石榴石的“火彩”之謎

啟明之石——石榴石

《圣經(jīng)》中記載著這樣一段故事：在世界末日到來的時(shí)候，為了拯救地球上的萬千生命，一個(gè)叫諾亞的人打造了一艘巨大的方舟，載著幸存的人和其他動(dòng)物，行駛在漆黑的茫茫大海中。為了驅(qū)逐黑暗，諾亞手持一個(gè)石榴石做的燈籠，指揮方舟前行。

石榴石，又叫石榴子石，也有人稱之為紫牙烏，原名來自于拉丁語(yǔ)，意思是“粒狀、像種子一樣”，無論是它紅潤(rùn)的顏色，還是顆粒均勻共生在一起的形狀，都恰似誘人的石榴子，故而得名。在西方國(guó)家，它是代表是一月的生辰石，象征著忠實(shí)、堅(jiān)貞和友愛，人們相信佩戴石榴石可以招來忠貞的愛情與永恒的幸福。

在不同的歷史時(shí)期、不同的宗教背景下，石榴石都備受尊崇。歷史學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，人們將石榴石當(dāng)做寶石和飾品佩戴的歷史十分久遠(yuǎn)，早在公元前4000年的青銅器時(shí)代石榴石就已經(jīng)成為十分普遍的寶石，當(dāng)時(shí)位于非洲東北部的古埃及人也喜歡用石榴石作為飾品佩戴，考古學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了公元前4世紀(jì)古希臘時(shí)代的人們用石榴石制作的手鐲。更讓人覺得奇怪的是，探險(xiǎn)家、旅行家和戰(zhàn)爭(zhēng)中的騎士都喜歡佩戴石榴石，將其作為護(hù)身符。世界歷史上著名的十字軍東征，發(fā)生在1096-1291年間，在羅馬天主教教皇的準(zhǔn)許下，西歐的封建領(lǐng)主和騎士對(duì)地中海東岸的國(guó)家發(fā)動(dòng)了持續(xù)近200年的宗教性戰(zhàn)爭(zhēng)，為了保住生命，十字軍戰(zhàn)士們就把石榴石鑲嵌在自己的盔甲上，他們相信寶石的保護(hù)力量會(huì)保佑他們平安無事。

但是，諾亞為什么要用石榴石做燈籠呢？因?yàn)樵诠艜r(shí)候，人們還相信石榴石可以驅(qū)逐黑暗、照亮黑夜。比如，古代的挪威人死時(shí)通常會(huì)用石榴石陪葬，他們相信在他們?nèi)ナ酪院笫袷梢哉樟了麄兊牡缆罚谀滤沽肿诮汤?，人們相信石榴石能夠照亮天堂。傳說不一定科學(xué)，但現(xiàn)在的科學(xué)研究表明，石榴石確實(shí)有著非同尋常的光彩。

世界上最耀眼的寶石

從礦物學(xué)的角度來說，石榴石是一種復(fù)雜的硅酸鹽礦物，其化學(xué)式為

A₃B₂（SiO₄）₃，其中A是二價(jià)陽(yáng)離子鐵、鈣、鎂、錳等，B是三價(jià)陽(yáng)離子鋁、鐵、鈦、鉻等，根據(jù)化學(xué)成分的不同，可以分為鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鈣鉻榴石等眾多種類，統(tǒng)稱為石榴子石族礦物。正因?yàn)槠涑煞侄鄻?，其顏色也十分豐富，目前常見的有血紅、暗紅、褐紅、褐色、黃褐色、鮮綠色、黃色、黑色等顏色，但大致可以劃分為紅色系列、黃色系列和綠色系列三大類。作為寶石級(jí)的石榴石，通常要求達(dá)到顏色濃艷、透明無裂、顆粒較粗等特點(diǎn)，所以在國(guó)際市場(chǎng)上，翠綠色、血紅色和無色透明者最為珍貴。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈣鐵榴石中的部分鐵被鉻替代的時(shí)候，就會(huì)顯現(xiàn)出驚人的翠綠色，這樣的鈣鐵榴石被稱為翠榴石，它能夠顯示出很強(qiáng)的“火彩”，也就是說，它能反射出五光十色、光怪陸離的彩光。

所謂的火彩，是某些寶石所具有的特殊物理性質(zhì)。我們知道，折射是當(dāng)某種波長(zhǎng)的光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種具不同光密度的介質(zhì)時(shí)，其傳播方向會(huì)發(fā)生變化（除非入射光線與界面呈90°交角），此時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比為一個(gè)常數(shù)，這個(gè)值稱為“折射率”。陽(yáng)光由七種基本色組成，照射出來的是其組合后的光，即“白光”，可是白光中不同顏色的光具有不同的波長(zhǎng)，射入刻面寶石以后，經(jīng)反射或透射出寶石時(shí)，會(huì)具有不同的折射率，從而使白光分解，呈現(xiàn)出一系帶顏色的色譜，這種現(xiàn)象叫做色散效應(yīng)。比如，光彩奪目的鉆石就具有很強(qiáng)的色散能力，某些切工較好的鉆石在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者、光源和寶石三者之間的相對(duì)位置發(fā)生了變動(dòng)，這種奇特的光芒還會(huì)閃爍不定，這種現(xiàn)象叫做寶石的閃爍效應(yīng)。有學(xué)者指出，火彩其實(shí)就是色散效應(yīng)和閃光效應(yīng)的綜合表現(xiàn)，并且指出，火彩的產(chǎn)生必須滿足兩個(gè)條件：首先寶石材料必須有足夠高的“色散”值；其次該寶石材料在加工中必須被精心設(shè)計(jì)，面的多少、面與面間的角度都必須遵循該寶石的光學(xué)性質(zhì)，只有這樣才能充分展現(xiàn)其內(nèi)部火彩。

石榴石就具有優(yōu)異的折射率和色散值，鈣鐵榴石的色散能力比鉆石還強(qiáng)，它的折射率是1.888，色散值達(dá)到了0.057，而鉆石的折射率是2.417，色散值是0.044，所以，這種寶石被人們稱為是世界上最耀眼的寶石。傳說中的諾亞手持的寶石燈籠，應(yīng)該就是鈣鐵榴石這種寶石，這并不難理解。

著名的產(chǎn)地和珍品

20世紀(jì)中葉，人們?cè)诜侵迻|部的乞力馬扎羅山附近發(fā)現(xiàn)了一種新的石榴石，它原本是鈣鋁榴石，因含有微量的鉻和釩元素，而呈現(xiàn)出嬌艷欲滴的翠綠色，令人嘆為觀止，因它產(chǎn)自肯尼亞的沙弗地區(qū)，所以被稱為沙弗來石。這種寶石極為稀少，重量超過兩克拉的都十分罕見，近85%的原材料加工成的寶石均在1克拉以下，所以國(guó)際售價(jià)也很高，通常在每克拉4000到6000美元不等。

世界上的石榴石儲(chǔ)量豐富，一般產(chǎn)于變質(zhì)巖和巖漿巖礦床中，而且常常與其他礦物共生，如鎂鋁榴石，常產(chǎn)于金伯利巖中與金剛石共生，人們利用這個(gè)特點(diǎn)，便將其作為尋找金剛石的標(biāo)志。寶石級(jí)的石榴石僅來自南非、美國(guó)、印度、俄羅斯、巴西、馬達(dá)加斯加、澳大利亞等國(guó)家，我國(guó)則在湖北、山東、四川、河北、內(nèi)蒙、陜西等地有產(chǎn)出。

目前，在美國(guó)國(guó)家自然歷史博物館中珍藏著世界上最好的一顆褐黃色透明的石榴石（鈣鋁榴石），重61.5克拉，被雕刻成精美的基督頭像，色澤鮮艷，做工精致，可謂是無價(jià)之寶。1996年，一位大學(xué)生在澳大利亞中部發(fā)現(xiàn)了一塊長(zhǎng)度超過30米、重量達(dá)數(shù)千噸的巨大石榴石晶體，這被認(rèn)為是迄今為止世界上發(fā)現(xiàn)最大的石榴石晶體。

在工業(yè)上，石榴石具有很重要的用途，特別是硬度較大的鐵鋁榴石和鈣鐵榴石，用途最廣。首先，它硬度大（莫氏硬度為6.5～7.5），熔點(diǎn)高（（1180°～ 1200°），粒度均勻，是很好的天然研磨材料，可用于研磨光學(xué)儀器、電子元件、玻璃、陶瓷制品等；其次，利用其抗風(fēng)化能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以用于建造機(jī)場(chǎng)跑道、高速公路的防滑路面，在石油工業(yè)領(lǐng)域，還可以被用來清潔石油鉆井用的鉆管和套管。（文/馬志飛，圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)）

暗紅色石榴石原石

石榴石晶體

茶晶+石榴石

產(chǎn)于中國(guó)福建省莆田市的錳鋁榴石

石榴石、云母、水晶共生（產(chǎn)自福建）

翠綠色的翠榴石

石 榴 石

石 榴 石

石榴石 手鏈

暗紅色的石榴石手鏈

石榴石

石榴石

石榴石做成的手鏈

鐵鋁榴石

鐵鋁榴石

鑲嵌有沙弗來石的戒指

鑲嵌有石榴石的戒指，在石榴石的周圍還鑲嵌有鉆石

由鈣鉻榴石制作的墜飾，上面鑲嵌了一個(gè)罕見的翠綠色石榴石。

在美國(guó)國(guó)家自然歷史博物館展出的鈣鋁榴石。