【暑期公益贴】 夜明珠

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长期以来，在东方世界，夜明珠的传说就象虚无飘渺的烟云，说不清道不明的神秘，给人以无穷的遐思。
    史料记载的夜明珠最基本的特点是其在黑暗中会发出亮度不等的光。那么，能产生这种现象的天然物质有哪些呢？据统计有矿物、岩石、蚌、螺、珍珠、某些生物、一些腐物。发光的机理有三种：一种是由于物质的放射性引起，如某些放射性矿物、夜明珍珠；另一种是物质受外部能量的激发，导致物质内部结构的变化产生了磷光、荧光现象，如金刚石、莹石等。 还有就是氧化反应产生能量以冷光形式放出，多见于与生物有关的夜光现象中。
二、历史上一些关于夜明现象的记载。
    华夏享有三大奇珍异宝蜚声海内外，它们是古代流传夜明珠(球、悬黎、垂棘)，楚国荆山和氏璧，以及西凉夜光杯。
    秦代李斯《谏逐客书》中“有隋、和之宝，垂明月之珠”"夜光之璧"。秦代《西域传·大秦国》中"土多金银奇宝，有夜光璧、夜明珠"。
    汉代《汉书·邹阳传》中"明月之珠出于江海，藏于蚌中，蛱蜃伏之"。西汉东方朔在《海内十州记》中"夜光长满"。东汉流传"隋珠""隋候夜明珠"。
    唐代玄宗皇帝宫中藏"夜明玉鼠"。唐代诗人王翰赋七绝诗《凉州词》中"葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催，醉卧沙场君莫笑，古时征战几人回？"。
    北宋沈括在《梦溪笔谈》中"予昔年在海州，曾夜煮盐鸭卵，其间一卵灿然通明如玉，荧荧然屋中尽明。置之器中十余日，臭腐几尽，愈明不已"。
    元代有成吉思汗的"九龙真珠"。
    清代有慈禧太后相传的"凤冠镶九珠"。蒋卜力(1985)在《慈禧陵墓被盗案》一文中说：在慈禧藏宝单中，有一棵夜明珠重4两2钱7分(约133.4g)，当时时价1080万两白银
    民国时期军阀孙殿英盗墓窃取慈禧太后夜明珠下落无踪影。蒋介石夫人宋美龄传言用夜明珠钉缀在拖鞋帮上。
    现代在水产养殖专家的努力下，已经培育出夜明珍珠。而大量发光莹石的发现，使矿物夜明珠极为常见。
  三、夜明珠发光成因
  据研究各类夜明珠放光原因主要是物质受外部能量的激发，导致物质内部结构的变化产生了磷光、荧光现象，外来的能量有日光、紫外线、X射线、阴极射线、加热、加压、摩擦等。根据其发光的性质不同，分为荧光和磷光二类。
     矿物的发光是矿物能量的一种转换过程，当矿物晶体结构中的晶格，吸收了一定的外加能量后，然后以发光的方式再释放出去。
      矿物在外来的能量持续激发下，矿物持续地发光，当外来的能量激发停止时，矿物发光现象立即消失，称为矿物的荧光性。
    矿物在外来的能量激发下，矿物发光，当外来的能量激发停止时，矿物发光现象仍保持一段时间的现象，称为矿物的磷光性。
        荧光产生的机理：在于对可见光波长短，能量大的紫外线、X射线、γ射线，和比可见光波长长，红外线，将矿物晶体结构中原子或离子的外层电子，从基态激发到能量较高的激发态，当激发态与基态之间另有一些激发态存在时，被激发到较高能量激发态的电子，回落到较低激发态时，于是发射出光子，当二激发态的能量间隔的能量差相当于某一光子的能量时，形成了该能量差的可见光，并呈现一定的颜色形成荧光。
    磷光产生的机理：对于一些矿物晶体结构中由于激发电子能被晶体缺陷或电子构型中的禁带捕获，如果是暂时的，激发电子仍依一定速度回落至基态，因而在外加激发能量停止时继续发光，缓缓衰退形成磷光。
   据研究目前最常见的莹石夜明珠主要是含钇（Y）莹石，许志华认为发光萤石的发光，是因为所含的钇 (Y)是三价，钙(Ca)是二价，Y置换了Ca，多出一个电子，形成一个补充能级，从而产生电子捕获中心和发光中心。
四、荧光矿物及磷光矿物
1、荧光矿物及荧光色
    同一种荧光矿物由于晶体内部结构的差异，可不具荧光，也可呈现不同色调及强弱的荧光色。
    紫外线下发光矿物及荧光色如下：
    萤石(紫、天蓝、乳白)，重晶石(紫、黄、玫瑰)，金刚石(紫、天蓝、黄绿)，闪锌矿(红)，锆英石(黄)，白钨矿(天蓝)，白云石(橙红、黄)，磷灰石(紫、玫瑰、红)，方解石(紫、黄、乳白)，铅矾(黄、玫瑰)，霰石(黄白、玫瑰)，石棉(黄)，钠长石(紫)，地沥青(天蓝)，沥青(蓝、黄蓝)，绿柱石(紫)，纤锌矿(紫、浅黄)，硅灰石(黄)，蛇纹石(黄)，刚玉(紫红、红)，钾硝石(深黄)，异极矿(浅紫、黄)，钾钒铀矿(鲜黄绿)，锂云母(绿白)，菱镁矿(黄)，微斜长石(黄)，密蜡石(蓝)，地蜡(浅青黄)，硅锌矿(鲜绿)，石盐(红)，石膏(蓝绿、红)，透闪石(浅黄、红)，无水芒硝(黄)，铜铀云母(鲜绿)，葡萄石(红)，中柱石(橙、黄)、白铅矿(鲜绿)，菱沸石(红)，尖晶石(深红)，碳酸钙钡矿(黄)，黄河矿(红黄)，水碳硼石(乳白)、琥珀(红黄、浅青绿、蓝白)，珊瑚(乳白)，珍珠(乳白、蓝、黄、粉红)，龟甲(乳白、蓝白、黄)，象牙(乳白、蓝白)。
　　X射线下发光矿物及荧光色如下：
　　铅矾(天蓝)，磷灰石(黄、绿、天蓝)，金刚石(天蓝)，明矾石(黄)，钠长石(青)，重晶石(绿)，绿柱石(黄)，硅灰石(黄、紫)，白云石(玫瑰)，方解石(玫瑰红)，石盐(绿、白)，透锂长石(黄)，硬硅钙石(黄)，方柱石(玫瑰)，辉沸石(绿、天蓝)，透闪石(黄)，正长石(绿)，葡萄石(红)，萤石(绿、蓝)，白铅矿(绿、天蓝)，菱沸石(红)。
    阴极射线下发光矿物及荧光色如下：
    铅矾(天蓝)，磷灰石(黄、绿、红)，霰石(玫瑰红)，石棉(黄、玫瑰)，金刚石(黄、玫瑰、天蓝)，阳起石(黄)，钙铁榴石(红)，明矾石(紫)，钠长石(紫、白)，重晶石(紫)，绿柱石(天蓝)，钼银矿(红)，纤锌矿(黄、天蓝)，硅灰石(黄、青、绿)，钙铝榴石(黄)，透辉石(玫瑰)，白云石(红)，蓝晶石(红)，蛇纹石(红)，方解石(浅红、橙红)，钙霞石(玫魂、白)，石英(蓝、玫瑰、紫)，刚玉(红、天蓝)，钾硝石(红)，异极矿(天蓝、绿)，高岭石(天蓝)，天青石(黄)，拉长石(天蓝)，菱镁矿(紫红)，微斜长石(天蓝)，钠长石(红)，地腊(黄)，石盐(绿、绿白、天蓝)，菱锰矿(紫、青)，透锂长石(浅黄)，方柱石(玫瑰)，闪锌矿(红)，菱铁矿(红)，辉沸石(红、天蓝)，电气石(红)，透闪石(黄绿、紫)，滑石(红)，黄玉(天蓝)，磷钙土(黄)，奥长石(绿)，正长石(天蓝)，葡萄石(绿)，萤石(绿)，白铅矿(绿、天蓝)，菱沸石(红)，琥珀(绿白)。
2、磷光矿物特征
    同一种磷光矿物由于晶体内部结构的差异，可不具磷光，也可呈现不同色调及强弱的磷光色。有磷光的矿物，也一定具荧光，但具荧光的矿物，可不具磷光。
    1)、萤石Fiuorite
    磷光：乳白、浅紫、浅蓝白。 激发能源：太阳光、紫外线、X射线、阴极射线、热力、热水浴、摩擦。 以前本人下矿井时，老工人介绍在井下如何区分萤石石英，拿锤子在表面狠狠一擦，萤石表面便可留下一条光带。而石英无。晶系：等轴晶系。 形态：立方体、菱形十二面体、八面体、四六面体、六八面体、他形粒状。 化学成分：CaF2。 颜色：紫、绿、蓝、黄、红、白、黑。 光性特征：均质性。 解理：{111}完全。 折光率：N1.434 光泽：玻璃光泽。 摩氏硬度：4 密度：3.18g/cm3。
    2)、白钨矿Scheelite
    磷光：乳白、浅蓝白。 激发能源：太阳光、紫外线、X射线、阴极射线、力热。 晶系：四方晶系 形态：四方双锥、板状、他形粒状。 化学成分：Ca[WO4] 颜色：浅紫、浅绿、浅黄、浅红褐、白 光性特征：一轴晶正光性 解理：{111}中等 折光率：No1.920Ne1.937 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：5 密度：6.0g/cm3。
    3)、磷灰石Apatite
    磷光：乳白、浅紫、浅黄。 激发能源：太阳光、紫外线、热水浴、热力、摩擦。 形态：六方双锥、六方柱、板状、他形粒状 晶系：六方晶系 化学成分：Ca2Ca3[PO4]3(OHF) 颜色：浅紫、绿、黄绿、红褐、白 光性特征：一轴晶负光性 解理：{0001}不完全 折光率：No1.633Ne1.629 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：5 密度：3.18―3.21g/cm3。
    附注：钙的磷酸盐矿物中，当镧族元素(镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钜Pm、钐Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu)替代钙时，则磷酸盐矿物常产生磷光，自然界钙的钙的磷酸盐矿物有206种，因此应在众多的矿物中注意磷光的发掘。
    4)、闪锌矿
    磷光：乳白、浅紫 激发能源：太阳光、紫外线、热力。 形态：四面体、立方体、菱形十二面体、他形粒状 晶系：等轴晶系 化学成分：ZnS 颜色：紫红、浅黄褐、米黄红、绿、棕。 光性特征：均质性 解理：{110}完全 折光率：N2.37―2.47 光泽：半金属光泽、金刚光泽 摩氏硬度：3―4 密度：4.0g/cm3。
    5)、金刚石Diamond
    磷光：浅青、浅蓝 激发能源：太阳光、紫外线、X射线、阴极射线。 晶系：等轴晶系 化学成分：C 颜色：橙、绿、蓝、黄、红、白、黑 光性特征：均质性，常显非均质性 解理：{111}中等 折光率：N2.4―2.48 光泽：金刚光泽 摩氏硬度：10 密度：3.52g/cm3 其它：亲油疏水性、色散强。
    6)、水碳硼石Carboborite
    磷光：乳白、浅绿 激发能源：太阳光、紫外线、X射线。 晶系：单斜晶系 形态：柱状、他形粒状 化学成分：MgCa2[HCO3][B(OH)4]2(OH)2·2H2O 颜色：无色透明、灰、白、褐。 光性特征：二轴晶负光性，2V=75° 解理：{101}完全 折光率：Ng=1.569，Nm=1.546，Np=1.507 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：2 密度：2.12g/cm3。
    7)、库水硼镁石Kurnakovite
    磷光：乳白、浅绿 激发能源：太阳光、紫外线、X射线。 晶系：三方晶系 形态：厚板状、他形粒状 化学成分：Mg(H2O)5[B2BO3(OH)5] 颜色：无色透明、蓝、黄、红、白、黑 光性特征：二轴晶负光性，2V=80° 解理：{011}中等 折光率：Ng=1.524，Nm=1.510，Np=1.490 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：3 密度：1.85g/cm3。
    8)、透锂长石Petalite
    磷光：乳蓝白 激发能源：太阳光、热力、摩擦。 晶系：单斜晶系 形态：板状、针状、他形粒状。 化学成分：Li[AlSi4O10] 颜色：褐、黄、红、绿、白。 光性特征：二轴晶正光性，2V=82―84° 解理：{001}完全 折光率：Ng=1.516―1.523，Nm=1.510―1.513，Np=1.504―1.507 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：6―6.5 密度：2.454g/cm3。
    9)、方柱石Scapolite
    磷光：乳白。 激发能源：太阳光、紫外线、热力。 晶系：四方晶系 化学成分：(NaCa)4[Al(AlSi)Si2O8]3 (Cl，F，OH，CO3，SO4) 颜色：灰、海蓝、白。 光性特征：一轴晶负光性。 解理：{100}中等。 折光率：Ne=1.540―1.562，No=1.546―1.600 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：5―6 密度：2.50―2.78g/cm3。
    10)、诺硼钙石Noblanite
    磷光：乳白 激发能源：太阳光、热力。 晶系： 化学成分：Ca(H2O)2[B3B3O9(OH)2] 颜色：浅黄、白. 光性特征：一轴晶正光性。 解理：{100}完全 折光率：Ng=1.555，Nm=1.521，Np=1.501 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：3 密度：2.0g/cm3。
    11)、白铍石Leucophanite
    磷光：乳白。 激发能源：太阳光、摩擦。 晶系：斜方晶系 化学成分：NaCa[BeSi2O6F] 颜色：绿、黄、白。 光性特征：二轴晶负光性。2V=39―40° 解理：{111}完全 折光率：Ng=1.596―1.589，Nm=1.595―1.594，Np=1.570―1.571 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：4 密度：2.97g/cm3。
    12)、密黄长石Meliphanite
    磷光：乳白. 激发能源：太阳光、摩擦。 晶系：四方晶系 化学成分：NaCa[BeSi2O6F] 颜色：黄、红褐。 光性特征：一轴晶负光性。 解理：{111}完全 折光率：No=1.612，Ne=1.593 光泽：玻璃光泽 摩氏硬度：5―5.5 密度：3.01g/cm3。
3、人造矿物原料
    1)、庆隆夜光合成宝石
    磷光余辉度11570mcd/m2(将测试物体暗藏24小时后在27瓦荧光灯下激发0.5小时)，磷光色有绿、蓝、黄、紫。
    2)、荧光涂膜层
    荧光涂膜层在无磷光物表面涂膜处理。
4.  天然夜明珍珠和人工培育的夜明珍珠
    天然夜明珍珠的形成，是由于自然界中含有放射性同位素的矿物小粒，随呼吸和滤食水流进入贝体作为核心，被层复一层的珍珠质沉积形成珍珠。由于核心物质放射源的激发作用，使珍珠在夜晚肉眼的见到清晰的荧光，这便是夜明珍珠。具有放射源的异物进入贝体时，还必须同时随异物带进外套膜壳侧面的珍珠基质分泌细胞，才能绕异物核心增殖成珍珠囊，才有可能形成夜明珍珠。这种机率极低，因此自然界中的夜明珍珠也就为数极微，价格昂贵。
    人工培育夜明珠、即是根据上述天然夜明珍珠形成的机理，从人工提炼的成人工制造的1000多种放射性元素中，选择半衰期长、无毒性(生物效应低)的种类，配合ZnS(Ag)或ZnS(Cu)闪烁体制备成夜明珠基体核，插植于贝体中格育成亮度高、无毒性反应的长效夜明珠。
五、夜明珠的评价
1、紫外萤光强度
    紫外萤光强度分为强(醒目)、中(一般)、弱(暗淡)。
2、磷光亮度(辉度)
    磷光亮度(辉度)为每平方米磷光的余辉度，以符号mcd/m2表示。
    磷光亮度与发光物体体积大小成正比关系，同一种发光物体体积大则磷光亮度强，发光物体体积小则磷光亮度弱。    相传古代磷光亮度以物观查在烛光下1市尺，见小米为优，见绿豆为良，见黄豆为一般而对比。
3、磷光颜色
    磷光颜色以乳白为主，也有粉红、浅紫、浅蓝、浅黄色。
4、磷光延时
    磷光延时是指当发光物体置于黑暗环境下(暗室)24小时后，再受激发10小时，激发源多为太阳光、紫外、热力，也有X射线、阴极射线、压力，当余辉衰减为零时，判断时间长短值，>10小时为优，4―10小时为良，0.5―4为一般，<0.5小时为差。
5、综合评价
    矿物评价，包含矿物颜色鲜艳程度，矿物的透明度，单晶或集合体，矿物在自然界出现机率。
    发光评价，包含夜明珠的亮度，发光颜色，其中彩色为佳，乳白为次，磷光延时长度。
    工艺评价，包含夜明珠的大小、圆度、表面抛光度、处理等。
    历史文化内涵，包含夜明珠的产地、朝代、品种、典故等。
据报道，某些莹石夜明珠受强光照射后，可以连续发光72小时。
六、夜明矿物地质
1、萤石夜明矿物产出地质
    1)、新疆富蕴县扎河坝萤石矿
    产于石灰岩中，上部围岩硅化、高岭土化比较强烈，下部绢云母化。矿体厚度在0.5-2.0米之间，呈连续脉状，局部为透镜状，矿脉长约40余米。萤石单晶体多呈立方体，集合体为块状。矿体边部的萤石呈紫色或浅紫色白色；矿体中部萤石呈墨绿色。共生矿物有石英、方解石等，属低温热液型矿床。
    2)、贵州大厂萤石矿田
    估算储量200―300万吨，主要矿区有必康、后坡北部、后坡南部、沙家坪。
    必康矿区：萤石产于下二叠统茅口组顶部的茅口灰岩中，在茅口灰岩的岩溶不整合面上，上覆地层为上二叠统龙潭煤系的砂页岩相，萤石沿层产出。1号脉长800米，宽200―300米，厚1―1.7米。2号脉长110米，宽50米，厚2.1米。伴生矿物有石英、方解石、水云母、高岭石。属低温热液层控型萤石矿床。
    后坡北部、后坡南部、沙家坪矿区：萤石产于下二叠统茅口组顶部的茅口灰岩中，在茅口灰岩的岩溶不整合面上，上覆地层为下二叠统峨眉山玄武岩底部的蚀变玄武岩、凝灰岩、凝灰质砂砾岩相，伴生矿物有辉锑矿、石英、地开石、方解石、水云母、高岭石、褐铁矿、白云石，石英、地开石组成天蓝色贵翠，萤石自形单晶可大小可达15cm。属低温热液层控型辉锑矿―萤石矿床。
    3)、浙江萤石矿床
    呈巨大脉状、凸镜状产于酸性火山岩系的流纹岩、流纹质凝灰岩中，萤石透明度高，色彩艳丽，有的具磷光，伴生矿物有石英、高岭石、方解石、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿。属火山低温热液矿床。
2、磷灰石夜明矿物产出地质
    1)、沉积型磷灰石矿床：我国具有丰富的沉积型磷灰石(磷块岩)矿床，素有"三阳开泰"之称，三阳即云南昆阳、贵州开阳、湖南刘阳。现以贵州矿为例，形成于晚震旦世陡山沱期生物化学沉积的磷块岩，开阳矿区储量达4.23亿吨，白岩矿区储量达45.55亿吨，高坪储量达4.23亿吨。形成于下寒武统梅树村期生物化学沉积的磷块岩，新华含钇磷块岩储量达9亿吨。矿物成分有氟磷灰石、碳磷灰石结晶成显微晶粒集合体，并有白云石方解石、海绿石、石英、高岭石、褐铁矿分布。
    2)、岩浆型磷灰石：在基性岩之斜长岩、碱性岩之苏长岩中磷灰石可作为主要矿物形成岩浆型磷灰石矿床。 在花岗伟晶岩、白云母型伟晶岩、黑云母型伟晶岩、钾长伟晶岩中磷灰石可形成数十厘米的柱状透明晶体。
3、白钨矿夜明矿物产出地质
    1)、接触交代白钨矿矿床：花岗岩与大理岩的外接触变质带矽卡岩型，白钨矿浸染状分布，伴生矿物有磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、方铅矿，如湖南瑶岗仙矽卡岩型白钨矿。
    2)、白钨矿石英脉：白钨矿伴黑钨矿稀散分布于石英脉中，白钨矿和黑钨矿可成粗大晶体、晶簇。
    3)、高―中温热液充填矿床：硫化物型白钨矿―黑钨矿矿床，产于石英斑岩和砂岩接触带，如广东一地，网脉状云英岩―矽卡岩复合型钨、钼、铋矿床如湖南柿竹园矿区。
4、金刚石夜明矿物产出地质,金刚石有夜明现象，据传隋侯之珠可能为金刚石，但目前尚无金刚石夜明珠实物。
    从目前掌握的资料分析，萤石是制作夜明珠的最佳天然矿物，萤石又是唯一制作大型夜明球体的最佳原料。我国萤石储量居世界第二，仅次于墨西哥。浙江、贵州、新疆是萤石主产区，在河南、内蒙、广东、湖南也有萤石产出，开发萤石矿山时应提高科技力度，应重视萤石中荧光强，磷光强的矿区、矿层、矿脉、矿石的综合开发利用，避免特殊性质的资源白白流掉，因为矿产资源是不可再生的。

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硅锌矿与方解石

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