既漂亮又廉價(jià)的水晶是什么（煙晶）

在《西游記》中，齊天大圣孫悟空曾多次勇闖龍宮。龍宮是用珍寶建造的，用各種各樣的玉和珊瑚裝飾，其中最引人注目的是晶瑩剔透的水晶。它們使龍宮變得極為壯觀，因此龍宮又被稱為“水晶宮”。

什么是水晶？在古人看來(lái)，水晶是“千年融冰”、“水靈”，故又稱“水玉”、“水精”。透明水晶自古以來(lái)就被視為“純潔、正直、善良”的象征。中國(guó)古代偉大的浪漫主義詩(shī)人屈原曾寫過(guò)一首歌頌水晶的詩(shī)：“登昆侖兮食玉英，與天地兮同壽，與日月兮同光。”

因此，水晶應(yīng)該離不開“無(wú)色透明”4個(gè)字。但事實(shí)并非如此。水晶家族比我們想象的要大得多。

色彩斑斕的水晶家族

我們現(xiàn)在知道水晶和水沒(méi)有任何關(guān)系，從它的礦物組成來(lái)看，它只有石英，即二氧化硅，是地球上最豐富的礦物之一。當(dāng)我們踏上海邊的沙灘時(shí)，腳下的細(xì)沙礫大多是二氧化硅。

水晶族不僅在地球上廣泛分布，而且有多種顏色。除了純凈無(wú)瑕的透明水晶外，還有乳白色的“牛奶石英”、紫色的“紫水晶”、淺粉色的“玫瑰水晶”，還有一些呈金黃色或檸檬色的，稱為“黃色水晶”。如果有同心圓的多色條紋或圖案，則稱為瑪瑙。如此大量的水晶真是令人眼花繚亂，五彩繽紛。

地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果有合適的條件，晶體生長(zhǎng)的規(guī)模可以非常大。如果有地下洞穴或巖石裂隙，這里溶解的硅酸鹽沉積，石英礦物可以在這個(gè)洞穴中逐漸結(jié)晶生長(zhǎng)。在大多數(shù)情況下，晶體生長(zhǎng)是不規(guī)則的，所以很難觀察到晶體的形狀，也就是說(shuō)，很難觀察到它的單晶是柱狀、針狀、板狀還是顆粒狀。然而，它在洞里生長(zhǎng)。由于自由空間的存在，可以形成相對(duì)完善的晶體形貌。一般以孔壁或裂紋壁為共同基部，大量的單晶從發(fā)展的空間面向自身形成聚集體，即晶簇結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗�是在空腔中形成的，這種結(jié)構(gòu)就是晶體。1900年，在南美的巴西發(fā)現(xiàn)了一個(gè)深9.7米、寬1.9米、高0.9米的罕見(jiàn)水晶洞。這個(gè)洞穴的總重量達(dá)到35噸，是世界上最大的。

在水晶家族，每個(gè)人都在互相競(jìng)爭(zhēng)，但有一個(gè)非常謙遜的“無(wú)名小卒”。雖然人們?cè)缇鸵?jiàn)過(guò)，但并不受追捧。這種水晶從外到內(nèi)，通體半透明，呈現(xiàn)出一種煙黃色甚至深褐色，仿佛被黑煙熏過(guò)。因此，人們稱之為“煙晶”。有些煙晶體會(huì)變黃，稱之為“茶晶”；如果煙晶顏色較暗，則稱為“墨晶”。與紫晶的奢華和玫瑰水晶的華麗相比，煙晶就像一個(gè)默默無(wú)聞的小兄弟，但正是這種低調(diào)的色彩和朦朧的意境賦予了煙晶無(wú)限的魅力。

能量決定顏色

關(guān)于煙晶體特殊顏色的成因有一場(chǎng)爭(zhēng)論。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，煙晶體發(fā)黑是因?yàn)槠渲泻�有少量的碳元素�！兜刭|(zhì)字典》對(duì)煙晶的解釋是：“色素是由碳引起的，黑色的深度取決于碳的含量，全黑的就叫墨晶”，每當(dāng)提到墨，自然會(huì)想到碳，但隨著研究的深入，有人也提出過(guò)質(zhì)疑。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為紫水晶的紫色是由鐵、錳、鈦等雜質(zhì)元素混合而成，雜質(zhì)含量影響紫色的深淺。但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紫晶加熱到450℃~500℃時(shí)，紫色會(huì)褪色變黃。因此，有人認(rèn)為紫水晶的顏色只是由于鐵離子電子層的變化而引起的光學(xué)現(xiàn)象。用同樣的方法，有人加熱了煙晶體，發(fā)現(xiàn)當(dāng)它達(dá)到一定的溫度時(shí)，煙晶體會(huì)變回?zé)o色狀態(tài)。

這說(shuō)明煙晶體的顏色變化必然與能量密切相關(guān)。

我們知道礦物晶體的結(jié)構(gòu)在空間上是周期性的重復(fù)排列，但有時(shí)雜質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)破壞這種重復(fù)排列的晶體結(jié)構(gòu)。例如，石英晶體原本是二氧化硅，但有時(shí)四價(jià)硅離子會(huì)被三價(jià)鋁離子取代。此時(shí)，正電荷較少的陽(yáng)離子進(jìn)入晶格，取代帶較多正電荷的陽(yáng)離子，導(dǎo)致局部中性點(diǎn)的破壞。當(dāng)受到外部X射線、γ射線和中子的轟擊時(shí)，晶體受到損傷，形成晶格缺陷。這些微觀缺陷可以束縛電子或形成可見(jiàn)光的吸收中心，從而導(dǎo)致晶體的顏色變化。

1979年，一位學(xué)者用鈷-60輻照一種無(wú)色晶體，但它變成了一種煙霧晶體。這是人類首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了之前的猜想。這位學(xué)者使用的鈷-60是放射性金屬元素鈷的同位素，它可以通過(guò)β衰變釋放出強(qiáng)大的能量和伽馬射線。實(shí)驗(yàn)中使用的無(wú)色晶體也是含有少量鋁的石英晶體。

已知煙黃色或深褐色與內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部輻射有關(guān)。自然產(chǎn)生的煙晶體應(yīng)該是那些含有少量鋁的無(wú)色晶體在地面輻射后形成的。

細(xì)心的人可能會(huì)問(wèn)，煙晶體中殘留的放射性物質(zhì)會(huì)危及佩戴者的健康嗎？別擔(dān)心，正規(guī)市場(chǎng)上的寶石首飾沒(méi)有放射性危害，寶石入市有嚴(yán)格的檢驗(yàn)程序，那些對(duì)人體有害的放射性礦物幾乎不可能進(jìn)入市場(chǎng)。

煙晶的主要產(chǎn)地

由于石英是花崗巖、片麻巖和砂巖的重要組成部分，因此石英非常常見(jiàn)，但很難找到完整的大塊石英晶體。世界著名的煙水晶產(chǎn)地包括巴西、英國(guó)、烏拉圭、印度、美國(guó)和墨西哥。英格蘭蘇格蘭的凱恩戈姆山脈富含煙熏晶體。這里發(fā)現(xiàn)的最大的一個(gè)重達(dá)23.6公斤，目前保存在蘇格蘭的一個(gè)舊城堡里。

我國(guó)、內(nèi)蒙古、江蘇、海南等省區(qū)均有水晶產(chǎn)量，其中江蘇東海水晶最為著名。這里已探明的天然水晶儲(chǔ)量約30萬(wàn)噸。有各種類型的煙晶，紫水晶和黃玉。是世界著名的天然水晶原料集散地，有“水晶之都”的美譽(yù)。

由于其特殊的審美價(jià)值，煙晶常被用作珍貴的雕刻材料。然而，它只是晶體家族中的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，晶體的工業(yè)價(jià)值遠(yuǎn)不止于此。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于晶體硬度高，僅次于金剛石、剛玉、黃玉，耐候性強(qiáng)，磨碎的石英粉可制成金屬拋光劑，常用于磨床和噴砂機(jī)。另外，由于石英能產(chǎn)生壓電效應(yīng)，即當(dāng)晶體在一定方向上受到壓應(yīng)力或拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)在垂直于應(yīng)力的表面兩側(cè)產(chǎn)生正負(fù)電荷。

如果機(jī)械壓力與壓力和張力交替作用，就會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。根據(jù)這一特性，晶體被廣泛用于制造高精度壓電石英元件，如諧振器、濾波器等，是現(xiàn)代國(guó)防和電子工業(yè)中的重要元件。有些晶體可用于制作石英折射儀、光譜儀等先進(jìn)的光學(xué)儀器，也可用于熔融石英玻璃。這是一種只含有一種二氧化硅成分的特殊玻璃。耐高溫、耐腐蝕。可作為國(guó)防、冶金、化工、建筑等行業(yè)的重要原料。現(xiàn)在市面上很多昂貴的棕色鏡片眼鏡都是用煙熏水晶制成的。