、奇特，也具有很高的科研和藝術價值，揭開它們的神秘面紗，能幫助人類深入探索地質作用以及物質組成的奧秘。

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