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地球最稀有礦石就一個標本!為何已知6000多種礦石,就它搞特殊?
2023/02/03

如果你想要一件獨一無二的東西的話,那麼你很可能需要人工制造的才行,因為只要是大自然的產物,基本能找到相同的。

我們的地球很大,不同的地區可以擁有相似的化學和物理過程,從而制造出相同的「產品」。

不僅如此,以礦石為例,在國際礦物學協會認可的6000多種礦物中,許多礦石都是由多種過程形成的——具有完全不同的化學性質卻導致相同的結果。

所以,你想擁有一件獨一無二的天然礦石幾乎不可能。

然而,現在人類博物館里確實有這樣一種礦石,它目前依然獨一無二,全世界只有一個標本,那就是寶石Kyawthuite——它被稱為世界上最稀有的礦石,以及最稀有的寶石。

圖:Kyawthuite

關于Kyawthuite

Kyawthuite是一種透明的紅橙色寶石,據信它是在緬甸抹谷附近的一條溪流河床上,「寶石獵人」在尋寶的時候無意間發現了它。

現在已經很難追溯Kyawthuite的具體發現時間了,不過它被國際礦物學協會認可并獨立命名的時間非常短暫,命名是在2015年的時候。

由于最早在緬甸被研究,因此它是以緬甸仰光大學前地質學家Kyaw Thu博士的名字命名的。

第一次的科學描述是在2017年的時候,通過研究發現,Kyawthuite的化學式是Bi^(3+)Sb^(5+)O_4,Bi和Sb就是鉍和銻的化學符號,因此Kyawthuite就是簡單的鉍-銻氧化物,但它是目前世界上已知唯一公認的鉍-銻氧化物

圖:Kyawthuite的晶體結構

鉍是一種非常重的元素,是元素周期表上的83號元素,算是最后一個穩定元素了,在它之后的元素基本都沒有穩定的同位素。

而銻是51號元素,也挺重,所以兩者組成的氧化物密度非常大,實測密度為8.256g cm^(-3),是普通紅寶石的2倍多。

現在這顆唯一的Kyawthuite存放在洛杉磯自然歷史博物館內,只有1.61克拉(0.3g)重。

為什麼它這麼稀有?

雖然確定一個新礦物的要求很嚴格,需要對候選新礦物的化學和物理結構進行詳細分析描述。

但其實國際礦物學協會每年都會批準許多新發現礦物的名稱,只不過大多數是微型的,不值得展示,像Kyawthuite這樣的寶石才會引起關注。

然而,根據以往的經驗,任何被判定為新礦物的物質都不會長期保持獨一無二或者永遠神秘,它要麼會被其它研究證明與另外的礦石有相似的結構,從而取消新名字(沿用之前的命名),要麼會發現更多的礦物標本。

Kyawthuite被認為是目前唯一鉍-銻氧化物,所以它很可能不會被取消命名,但是「唯一標本」這個稱號遲早會被取消,大自然不可能只生產一顆。

由于現在樣品有限,目前關于Kyawthuite的研究很少,所以我們對它的了解還非常有限,不過對其成分研究發現,它應該形成于偉晶巖。

偉晶巖與藍剛玉晶體©Zimbres

偉晶巖是一種常見的深成巖,世界各地都可以挖到,另外,雖然鉍和銻都是比較稀有的金屬,但也不是真的難以尋找,地殼中的鉍比金多,而銻比銀多 ,氧就更不用說了,它是地殼中最豐富的元素,然而這些組成的Kyawthuite卻如此稀有。

原因只能和它的形成有關系,但是科學家們還沒有破解其形成的需要什麼條件,不過緬甸其它的稀有寶石的產生可以提供一些參考。

為什麼許多稀有寶石都出自緬甸?

緬甸是世界上最大的寶石生產國之一,同時也是最盛產稀有寶石的地方之一,世界上第二稀有的寶石——紅硅硼鋁鈣石(Painite)也是只產自緬甸。

1952年,英國寶石收藏家兼經銷商亞瑟·佩恩 (Arthur Pain) 在緬甸收購了兩顆深紅色水晶,經過鑒定,這水晶是新礦物,然后就以佩恩的名字命名了。

截止2001年全世界就三顆紅硅硼鋁鈣石,不過隨著緬甸寶石開采的加劇,2005年之后,世界上紅硅硼鋁鈣石的數量開始顯著增加。

紅硅硼鋁鈣石©Strickja

紅硅硼鋁鈣石是一種硼酸鹽晶體,其稀有的原因是,在其組合的化學元素中硼與鋯很難結合在一起——紅硅硼鋁鈣石是唯一一種在自然界中發現兩者結合在一起的礦物。

在實驗室中都難以完成這一點(硼與鋯相結合),在緬甸卻自然發生了,只能說緬甸在過去可能有一些特殊的地質活動,給這些稀有寶石的形成創造了條件。

有研究人員推測,這和大陸之間的碰撞有關系。

大約在1.8億年前,南半球的岡瓦納大陸開始分裂,其中印度古陸向北移動,在大約5500萬年前它撞上了現在的南亞地區。

這次撞擊是地質歷史上最重大的構造事件之一,它形成了有著「世界屋脊」之稱的青藏高原,以及喜馬拉雅山脈,在地球歷史上可能絕無僅有。

而這種碰撞產生的壓力和熱量,讓許多難以實現的物理或化學過程發生,一些本不應該結合的元素也在巨大能量催動下結合了。

這就是為什麼緬甸這些地方出現的寶石經常都是那種獨一無二的元素組合,而這也是稀有的本質。

有一些礦物形成的過程條件苛刻,比如Kyawthuite和紅硅硼鋁鈣石,可能在地球歷史上符合它們形成的條件就發生過一次。但即便如此,在長期的地質過程中,樣品也很容易破碎并散布在廣闊的區域,所以隨著時間推移必定會有更多的Kyawthuite被鑒定出來。

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