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奇妙的礦物世界:螢光礦物(圖)


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7 p( w5 y9 m5 a/ Y在自然界中孕育出許許多多各式各樣、色彩繽紛的礦物,為我們所居住的大地彩繪得更加亮麗。在眾多的礦物種類里,色彩多變的螢光礦物總是那麼引人側目與好奇。 何謂螢光礦物?
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% `% ?8 M4 b& |tvb now,tvbnow,bttvb在19世紀初期,史托克斯(George Stokes)便曾記載,當螢石(Fluorite)受到太陽光照射時,便會發出一種藍色的光芒,他將此種會發光的現象稱之為螢光(Fluorescence)。事實上,自然界中具有螢光特性的礦物並不局限於螢石一種。當我們用紫外線或X射線照射時,有些礦物也會散發出不同的色彩,而且射源能量不同,部分礦物所呈現的顏色也會改變。到底螢光是如何產生的?常見的螢光礦物又有哪些?這是本篇所要介紹的重點。  
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) Y3 U+ s% o2 X( f3 ?8 Vos.tvboxnow.com欲揭開螢光礦物的神秘面紗,首先必需由組成礦物的基本結構談起。我們深知構成物質最基本的單元是原子,而原子是由原子核和環繞外圍的電子所組成。通常電子所繞行的軌域可分為數層,每層都有固定的能階,而且離原子核愈遠,能階愈高。
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, N# ~! Z) y) b5 etvb now,tvbnow,bttvb螢光礦物通常含有過渡性元素,其原子中的電子受到如紫外線等高能量照射時會吸收能量,並從低能階軌域(基態)躍升到高能階軌域(激發態)。由於處在激發態的電子極不穩定,因此,電子很快會移回到原有軌域,並釋放出能量。因為從基態至激發態過程中部分能量轉換為熱能而消耗,所以電子從高能階軌域折回低能階軌域所釋出的能量,其波長較原入射的紫外線為長。如果波長剛好落在可見光的範圍內,那麼,該礦物就會發出肉眼看得見的色光,是為螢光(圖1);而具有這種特性的礦物,我們稱之為螢光礦物。* S, r1 I! \' N* h

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一般的螢光礦物,在激發光源撤除后,發光會立即停止。但是有些礦物在激發光源撤除后,發光尚能維持一段時間,我們稱它為磷光。有些礦物發出的磷光僅能維持數秒鐘,有的則可持續一段很長的時間。 常見的螢光礦物  世界各地所產重要的螢光礦物約有四、五十種之多,限於篇幅,無法一一介紹。本文僅將常見的幾種,敘述如后,以供參考:
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3 U9 O) E) y( K9 z公仔箱論壇(1)方解石(Calcite)是最普通的一種螢光礦物。螢光的色彩涵蓋彩虹中所有的顏色,其中以含錳元素所展現的紅色或粉紅色最為常見(圖2)。美國德州Terlingua地區水銀礦內所產的方解石,在紫外線短波段(100-3000A)下呈現藍色或紫色的磷光;而在紫外線長波段(3000-4000A)下則顯現出亮麗的粉紅色螢光,最具特色。公仔箱論壇+ o1 ]& b- A& M; E$ j

) b. j; V% M, z% e5 B5 |( ~! D' |(2)矽鋅礦(Willemite)是一種重要的鋅礦來源。在美國紐澤西州Franklin地區的鋅礦礦區中,矽鋅礦具有最明亮而耀眼的螢光,極富盛名。其螢光多呈綠或黃綠色(圖2),少數標本呈現黃色。tvb now,tvbnow,bttvb" g; K# a6 p6 i# L

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" @+ P" B/ C. ~; t: n" x: y/ jTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。(3)白鎢礦(Scheelite)的螢光顏色會隨鉬含量多寡而改變。在紫外線短波段下,若質純時,呈現之螢光為藍白色;含少量鉬元素時,變為白色;鉬含量增多,則轉為黃色。白鎢礦是一種極富經濟價值的“鎢”的重要來源。因鎢耐高溫且不易熔化,所以廣泛被應用在燈泡的鎢絲方面,另外,在製造高速切割工具上,也是一項重要的成分。因白鎢礦的外觀多呈白、乳黃或灰色,在岩石中與其他礦物甚難分辨,因此,在第二次世界大戰鎢礦短缺之際,美國為尋找鎢礦礦源,便利用紫外線在美西一帶從事白鎢礦的探勘工作。公仔箱論壇4 r2 S6 \; |$ J# j# x

0 ^3 U% W% h/ h  q; ~TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。(4)螢石可做為鍊鋼的助熔劑,系最為人知的一種螢光礦物。事實上,螢光一詞乃源自螢石這種礦物。藍色是最普遍的一種螢光色彩,尤其是在紫外線長波段照射下,藍色螢光特別顯眼。另外,有些標本也會呈現白色或乳黃色的螢光。
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0 D( O% g$ w; V0 ]3 g) a; i3 Mtvb now,tvbnow,bttvb美國紐澤西州Franklin地區較知名的螢光礦物包括磷灰石(Apatite)、霰石(Aragonite)、斧石(Axinite)、方解石 、剛玉(Corundum)、透輝石(Diopside)、螢石、水鋅礦(Hydrozincite)、閃鋅礦(Sphalerite)、矽鋅礦、矽灰石(Wollastonite)等二十餘種,不但種類多,而且許多礦物具有鮮艷亮麗的螢光色彩,繽紛的螢光世界,着實令人嚮往。  您想目睹螢光礦物如何變臉嗎?變臉之後是呈紅色?黃色?還是綠色?本館地球環境廳地下樓“大地的結晶——礦物展示”中的“螢光”單元,陳列了6件內含方解石、矽鋅礦、水砷鋅礦(Adamite)等具螢光特性的標本,值得您一探究竟。
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圖解:
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1. 白鉛礦 Cerussite(黃色螢光)+ 重晶石 Baryte – Mibladen, Morocco
+ p( x2 g% J1 q7 H公仔箱論壇2. 方柱石 Scapolite(黃色螢光)- Greenvile, Ontario, Canada
4 |: _1 {/ ~* ^公仔箱論壇3. 鋅黃長石 Hardystonit(藍色螢光),方解石(紅色螢光),硅鋅礦 Willemite(綠色螢光)- Franklin, New Jersey, USAtvb now,tvbnow,bttvb1 O4 a& O) m/ z* Q5 f: U# B: U
4. 白雲石 DolomiteLangbanFilipstadSweden+ r( u3 l0 b! z, X2 y  T! M. p
5. 水砷鋅礦 Adamite – Ojuela Mine, Mapimi, Mexico
( r, W/ K! K5 m; p; l. y7 G6. 白鎢礦 Scheelite(藍色螢光)- 產地不詳
  ]* p, N, O3 J& G6 \0 p1 g1 xos.tvboxnow.com7. 瑪瑙晶洞 Dugway Geodes(綠色螢光)- Utah, USA
8 e4 K3 k. z; u3 {8 R8 S2 ?& b/ eos.tvboxnow.com8. 透閃石 Tremolite – Balmat, New York, USA公仔箱論壇) y6 \  v+ s4 m- G9 Z  M1 a* y+ r
9. Esperit(黃色螢光),硅鋅礦 Willemite(綠色螢光)- Franklin, New Jersey, USATVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。6 i6 I! h9 r* o: S" g9 J2 `: ?+ P) a) T
10. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Sweden
* c& G1 F- e! i/ l/ Pos.tvboxnow.com11. 螢石,方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林
2 y7 f' g, {' U- K" M3 B. f2 zos.tvboxnow.com12. 方解石 – Capnic, Romania. i% [6 e9 Z4 S+ M# Z- h
13. 流紋岩 Rhyolite – 產地不詳
. i/ A7 a4 U9 }" v8 \TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。14. 白雲石 Dolomite – Langban/Jakobsberg, Filipstad, Sweden
5 J; B/ S2 Y: x/ a5 l+ S8 ktvb now,tvbnow,bttvb15. 硅鋅礦 Willemite(綠色螢光),方解石(紅色螢光),鋅鐵尖晶石 Franklinite,薔薇輝石 Rhodonite – Franklin, New Jersey, USA! r6 e" g; `7 S* h4 ~' {+ d8 }+ e
16. 鋰霞石 Eucryptite – Bikita, Zimbabwe公仔箱論壇( V/ W1 B5 S2 j0 X+ |$ `
17. 方解石 – Schwabische Alb
2 T' d" l: t4 ^4 h1 \公仔箱論壇18. Septarian 結核,方解石 Calcite(淺藍色螢光)- Zion National Park, Utah, USA
/ u7 G3 W9 k% Q+ H& X/ C& ~19. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., England% b3 d0 s- \4 H6 {" ?( v# V/ d
20. 方解石(紅色螢光) + 綠色螢光礦物 – Jakobsberg, Nordmark, Filipstad, Sweden
; T5 N* g6 P+ `$ _9 nTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。21. 方解石,白雲石 – Iglesiente, Sardinia
7 ^- b0 C( e4 Y7 H# ?1 n0 p, a% x22. 鐘乳石 Dripstones – Lykia, Turkey  z) r  Y, x, I% L) u. I" M" e
23. 白鎢礦 Scheelite
& Q7 j, w3 X6 M; A4 v/ _24. 文石 Aragonite – Agrigenti, Sicily
$ m& U# `) }* h) S6 {- e3 Eos.tvboxnow.com25. 藍錐礦 Benitoite – San Benito, California, USA
7 a7 \) N, l1 p! k公仔箱論壇26. 水晶 Quartz aus Schneekopfkugel – Thuringer Wald
) d# l+ U8 |, ]; p7 n27. 白雲石 Dolomite,鐵礦石 Iron Ore – Langban, Filipstad, Sweden公仔箱論壇" n% w" y0 G% Q- _* k) ~
28. 未知礦物(黃色螢光)
5 o4 Y! j1 Z7 D9 Q' a2 p; B29. 人造剛玉 Synthetic Corundum
" _/ F) x5 B( v  G% E30. Powellite – India
6 _0 O, o0 K3 t( s. S. b公仔箱論壇31. Hyalite(Glasopal)- Hungarytvb now,tvbnow,bttvb  x# i( t8 V4 `6 v. R
32. Vlasovit(黃色螢光)in Eudyalit – Kipawa, Villedieu, Quebec, Canda
; n: N1 w5 P1 z3 l: jos.tvboxnow.com33. Doppelspat – Creel, Mexico
4 L3 \: m8 ?( m. @& k! Ktvb now,tvbnow,bttvb34. 錳方解 Mangano Calcite – Langban, Filipstad, Swedenos.tvboxnow.com% U# k; M9 ^' C- |( c$ q7 n  h2 I
35. Clinohydrit,Hardystonit,硅鋅礦 Willemite,方解石 – Franklin, New Jersey, USA  u" K" l9 V( R
36. 方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林os.tvboxnow.com  F. }8 T* |: h
37. 磷灰石 Apatite,透輝石 Diopside – USA
) ?7 i8 d- k" x, r( tTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。38. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Swedentvb now,tvbnow,bttvb- ?  n# E1 B: q" b
39. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., England
$ a* `9 E5 P: rtvb now,tvbnow,bttvb40. 錳方解 Mangano Calcite – PeruTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 Y. ~; B2 a3 ]: ^
41. Galmei auf Zinkblende in Ganggestein – “Gnade Gottes”, Schulenberg, Harztvb now,tvbnow,bttvb0 L2 h; s' ?% G
42. 藍色螢光礦物 / 黃色螢光礦物 – Langban, Filipstad, Sweden$ ]* ]% E/ z% {% C8 M
43. Glasopal – 產地不詳
5 z; g6 `- y8 l: g! w% t3 m! g9 R; c44. 石膏 Gypsum – Klein-Steinbke, Konigslutter, Elm# o3 }( x4 T& t0 S2 o& N1 l/ L
45. 白雲石?Dolomitgangart – Langban, Filipstad, Sweden公仔箱論壇- J- L* }2 X+ q8 o* t
46. 玉髓 Chalcedon – 產地不詳, ^! Y. [9 {# b3 O* N" H0 r5 c
47. 聖誕方解石,硅鋅礦 Willemit(綠色螢光), 方解石 Calcite(橙-紅色螢光)- Franklin, New Jersey, USA
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