矿物中的水


文章出自:博物 2015年第11期 作者: 杨帅斌 

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我们的地球常常被称为“水球”—江河湖海里有水,天上的云彩中有水,地下有水,我们人类以及植物动物的身体,很大一部分也是由水组成的。甚至在硬邦邦干巴巴的石头里,都少不了水的存在。
含有吸咐水的蛋白石

水里有“矿”,矿里就有水

受污染较少的地下水,是我们平时饮用水的重要来源,富含矿物质的矿泉水尤其受到青睐。水在地下岩石裂隙中呆久了,会有一些矿物质溶解在水里,很容易理解。但与此同时,也有一部分水反过来“入侵”矿物,与矿物融合在了一起。

水通过大气降水、地表渗透进入地下之后,未必能进入一个安宁的世界:如果岩层内缺少“隔水层”,地下水继续往下流,就会一直流到地层深处的岩浆那里,化为高温蒸汽。若是赶上火山喷发、地震等地质活动,这些蒸汽还有机会重返地表,而更多时候它们只能被裹挟在岩浆热液中。当岩浆向地表流动,缓慢远离地心并冷却凝固、形成矿物的时候,岩浆中的水也会成为矿物分子结构的一部分,被称为“结构水”。地表常见的长石、辉石、角闪石等几大矿物家族,里面就经常含有结构水。

有些矿物如石膏、芒硝、胆矾,多是从干旱的湖泊水体中析出结晶的,水也会混进矿物晶体中,成为“结晶水”。还有一种情况,就是如果矿物质地不够紧密,存在许多细小裂隙,可能就会有水分子挤进去,也就是“吸附水”。在矿物水的这3种存在形式中,水的独立程度不同,让它们现出真身的难度也有高低之分。

在国内珠宝界称为“欧泊”的蛋白石(左),实为含水的二氧化硅凝胶体,水分子被牢牢吸附在其内部的细微裂隙中。当加热失去吸附水后,它就会变成二氧化硅的另一种矿物形态—燧石(右)。

吸附水,调皮又活泼

细腻柔滑、色彩缤纷的蛋白石(又名欧泊),是一种价廉物美的宝石。虽名为“蛋白”,它们其实根本不是有机物,化学成分和石英一样是二氧化硅。只不过蛋白石的结构比较特殊,并不是真正的晶体,而是颗粒极细的“凝胶体”,里面含有3%~20%的水分。这些水分就是让蛋白石如此美丽的源泉,它们以吸附水的形式存在。

责任编辑 / 董子凡 杨帅斌 

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