孔雀石是一种古老稀有的宝石之一,是一种碳酸盐矿物,主要成分为Cu2(OH)2CO3。它的英文名称为malachite,来源于希腊语mallache,代表“绿色”。孔雀石因为拥有孔雀羽毛一样美丽的颜色和迷人绚丽的花纹而得名。
孔雀石产于铜的硫化物矿床氧化带,主要为
黄铜矿、
辉铜矿氧化产物,与
蓝铜矿、辉铜矿等矿物共生。孔雀石产地较为广泛,世界著名孔雀石产地包括
赞比亚、
澳大利亚、
美国等国家,中国主要产与广东阳春、
黄石市和
江西省西北部。
基本特征
矿物特征
孔雀石在
矿物学中属于孔雀石族,是一种含铜的碳酸盐矿物,其
化学式为Cu2(OH)2CO3。其中
铜氧化物的含量为71.59%,
二氧化碳的含量为19.9%,水的含量为8.15%。
晶系结构
孔雀石属于
单斜晶系。其
晶体形态常为细长
柱状或针状,较为稀少罕见。孔雀石通常是隐晶
钟乳石、块状、皮壳状、结节状和纤维状集合体,通常具有条纹、放射状、同心层和纤维径向结构。
形成原因
孔雀石是一种含铜的碳酸盐矿物,通常赋存于原生铜矿床接近地表的氧化带中,因为该地方有形成孔雀石的必要条件——硫酸铜溶液,而硫酸铜溶液的形成一是要有地表硫化物的氧化破坏,二是离不开流动的地下水。因此,孔雀石的形成深度一般在地表以下150米,硫化矿床浅部的地表氧化带及潜水面之间。
Cu2+离子的电子结构是3d9,含有d1~d9电子的过渡金属离子配合物,由于中心原子的d-d跃迁引起的吸收峰大多位于可见光区,容易呈现出鲜艳的色彩。电子跃迁所引起的辐射吸收是过渡金属化合物和 矿物的颜色产生的最普遍的原因,Cu2(OH)2CO3 的绿色就来源于铜离子.
生成孔雀石的反应式为:
CuFeS2+3O2=CuSO4+FeSO4
2CuSO4+2CaCO3+H2O =Cu2(OH)2CO3+ 2CaSO4+ CO2↑
孔雀石常与蓝铜矿、自然铜等含铜矿物共生,因其形成深度较浅,易于发现,经常作为寻找原生铜矿床的标志。这是因为蓝铜矿和孔雀石可以相互转化,这种情况在自然界是十分罕见的。若
铜矿氧化层处在地下密闭、干燥、
二氧化碳充足的环境时,孔雀石则会转换成蓝铜矿;若不满足这些条件,蓝铜矿则会转换成孔雀石。
性质简介
物理特征
孔雀石拥有孔雀羽毛般的花纹,呈玻璃或金刚光泽,微透明,极少数为半透明,
折射率1.66 ~ 1.91,
双折射0.25,多色性为无色、黄绿色、深绿色等;硬度为3.5 ~ 4;密度为3.983 ~ 4.05g/cm3。孔雀石韧性差,非常脆弱,所以很容易碎,害怕碰撞,经常呈现贝壳状至不均匀断裂。
化学特征
孔雀石与
盐酸易发生反应并溶解。由于孔雀石主要成分为
碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3),遇盐酸会发生化学反应,其
化学方程式为:
Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑
孔雀石含铜量较高,常常被用来炼铜,孔雀石受热会分解生成
铜氧化物,再经过一系列化学反应就可以得到金属铜,其主要化学方程式为:
Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO2↑(反应条件为加热)
主要产地
孔雀石的产地分布比较广。孔雀石的传统产地有
美国亚利桑那州的莫伦西、格洛波等地,以及美国的
新墨西哥州、
犹他州和
内华达州等州,均产出优质的孔雀石
晶体;
俄罗斯乌拉尔山,
里昂附近的切斯,
墨西哥北部等地都曾是孔雀石晶体的重要产地。现代优质孔雀石却主要产自
赞比亚、
津巴布韦、
纳米比亚和扎伊尔等。此外,还有中国、
澳大利亚、
法国、
智利、
英国、巴西和
罗马尼亚等国。
孔雀石产地中国分布:
孔雀石在中国主要产于
广东省、湖北、
江西省、
内蒙古自治区、甘肃、
西藏自治区和
云南省等地,其中以广东阳春和湖北大冶铜碌山的孔雀石最有名。
湖北的孔雀石主要产在大冶铜录山地区。
大冶市的孔雀石呈肾状、葡萄状、皮壳状、同心圆状集合体,外表由深浅不同的绿色至浅绿白色组成的条带、环带。内部常具同心层状或放射纤维状结构,具有从核心向外矿物颗粒变粗、同心环带变宽的特征。
广东阳春孔雀石矿的规模较大,产于花岗闪长岩类与古生代碳酸盐岩接触带的矿床氧化带内。阳春地区孔雀石的储量居全国之首。
区别及鉴定
孔雀石的颜色和典型的条带不易与其它宝石混淆,但是和
绿柱石、
硅孔雀石却十分相似,要区分它们最主要的还是看颜色。孔雀石的“绿”酷似孔雀羽毛上的斑点绿,多呈黄绿暗绿。
合成孔雀石的化学成分、颜色、相对密度、硬度、光学性质及x射线
衍射谱线等方面与天然孔雀石相似,仅在热谱图中呈现出较大的差异。所以
差热分析法可以用于鉴别天然孔雀石与合成孔雀石。
品种
孔雀石按照其形态、物质构成、特殊光学效应及用途大致分为五类。
晶体孔雀石:具有一定晶型的透明至半透明的孔雀石,极为罕见。
青孔雀石:孔雀石和
蓝铜矿紧密结合,构成致密块状,蓝色和绿色相交呼应,成为名贵玉雕材料。
块状孔雀石:块状、同心层状、葡萄状、放射状等多种形态致密块体,块体大小不一,可达上百吨,多用于首饰和玉雕。
孔雀石猫眼:将有纤维状构造和丝绢光泽的孔雀石加工成弧面型宝石,便会像木变石或虎睛石一样,出现猫眼效应的一条光带。
天然造型孔雀石:无须人工雕刻,属于自然形成多种奇特造型,可用于观赏。
文化属性
早在4000多年前,古埃及人就对
苏伊士和
西奈半岛之间的铜矿山进行了开采,并发现了孔雀石的存在,并将其尊称为“神石”;在
德国,人们也经常佩戴孔雀石作为护身符;
马达加斯加因其神秘高贵的气质和美好的寓意将其作为
国石。在中国古代,孔雀石是一种古老的
玉石,也被做成各种首饰,早在公元前十三世纪的殷商时期墓葬中,就已出现孔雀石
发簪的工艺品。
古籍《
云林石谱》中曾记载:“孔雀石又被称为铜绿或者石绿。”孔雀石在我国具有悠久的历史和文化。
殷墟墓葬、
春秋战国古墓等均有孔雀石制品出土的记录。宋代
范成大在《
桂海虞衡志》中描述:石绿之苗也。亦出江右有铜处,生石中。明代
李时珍的《
本草纲目》中也提到:石绿生铜坑内,乃铜之祖气也。铜得紫阳之气而绿,绿久则成石,谓之石绿。这些记载中都反映出古人的智慧,通过观察分析,已知晓孔雀石与铜之间密不可分的联系。
应用
工业用途
由于孔雀石含有大量铜元素,工业上可以用于炼铜;孔雀石可以用作建筑物内部的
装饰材料。
商业用途
孔雀石粉末状可以作为矿物颜料(石绿),常常用于古代壁画和
国画作品中,如《
千里江山图》;孔雀石也寓意着吉祥如意,被制作成各种首饰佩戴;孔雀石
观赏石是指自然天成、形态奇特的孔雀石,通常可直接作为盆景,用于观赏。
参考资料
孔雀石.河北省自然资源厅(海洋局).2023-02-09
孔雀石.中华人民共和国自然资源部.2023-02-09
孔雀石.国家岩矿化石标本资源共享平台.2023-02-09
孔雀石.中国石油大学地球科学与技术学院.2023-02-20
蓝铜矿/孔雀石 .中国科学院地质与地球物理研究所.2023-02-20
绿柱石.国家岩矿化石标本资源共享平台.2023-02-09