石膏
创造美丽的魔法师


文章出自:博物 2015年第01期 作者: 刘汉永 

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说起石膏,想必大家都不陌生:上课写黑板书用的粉笔、美术馆里的洁白雕像、骨折包扎时的固定材料……可我们往往会忘记,石膏也是矿物家族中的一员,而且它们原本的模样甚至比石膏像更漂亮。
地层中的石膏,并非人们熟悉的白色粉末,而是光泽闪亮、棱角分明的晶体(图1);

天然石膏,不是粉末

我们熟悉的石膏是白色粉末,一加水就变成黏糊糊的膏状物,但这其实并不是它们的天然形态。地层中的石膏,通常是白色或无色透明的晶体,或者因含杂质而呈现浅红、浅灰、浅黄等多种颜色。石膏晶体可以是块状、板状、柱状或纤维状,有时还会形成漂亮的晶簇。如果地质条件适合,石膏晶体可以长得非常巨大,比如墨西哥北部“水晶洞”中的石膏晶体柱,长达10多米,是已知最大的天然矿物晶体之一。

漂亮的石膏晶体看起来冷冰冰、硬邦邦,但用手一摸就会感到略带滑腻、温热,这是因为它的导热性比较弱,硬度也非常低。摸它的时候最好小心点—石膏是最软的矿物之一,摩氏硬度为2,只比石墨、滑石高一些,用手指甲就能刻出印子,也很容易碎裂。石膏的“软”是因为其晶体结构松散,因此人们干脆就把开采出来的石膏磨成粉末,以便加工或使用。

石膏的主要成分是硫酸钙,在天然矿物中算是易溶于水的,形成过程也大都与水有关。石膏矿在世界各地分布广泛,这些地方在远古时期,往往是干旱的内陆湖泊或封闭海湾。含有硫酸钙等矿物质的水不断汇入其中,又大量蒸发,使水中的矿物质逐渐析出、沉淀,绝大部分石膏就是这么富集而成的。在一些硫化矿床附近,还会有硫化物和周围的碳酸盐反应,形成石膏。

在墨西哥的地下“水晶洞”中,大大小小的生石膏晶体柱,营造出如梦似幻的景象(图2)。

失水吸水,三种变身

刚沉积出来的石膏又称“生石膏”,化学名称是二水硫酸钙,每个硫酸钙分子含有两个“结晶水”分子。如果受热脱水,它还会“变身”成另两种形态—每两个硫酸钙分子结合一个结晶水的“熟石膏”,或是完全不含结晶水的“硬石膏”。熟石膏、硬石膏遇水受潮,又会迅速吸水放热,变成生石膏。由于地下水含量不同,各地石膏矿出产的有生石膏,也有硬石膏,或者兼而有之,水温较高时也可能生成熟石膏。

责任编辑 / 董子凡 

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