有這樣一種金屬,它在航空、航天、機(jī)械、汽車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的用途,特別是在軍事領(lǐng)域具有重要意義,被稱為“戰(zhàn)爭(zhēng)金屬”??上?00多年來(lái),全世界這種金屬的總產(chǎn)量只有幾噸而已,它到底是什么?
人見(jiàn)人愛(ài)鉬鉛礦
“Wulfenite is Loved!”這是2019年第65屆美國(guó)圖森寶石和礦物展覽會(huì)的主題,如果翻譯成中文,意思就是“人見(jiàn)人愛(ài)鉬鉛礦”。
美國(guó)圖森寶石和礦物展覽會(huì)是全球聞名的寶石和礦物專題展,每年都吸引著來(lái)自世界各地的寶石和礦物愛(ài)好者。能夠被選為這一展會(huì)的主角并配以這樣的廣告語(yǔ),這說(shuō)明,鉬鉛礦絕非“等閑之輩”。
2019年第65屆美國(guó)圖森寶石和礦物展覽會(huì)的主題就是鉬鉛礦
鉬鉛礦是一種鉛的鉬酸鹽礦物,化學(xué)式為Pb[MoO4],最常見(jiàn)的是薄片狀晶體,具有油脂光澤或金剛光澤,顏色多為紅色、橙色、黃色或棕色等,透明至半透明。顏色發(fā)紅是由于其中含有鎢的成分。鉬鉛礦的橘紅色特別艷麗奪目,這種晶體在晶型和組合形態(tài)方面不是強(qiáng)項(xiàng),但強(qiáng)勁火烈的色彩彌補(bǔ)了形態(tài)的不足,色彩(包括光澤)是鉬鉛礦的靈魂所在。
鉬鉛礦有時(shí)也被稱為“黃鉛礦”或“彩鉬鉛礦”。它常與石英、方解石、釩鉛礦、鉻鉛礦、白鉛礦、磷氯鉛礦等礦物共生,主要產(chǎn)于鉛鋅礦床的氧化帶上,是一種次生礦物,所以,鉬鉛礦形成的地方往往以大型鉛鋅礦床而著名,尤其是在干旱的沙漠中,除了美國(guó)亞利桑那州之外,墨西哥、納米比亞、伊朗、澳大利亞、摩洛哥等國(guó)家的沙漠地區(qū)也有鉬鉛礦產(chǎn)出,我國(guó)新疆的若羌縣就發(fā)現(xiàn)過(guò)鉬鉛礦。
鉬鉛礦小百科
【化學(xué)組成】
Pb[MoO4],其中PbO約占60%,MoO3約占40%,有時(shí)含有W、V、Ca、TR等。
【晶體特征】
屬于四方晶系,四方雙錐晶類,并具有幾乎相等的軸比,在結(jié)晶學(xué)上類似于白鎢礦(CaWO4)。晶體多見(jiàn)板狀、薄片狀,少數(shù)錐狀、柱狀。
彩鉬鉛礦的島狀結(jié)構(gòu)
彩鉬鉛礦晶體
【物理性質(zhì)】
硬度:2.5-3(指甲不能劃動(dòng),小刀可劃動(dòng))
比重:6.5-7g/cm3
解理:清楚的角錐形解理
斷口:貝殼狀斷口
顏色:黃色、蠟黃色、稻草黃色、桔黃色至桔紅色(顏色發(fā)紅主要是其中含有W)
條痕:黃白色
透明度:透明至半透明
光澤:油脂光澤或金剛光澤
【鑒定特征】
鉬鉛礦可以從方形板狀,橙到黃色,金剛光澤,密度大和其他鉛礦物共生的特征中,予以鑒定。
【成因產(chǎn)狀】
多見(jiàn)于鉛鋅礦礦床氧化帶中,常交代白鉛礦等。
尋寶者的“荒漠之花”
19世紀(jì)60年代,西班牙地質(zhì)學(xué)家在美國(guó)亞利桑那州尤馬城北部的沙漠里發(fā)現(xiàn)了一片銀礦區(qū),并將其命名為紅云礦。該礦不僅有銀,還有鉛。礦工們首先進(jìn)行露天開(kāi)采,而后開(kāi)挖了巷道,進(jìn)入地下尋找礦脈。不過(guò),由于采礦技術(shù)落后,雖歷時(shí)二三十年,獲利也不足百萬(wàn)美元。再后來(lái),隨著銀價(jià)下跌,紅云礦被迫停產(chǎn)。
據(jù)說(shuō),礦工們?cè)诓傻V時(shí)常常會(huì)發(fā)現(xiàn)一種明亮的厚葉片狀紅色礦物,它晶瑩剔透,色澤鮮艷。只是,礦工們并沒(méi)有覺(jué)得這種紅色的“石頭”有什么特別用途,大多隨手將其扔進(jìn)礦車(chē),送入了冶煉廠。
說(shuō)者無(wú)心,聽(tīng)者有意。消息傳到礦物收藏家的耳朵里,他們紛紛前往紅云礦尋找這種礦物標(biāo)本。即使在紅云礦關(guān)閉數(shù)十年之后,尋寶者依然絡(luò)繹不絕。時(shí)至今日,世界上有很多博物館都保存著來(lái)自紅云礦的標(biāo)本,美其名曰“荒漠之花”。
其實(shí),這種礦物最早是由奧地利礦物學(xué)家弗朗茲·伍爾芬(F.X.Wulfen)在奧地利克恩頓州巴特布萊貝格首次發(fā)現(xiàn)的,隨后人們以他的名字將其命名為wulfenite,翻譯成中文就是鉬鉛礦。
Franz Xaver von Wulfen
軍事領(lǐng)域的“戰(zhàn)爭(zhēng)金屬”
鉬是一種銀白色的金屬,質(zhì)地堅(jiān)硬,熔點(diǎn)高達(dá)2623℃,僅次于天然元素碳、鎢、錸、鋨、鉭,排名第六。將鉬加入鋼鐵中制成合金,不僅可以改善鋼的耐腐蝕性,使其具有良好的導(dǎo)熱性能和較小的膨脹系數(shù);而且,這種合金在高溫條件下仍然具有較高的強(qiáng)度。所以,鉬主要用于制造合金,在航空、航天、機(jī)械、汽車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的用途,特別是在軍事領(lǐng)域具有重要意義,被稱為“戰(zhàn)爭(zhēng)金屬”。
從1781年科學(xué)家第一次將鉬從礦石的化合物中分離出來(lái),100多年來(lái),全世界金屬鉬的總產(chǎn)量只有幾噸而已。
隨著兩次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),各國(guó)對(duì)武器裝備的性能要求不斷提高,鉬的重要性逐漸顯現(xiàn),其產(chǎn)量才逐漸提高?!耙粦?zhàn)”期間,英國(guó)的某款坦克為了在加強(qiáng)攻擊性的同時(shí)強(qiáng)化自身防護(hù)性能,在車(chē)身上安裝了75毫米厚的錳鋼板;然而,這種笨重的坦克在戰(zhàn)爭(zhēng)中的表現(xiàn)并不理想。后來(lái),英國(guó)人通過(guò)試驗(yàn),將錳鋼板換成了鉬鋼板,厚度減小到25毫米,不僅車(chē)身重量大大減輕,坦克變得更加機(jī)動(dòng)靈活,而且增加了坦克的抗擊打能力。
從理論上計(jì)算,鉬鉛礦約含鉬26.1%,所以,人們?cè)缙谑褂?strong>鉬鉛礦冶煉(第三屆全國(guó)有色金屬冶煉化工環(huán)保工程技術(shù)交流會(huì)暨成果展示會(huì))金屬鉬。不過(guò),用輝鉬礦冶煉鉬更容易、更便宜,所以,鉬鉛礦的工業(yè)價(jià)值不如輝鉬礦重要。輝鉬礦其貌不揚(yáng),看起來(lái)黑乎乎的,與石墨十分相似;鉬鉛礦則異常美麗,“顏值”遠(yuǎn)勝輝鉬礦,所以后來(lái)逐漸進(jìn)入收藏家的視野。
只可遠(yuǎn)觀的“藝術(shù)品”
不同產(chǎn)地的鉬鉛礦各有千秋,獨(dú)具特色。美國(guó)亞利桑那州紅云礦的鉬鉛礦以深紅色著稱,墨西哥所產(chǎn)的主要為橙色,斯洛文尼亞的鉬鉛礦則為黃色……正因?yàn)樗鼈冾伾r艷,形態(tài)優(yōu)美,所以經(jīng)常成為藝術(shù)創(chuàng)作的對(duì)象。
很多國(guó)家的郵政部門(mén)對(duì)鉬鉛礦鐘愛(ài)有加。有數(shù)據(jù)表明,迄今為止,全球至少已經(jīng)有30多個(gè)國(guó)家發(fā)行過(guò)以鉬鉛礦為主題的郵票,如非洲東北部的吉布提共和國(guó)在2015年發(fā)行了一枚印有鉬鉛礦晶體的郵票,面值為300吉布提法郎,被很多人收藏。
吉布提共和國(guó)在 2015 年發(fā)行的鉬鉛礦郵票
地質(zhì)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),鉬鉛礦中的鉛(Pb)可被鈣(Ca)部分替代、鉬(Mo)可被鎢(W)部分替代,所以,鉬鉛礦與白鎢礦(CawO4)的晶體結(jié)構(gòu)十分相似,只不過(guò)其晶體通常比白鎢礦更薄、更扁平一些。喜歡收藏白鎢礦的人都知道,白鎢礦具有較為強(qiáng)烈的“火彩”,鉬鉛礦在這方面更勝一籌,透明的鉬鉛礦對(duì)光線具有很高的折射率(2.283~2.405)和色散度(0.203)。如果經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)那懈?,鉬鉛礦可以展現(xiàn)出如同鉆石那樣的“出火”現(xiàn)象。
然而,鉬鉛礦實(shí)在是太脆弱了,它的莫氏硬度僅為2.5~3。這也就意味著,它僅比手指甲的硬度稍大一點(diǎn),非常不便于加工,稍不留意就會(huì)被碰壞。所以,鉬鉛礦并沒(méi)有出現(xiàn)在珠寶市場(chǎng)上,而只是為一些博物館或者私人收藏家所收藏。著名的美國(guó)寶石學(xué)院就珍藏著一顆按寶石樣式切割的鉬鉛礦,它重21.5克拉,產(chǎn)自納米比亞的楚梅布。這顆鉬鉛礦璀璨奪目,熠熠生輝,但也“只可遠(yuǎn)觀而不可褻玩”,不免讓人覺(jué)得有些遺憾。