用神賜名的礦物?_血色的釩鉛!

提到鉛,也許大家都會聯想到子彈和冰冷冷的墳墓。這…似乎一貫如此,然而鉛一旦與釩結合,卻異乎尋常的燦爛起來,那些死寂的,沉默的終於被它點亮,人們所看見的,唯剩那一抹櫻桃般的鮮紅。

Hello這裏拾光,時隔了700個小時,又回來給大家更新礦物啦,這期介紹的是…

小明(看了眼標題):以我的名字命名的嗎,有點意思。

拾光(握緊了手裏的板磚)

小明:…我再也不玩抽象了〒▽〒

ACF Mine, Mibladen, Aït Oufella Caïdat, Midelt Cercle, Midelt Province, Drâa-Tafilalet Region, Morocco

——釩鉛礦

釩鉛礦(英語:Vanadinite),化學式Pb₅(VO₄)₃Cl,一種磷灰石族的礦物,是主要含釩的礦物之一。莫氏硬度在2.5-3之間,密度6.66~7.10g/cm3,六方晶系。顏色可以是透明或不透明的,油脂光澤。因爲只能從一個已存在的礦物中形成(比如通過原生鉛礦物的氧化形成),因此它是一種次生礦物。

釩鉛礦與方解石共生,產地美國。Black Prince Mine, Picketpost Mountain area, Superior, Pinal County, Arizona, USA 圖源:Michael C. Michayluk

比較有趣的是,釩鉛礦的發現早在發現釩這種金屬之前,而在那時它也擁有了屬於自己的第一個名字,erythronium。

這其中發生了什麼故事呢,就跟拾光一起往下看吧。

——命名

1801年,西班牙礦物學家德里奧被政府派往北美洲的墨西哥,在一所礦業學院裏擔任教授。

一天,有人給德里奧帶來一塊在墨西哥某座礦山上發現的礦物,請他鑑定。德里奧看到礦物後也覺得很新奇,它的顏色爲棕紅色,晶體爲六邊形的棱柱狀,經檢驗發現其中含有大量的鉛元素。德里奧根據自己多年的礦物學研究經驗得出結論,這是一種新的礦物,於是就對外宣裏面含有一種以前從未見過的金屬元素。並把這種礦物命名爲“棕鉛”(erythronium),源自希臘語 “erythros”,意爲紅色。  

德·里奧

但在當時,新大陸仍是科學的蠻荒之地 ,他的發現被傳遞到法國科學家迪科蒂斯手裏,驕傲的法國人宣佈這不過是一種不純的鉻鹽,德·里奧接受了迪科蒂斯的建議,撤回了自己發現新元素的報告。

小明:啊?

到了1830年,瑞典科學家尼爾斯·加布裏埃爾·塞夫斯特瑞姆(Nils Gabriel Sefström)在研究當地的鐵礦石的時候重新發現了這種元素,並由瑞典化學家貝採尼烏斯(Berzelius)確認爲新元素。由於這種新元素的化合物是五顏六色的,所以賽夫斯特瑞姆建議用北歐神話裏的一位女神:凡娜迪絲來命名它,翻譯成中文就是“釩”。

同年,德國化學家維勒也發現,塞夫斯特瑞姆發現的釩就是之前德·里奧發現的新元素,有人提出,應該用德·里奧來命名新元素,不過這個提議並沒有被採納。但是,德·里奧依舊被公認爲釩鉛的發現者,而釩鉛的名字則仍然採用塞夫斯特瑞姆建議的北歐女神。

德·里奧過於迷信權威,就因爲標本中所含微量的鉻雜質而沒能堅持自己找到新元素的主見,這讓他與金屬“釩”的發現失之交臂,也算是科學史上的一件憾事。

北歐女神凡娜迪絲,象徵愛與美貌,魔法和生育。

而說到雜質這個話題,如果說釩鉛的美貌與鮮紅全部都來自於它體內的“釩”,那麼如果此刻出現了另一種主導的元素,會發生什麼變化呢?

Liwali Mine, Mibladen, Aït Oufella Caïdat, Midelt Cercle, Midelt Province, Drâa-Tafilalet Region, Morocco 圖源:Antoine Barthélemy

噹噹噹!

小明:(⊙o⊙)哇,好香…等一下,不要拿咖啡豆的圖片糊弄我啊混蛋!

此刻釩鉛礦中的釩元素被砷大量替換,釩鉛礦也從原本鮮豔的紅色變成了像咖啡豆一樣的棕色。導致顏色變化的根本原因是釩鉛礦中原本的釩酸根離子被取代成爲了砷酸根:(As)→(V),而砷酸根(AsO₄³⁻)的電荷轉移躍遷能量與釩不同,導致了吸收光譜的變化。就比如完全以砷爲主的礦物(如砷鉛礦)也通常呈現黃綠色或褐色。

下面,請欣賞一組咖啡味的圖片吧。

Liwali Mine, Mibladen, Aït Oufella Caïdat, Midelt Cercle, Midelt Province, Drâa-Tafilalet Region, Morocco 圖源:Antoine Barthélemy

Liwali Mine, Mibladen, Aït Oufella Caïdat, Midelt Cercle, Midelt Province, Drâa-Tafilalet Region, Morocco 圖源:Antoine Barthélemy

Liwali Mine, Mibladen, Aït Oufella Caïdat, Midelt Cercle, Midelt Province, Drâa-Tafilalet Region, Morocco 圖源:拾光

——應用

和其他過渡元素一樣,單質釩也很難被分離出來。雖然早在1830年時瑞典化學家貝採尼烏斯就宣佈得到了金屬釩,但到了1867年,英國科學界的羅斯科發現,這不過是氮化釩。同年,在一次偶然的試驗中,羅斯科用氫氣還原二氯化釩,終於得到了單質釩。

這是一種中等硬度、柔軟的、鋼青色的金屬,但跟鐵熔合在一起變成合金之後,就非常堅硬,被稱作釩鋼。這種釩鋼特別適用於做一些金屬工具,比如扳手等等。

由於釩鐵礦分佈很廣泛,直接冶煉不用分離就可以得到釩鋼。每年世界上生產出的釩有85%用於生產釩鋼。

福特T型車,1910年發明,底盤用了釩鋼,在減輕自重的情況下,還增加了強度。

早在2000多年前的秦漢時期,我國人民就已經對釩鉛礦有所認識並加以利用了。現存的秦始皇陵兵馬俑看起來灰頭土臉的,實際上它們原本都有彩繪,可謂千人千面、絢麗多姿,只不過歷經幾千年之後,彩繪逐漸剝落。

考古學家研究發現,古人描繪這些彩俑用到的都是礦物顏料,如紅色的硃砂、綠色的孔雀石、藍色的藍銅礦等。至於黃色,則用到了並不常見的釩鉛礦,令人匪夷所思。

秦始皇陵兵馬俑身上的彩繪用到的黃色顏料來自釩鉛礦

2004年,我國考古學家在西安理工大學曲江校區發掘了一座西漢時期的壁畫墓,對壁畫的顏料進行研究後發現,其中的黃色顏料裏含有大量鉛元素和釩元素。經進一步研究發現,這種黃色顏料就來自釩鉛礦。後來,考古學家在西安發掘的唐朝宰相韓休的墓葬壁畫裏也發現了黃色的礦物顏料釩鉛礦。種種跡象表明,我國陝西一帶存在釩鉛礦,而且很早就被人們所熟知。

好了,那麼有關釩鉛和金屬釩的發現以及應用就講完啦,從古講到今,從發現講到了使用,這樣交換你們手裏的讚我就不會內疚了。

——礦產:Coud'a採礦場

來自摩洛哥Drâa-Tafilalet大區midelt省的Coud'a礦區坐落於著名的阿特拉斯山脈之間。

Coud'a是一塊狹長的平地,僅有300m寬,卻達2km長,位於ACF礦北部大概200m,主要道路北部500m。這裏因爲一些小斷層而劃分爲3個不同的區域。有意思的是,Coud'a的礦藏是1999年才發現的,發現者是一位名叫Mohamadine的礦工,所以Coud'a西部靠近Adeghoual採礦場的區域現在叫做“Mohamadine”採礦場。中間部分叫做“Midelt”採礦場,東部叫做“Mibladen”採礦場。

Coud'a礦區衛星圖,Mibladen區域,大約600m寬,可以看到大大小小很多礦坑

如今的Coud'a就像一片佈滿彈坑的戰場,上百個坑洞,數十處小豎井,還有一些臨時的石頭房子,礦工們工作的時候就住在這裏,而不是自己位於村莊或城鎮的家裏。

豎井的深度從幾米到二十多米不等;每一個豎井都由3到5名礦工合力運作。到達礦層之後,礦工向周圍勘探釩鉛礦的蹤跡。挖出一個豎井需要超過一個月的時間,而在完成之後,下面到底有沒有礦囊則只能憑運氣決定了。大部分豎井只能挖出批發貨色的標本;高端標本的礦囊一般每年也就發現一兩個。採礦活動全年無休,但在齋月,白天不能喫飯喝水,工作進展就會慢很多。

礦工在Coud'a礦上的簡易小屋,攝影:Tomasz Praszkier

  “釩鉛礦熱”在Coud'a地區——以及整個Mibladen區域——最大的一次來襲發生於2001年6月,那時發現了一批巨大的釩鉛礦礦囊。幾天之內,數千塊釩鉛礦標本,包括許多世界頂級質量的,被開採出來。尺寸從幾釐米到20cm。許多標本帶有大塊的重晶石,形成花朵的形狀,而且幾乎是全黑的,因爲上面覆蓋着一層氧化錳。在黑色的重晶石之上,濃烈鋒銳的櫻桃紅釩鉛礦晶體或分散或成簇,或者只有一個大晶體,尺寸在1到3cm之間。有些晶體在基地軸面上呈現出拼花圖案,在柱面上呈現出骸狀生長特徵。此外,有些標本上還可見雪白的文石。這些Coud'a的標本在被發現的當年就以六位數的高價賣了出去。直到今天,2001年發現的那批標本依然被視爲世界上最好的釩鉛礦標本。

Coud'a workings, Mibladen, Aït Oufella Caïdat, Midelt Cercle, Midelt Province, Drâa-Tafilalet Region, Morocco 圖源:www.spiriferminerals.com

在Coud'a的“釩鉛礦熱”時期,大約有1000位礦工在這裏採礦,170所臨時石屋被建起來。礦工之間時有爭鬥,至少有兩個人在地盤爭奪中被殺。加劇的勘探導致了一些更小的發現。在接下來幾個月裏,礦工數量驟減,到2001年底,大約只有250名礦工還在這裏工作。2000到2002是Coud'a的高產年:這段時間Coud'a成爲了Mibladen地區最著名的採礦場。

釩鉛礦礦囊,攝影:Joanna Gajowniczek

下面是一些來自Coud'a礦區的圖片欣賞~

圖源:Collection and photo, Paul De Bondt

圖源:Fabre Minerals - https://www.fabreminerals.com

圖源:Kristalle and Crys

橙黃色調,有一種蜂蜜糖漿的錯覺。除了人類,會有其他動物勤肯的採礦嗎…?

圖源:Manfred Kampf

圖源:Manfred Kampf

——Apache Mine

位於美國亞利桑那州的希拉縣也是世界著名的釩鉛礦產地,不過有關它拾光並沒有收集到很多有用的信息。

這裏產出的釩鉛礦以濃郁的紅色色調以及不同於摩洛哥的六方柱狀結晶聞名,時而共生一些雪白的白雲石作爲襯托,讓本就鮮豔的釩鉛更爲光彩奪目。

六方柱狀結晶,產地:Apache Mine, Radium, Burch area, Globe Hills Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源:2006 by Dominik Schläfli. All rights reserved

Apache Mine是一座石英脈型礦牀,位於亞利桑那州格洛布西北處,最初於1875年被發現,主要開採釩和鉛,1929-1957年間規模化生產,之後廢棄。

Apache礦的通道入口景觀

下面,就讓我們欣賞一組來自Apache Mine的釩鉛礦圖片吧。

Apache Mine, Radium, Burch area, Globe Hills Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源:Antonio Borrelli

Apache Mine, Radium, Burch area, Globe Hills Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源: Douglas Merson

褐色的釩鉛鋅礦片狀結晶,以及雪白的白雲石,還有釩鉛。

Apache Mine, Radium, Burch area, Globe Hills Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源:Gianfranco Ciccolini

點點落紅。

Apache Mine, Radium, Burch area, Globe Hills Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源: Thomas Cahill

Apache Mine, Radium, Burch area, Globe Hills Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源:Stefan Koch

——Apex Mine

來自墨西哥奇瓦瓦州的Apex礦也是世界著名的釩鉛礦產地之一。

Apex礦場

它是一個位於聖卡洛斯山脈的小型富含氧化磁鐵礦的鋅鉛硅卡巖和碳酸鹽置換礦牀。在20世紀50年代由ASARCO運營。

2018至2019年間,該礦發現了一批超越歷史所有記錄的釩鉛礦標本。同期還產出少量橙紅色閃亮的砷鉛礦伴生的優質鉬鉛礦,以及少量4毫米級寶石級水釩鋅礦。

釩鉛礦與方解石,星羅棋佈。

礦工採集釩鉛礦時的照片

下面,就讓我們來欣賞一組來自Apex礦的釩鉛礦吧。

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:

黃色的釩鉛礦長在白色的方解石基底上,沒有光澤的它們看起來就像積木。

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:Fabre Minerals https://www.fabreminerals.com

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:Roger Lang 2024

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:Fabre Minerals https://www.fabreminerals.com

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:Peter Megaw

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:Rob Lavinsky & irocks.com

Apex mine, San Carlos, Manuel Benavides Municipality, Chihuahua, Mexico 圖源:Rob Lavinsky & iRocks.com

那麼,有關產地的具體介紹就到這裏告一段落,下面的時間就留給世界各地的礦井吧。

——世界各地的礦井

1.奧地利🇦🇹

雖然不是琥珀,但我想它們存在的也夠久了。

Waldbrand adit, Upper Schäffler Alp, Schäffler Alp District, Zauchen, Eisenkappel-Vellach, Völkermarkt District, Carinthia, Austria 圖源: Christian Auer

Adolf adit, Upper Schäffler Alp, Schäffler Alp District, Zauchen, Eisenkappel-Vellach, Völkermarkt District, Carinthia, Austria 圖源: Christian Auer

Waldbrand adit, Upper Schäffler Alp, Schäffler Alp District, Zauchen, Eisenkappel-Vellach, Völkermarkt District, Carinthia, Austria 圖源:Christian Auer

2.阿根廷🇦🇷

Gonzalito mine, Gonzalito mining district, Sierra Grande, San Antonio Department, Río Negro Province, Argentina 圖源:Steve Hardinger and Dragon Minerals

Gonzalito mine, Gonzalito mining district, Sierra Grande, San Antonio Department, Río Negro Province, Argentina 圖源:Lee Johnson

3.法國🇫🇷

像金魚的尾鰭。

Maraval quarry, Cuzac, Figeac, Lot, Occitanie, France 圖源:Chollet Pascal

Maraval quarry, Cuzac, Figeac, Lot, Occitanie, France 圖源:Chollet Pascal

4.德國🇩🇪

會咯牙的麪包胚

Gelbe Birke Mine, Beierfeld, Grünhain-Beierfeld, Erzgebirgskreis, Saxony, Germany 圖源:Stephan Wolfsried 3/2018

Marl pit, Untergruppenbach, Heilbronn, Stuttgart Region, Baden-Württemberg, Germany 圖源:Jürgen Greiner

Marl pit, Untergruppenbach, Heilbronn, Stuttgart Region, Baden-Württemberg, Germany 圖源:Jürgen Greiner

5.希臘🇬🇷

Plaka Mine No. 80, Plaka Mines, Plaka, Lavreotiki, East Attica, Attica, Greece 圖源:Stephan Wolfsried

Plaka Mine No. 80, Plaka Mines, Plaka, Lavreotiki, East Attica, Attica, Greece 圖源:Stephan Wolfsried

Plaka Mine No. 80, Plaka Mines, Plaka, Lavreotiki, East Attica, Attica, Greece 圖源:Stephan Wolfsried

6.伊朗🇮🇷

小明:怎麼到這畫風就變了,奶酪塊?

Chah Khouni Mine, Anarak District, Nain County, Isfahan Province, Iran 圖源:Manfred Kampf

7.納米比亞🇳🇦

Namib Lead Mine, Arandis Constituency, Erongo Region, Namibia 圖源:Thomas Kleser

Namib Lead Mine, Arandis Constituency, Erongo Region, Namibia 圖源:Joachim Esche

8.挪威🇳🇴

Tuften, Tvedalen, Larvik Commune, Vestfold, Norway 圖源:OT. Ljøstad

9.英國🇬🇧

Belton Grain vein, Wanlock Dod-Whytes Cleuch, Wanlockhead, Dumfries and Galloway, Scotland, UK 圖源:Steve Rust

Whytes Cleuch, Wanlockhead, Dumfries and Galloway, Scotland, UK 圖源:Steve Rust

釩鉛礦與磷鈣鉛礦共生,美麗得像海底的珊瑚。

Whytes Cleuch, Wanlockhead, Dumfries and Galloway, Scotland, UK 圖源:Steve Rust

無色的釩鉛與血紅的釩鉛鋅礦?很有意思的組合。

New Glencrieff Mine, Wanlockhead, Dumfries and Galloway, Scotland, UK 圖源:Steve Rust

10.美國🇺🇸

Commercial Cramer Mine, Mimbres mines group, Georgetown Mining District, Grant County, New Mexico, USA 圖源:Michael C. Michayluk

Commercial Cramer Mine, Mimbres mines group, Georgetown Mining District, Grant County, New Mexico, USA 圖源: La Manna Nazareno

如果沒人告訴我,我或許會以爲這是碧璽…

哦,還有白色的方解石。

Macy Mine, Percha Creek, Hillsboro, Hillsboro Mining District, Sierra County, New Mexico, USA 圖源:Michael C. Michayluk

Red Cloud Mine, Silver Mining District, La Paz County, Arizona, USA 圖源:Alex Earl

Macy Mine, Percha Creek, Hillsboro, Hillsboro Mining District, Sierra County, New Mexico, USA 圖源:Michael C. Michayluk

Palmetto Mine, Tres de Mayo Mine group, Fresno Canyon, Palmetto Mining District, Patagonia Mountains, Santa Cruz County, Arizona, USA 圖源:Dan Polhemus

C and B Mine, Christmas, Banner Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源:Douglas Merson

C and B Mine, Christmas, Banner Mining District, Gila County, Arizona, USA 圖源:Douglas Merson

North Geronimo Mine, Silver Mining District, La Paz County, Arizona, USA 圖源:Guy Bernadi

Hamburg Mine, Silver Mining District, La Paz County, Arizona, USA 圖源:Yaiba Sakaguchi

North Geronimo Mine, Silver Mining District, La Paz County, Arizona, USA 圖源:David J. Eicher

寫開頭的我內心PS:誒?七百小時,真的有那麼多嗎?!

嗯嗯,那麼今天的礦物分享就先告一段落吧,本來想湊滿七千字的,奈何沒有內容啦嗚嗚

祝大家週末愉快,告辭!

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