第七章 磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐_自然史

磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐是金属元素分别与磷酸根、砷酸根、钒酸根结合在一起而形成的化合物，这类矿物主要是由原生硫化物氧化而成，性质多样，颜色各异，质地比较软，而且很容易破碎。

第一节 天蓝石、蓝铁矿和独居石

天蓝石是一种含有氢基的碱性磷酸铝镁矿物，主要形成于多种地质环境中，如石英矿脉、花岗伟晶岩、变质岩等。常与红柱石、金红石等矿物共生，变质伴生矿物包括石英、石榴子石、蓝晶石、白云母、叶蜡石、刚玉等。天蓝石的晶体为双锥状，还会出现板状，体积较大，常为双晶，主要以块状、粒状、致密状的集合体出现；颜色有蓝色、浅蓝色、蓝绿色等，断口为参差状，条痕呈白色，具有玻璃光泽或者暗淡光泽，从半透明到不透明。天蓝石是一种可以媲美青金石的高档宝石，又被称为“假青金石”。印度的巴汉达拉、美国的新罕布什尔州和加州、巴西的米纳斯吉拉斯、安哥拉、瑞典、马达加斯加和奥地利等都是天蓝石的主要产地。

蓝铁矿是一种含水磷酸盐类矿物，主要形成于铁矿床和锰矿床的氧化带中。蓝铁矿的晶体为长柱状、板状，主要是以块状，片状、纤维状的集合体出现。纯净的蓝铁矿是无色的，风化之后颜色变深，断口为参差状，条痕的颜色从无色到蓝白色，具有玻璃光泽或者珍珠光泽，从透明到半透明。蓝铁矿易溶于盐酸，因蓝铁矿的硬度较低，且非常清脆，所以只适于收藏。此外，它可以作为绿松石和蓝铁方柱石的着色剂。玻利维亚、喀麦隆、美国的爱达荷州列姆希科、加拿大、澳大利亚、日本和俄罗斯等是世界蓝铁矿的主要产地。

独居石是包括独居石铈、独居石榴以及独居石钕等矿物在内的一个矿物系列，具放射性。作为副矿物，独居石主要形成于伟晶岩和变质岩的矿脉中，地质学家曾在伟晶岩中发现重量达几千克的特大独居石晶体。此外，砂积矿床，如河流或者滩地砂层也有独居石产出。独居石的晶体很小，通常是板状、柱状，双晶，表面很粗糙且有许多条纹，主要以粒状的集合体出现；颜色多样，有棕色、红棕色、黄棕色、粉红色、黄色、浅绿色、白色等，断口是贝壳状或者参差状，条痕呈白色，具有松脂光泽、蜡质光泽或者玻璃光泽，从透明到半透明。巴西、印度、斯里兰卡、澳大利亚、南非和中国等都是独居石的主要产地。

第二节 绿松石、银星石和磷灰石

绿松石，别名“土耳其玉”，由富含大量铝的岩浆岩或者沉积岩经过分化形成。绿松石基本不会形成晶体，但有时会出现短小的柱状晶体，主要以块状、粒状、钟乳状、结核状、皮壳状、细脉状的集合体出现。绿松石的颜色包括蓝色、绿色、灰色等，断口是贝壳状，条痕呈白色、浅绿色，具有蜡烛光泽或者暗淡光泽，从透明到不透明。绿松石属于优质的玉石材料，被国际珠宝界分为四个品级，一级品为波斯级，二级品为美洲级，三级品是埃及级，四级品是阿富汗级，其中以一级品为最优质的绿松石。

银星石是一种次生矿物，主要形成于岩石的缝隙中。银星石也很难形成晶体，只会形成细小的柱状晶体，主要以放射状、针状、皮壳状、球状的集合体出现；颜色包括白色、黄色、黄棕色，断口是亚贝壳状或参差状，条痕呈白色，具有玻璃光泽、松脂光泽或珍珠光泽，从透明到半透明。银星石被应用到医药领域，可以用来治疗吐血、咯血等症状。银星石的主要产地是英国和美国。

磷灰石主要形成于岩浆岩或者变质石灰岩中，磷灰石的晶体是柱状、板状，主要以块状、致密状、粒状的集合体出现；颜色一般是绿色，有时也会出现无色、白色、黄色、浅红色、棕色、灰色、紫色等，断口为贝壳状或参差状，条痕呈白色，具有玻璃光泽或松脂光泽，从透明到半透明。磷灰石是提取制造磷肥和提取磷及其他化合物的主要原料之一。另外，磷灰石晶体的色泽透明而润美，具有一定的收藏价值，俄罗斯是著名的磷灰石产地。

第三节 水砷锌矿、光线矿和钴华

水砷锌矿常与方解石、褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等矿物一起共生于矿脉的氧化带中，水砷锌矿的晶体是长板状等径状，双晶，主要是球状的块体。水砷锌矿的颜色是黄绿色，断口为亚贝壳状或参差状，条痕呈白色，具有玻璃光泽，从透明到半透明。

光线矿是次生矿物，主要存在于硫化铜矿床的氧化带中，常与橄榄铜矿等矿物伴生。光线矿的晶体是扁长的板状、菱面体状，也会以蔷薇花状的集合体出现，而内部是反射状的；颜色从蓝绿色到黑绿色，断口为参差状，条痕的颜色是蓝绿色，具有玻璃光泽或者珍珠光泽，从透明到半透明。

钴华是一种含水砷酸钴，也属于次生矿物，主要形成于钴矿脉的氧化带中。钴华的晶体是柱状、针状，晶体表面布满了条纹，常以土状块体、叶片状的集合体出现。颜色从深紫色到粉红色，断口为参差状，条痕呈淡红色，具有金刚光泽、玻璃光泽或珍珠光泽，从透明到半透明。钴华主要用来提炼钴，也可以作为玻璃和陶瓷的染色剂。此外，钴华还是寻找自然银矿的标志，地质学家可以按地表的钴华寻找到其他矿物或者伴生银。

第四节 砷铅矿和橄榄铜矿、臭葱石

砷铅矿常与磷氯铅矿、钒铅矿、方铅矿、硫酸铅矿、异极矿、毒砂等物质共生于铅矿床的氧化带中，砷铅矿的晶体是针状、圆筒状、细长的柱状，还会出现葡萄状、颗粒状的集合体；颜色多样，包括黄色、橙色、棕色、白色、无色、浅绿色等，断口为亚贝壳状或参差状，条痕呈白色，具有玻璃光泽或松脂光泽，从透明到半透明。砷铅矿易溶于盐酸，也能在火焰中熔化，并散发出强烈如大蒜的味道。砷铅矿是冶炼铅的重要矿物之一。

橄榄铜矿常与孔雀石、蓝铜矿、方解石、透视石、臭葱石等矿物共生于硫化铜矿床的氧化带中。橄榄铜矿的晶体是柱状、针状、板状，也有球状、肾状的块体出现；颜色包括橄榄绿、棕色、浅黄色、灰色或白色，断口是贝壳状或参差状，条痕呈白色，具有玻璃光泽或者丝绢光泽，从半透明到不透明。橄榄铜矿易溶于酸溶液，加热之后会散发出与大蒜相似的味道。

臭葱石是一种罕见的砷酸盐矿物，主要形成于含有砷矿的外层氧化带中，也会在温泉外围呈壳层状沉淀。臭葱石的晶体为双锥状、柱状、板状，主要是以块状、土状的集合体出现；颜色多样，包括绿色、蓝色、棕色、无色、紫罗兰色等，断口为亚贝壳状，条痕呈白色，具有玻璃光泽、松脂光泽或暗淡光泽，从透明到半透明。臭葱石易溶于盐酸和硝酸，加热之后散发出大蒜的气味，如果在封闭的空间内被加热，会释放水分。墨西哥、希腊、巴西、英国和美国的加州、安大略湖等是臭葱石的主要产地。

第五节 钒钾铀矿、钒铜矿和钒铅矿

钒钾铀矿也被称为“钒酸钾铀矿”，属于次生矿物，主要分布在有机质沉积岩的风化带或沉积铀矿床的氧化带中。钒钾铀矿的晶体微小且扁平，主要以粉状、微晶块状、皮壳状的集合体出现；颜色为鲜红色、绿黄色，断口为参差状，条痕呈黄色，晶体具有珍珠光泽，块体具有暗淡光泽，而且是半透明的。钒钾铀矿具很强放射性，易溶于酸溶液。纯净的钒钾铀矿中含有的铀大约是53%，钒的比重约为12%，是提取铀、钒及镭的矿物原料。

钒铜矿是其他铜矿发生变化而形成的产物，晶体是皮壳鳞片状，通常具有三角形或者六边形的轮廓，双晶，一般是片状，还会以玫瑰状、蜂窝状的集合体出现；颜色是绿色、黄色、棕色，断口为参差状，条痕呈黄绿色，具有玻璃光泽或珍珠光泽，而且是半透明的。钒铜矿易溶于酸溶液。

钒铅矿是一种不常见的矿物，只能从一个已经存在的矿物通过化学变化来形成，所以它是一种次生矿物。钒铅矿的晶体结构类似于磷灰石的晶体结构，自然环境下，主要形成于铅矿床的氧化带中；在干旱条件的地区，钒铅矿由原生铅矿石氧化形成。钒铅矿有时可以形成空心的柱状晶体，颜色包括鲜红色、红色、棕红色、黄色，断口是贝壳状或参差状，条痕呈白色或浅黄色，具有松脂光泽或半金刚光泽，从透明到半透明。钒铅矿可以在火焰中熔化，也易溶于酸溶液；蒸发之后会留下红色的沉淀，而其他钒酸类矿物则是形成白色沉淀。钒铅矿是提炼钒的主要矿物，也是提炼铅的次要矿物。此外，由于钒铅矿色彩绚丽，有光泽，成为许多矿物收藏家关注的目标。钒铅矿的主要产地是美国的新墨西哥州、加州和亚利桑那州，还有阿根廷、南非、奥地利、英国和摩洛哥等，矿藏分布范围广，全世界超过400 座矿井中出现过它的身影。