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藍銅礦

藍銅礦（英語：Azurite），又稱石青，是一種柔軟的深藍色含銅礦物，由銅礦床風化而成。它是一種鹼式碳酸鹽，化學式為Cu3(CO3)2(OH)2，自古以來就為人所知。在老普林尼的博物志中以希臘語κυανός（kuanos，意為「深藍色」，英文cyan的詞根）和拉丁語caeruleum的名稱出現。[5]自古以來，藍銅礦的藍色就與低濕度沙漠和冬季天空有關。它的英文名和天藍色Azure都來源於阿拉伯語的藍色「لاژورد」（lazhward），該地區以另一種深藍色岩石青金岩的沉積而聞名。

藍銅礦
來自南澳大利亞布拉礦的藍銅礦
基本資料
類別碳酸鹽礦物
化學式Cu3(CO3)2(OH)2
IMA記號Azu[1]
施特龍茨分類5.BA.05
晶體分類稜柱形 (2/m)
（H-M記號相同）
晶體空間群P21/c
晶胞a = 5.01 Å, b = 5.85 Å
c = 10.35 Å; β = 92.43°; Z = 2
性質
分子量344.67 g/mol
顏色天藍色，深藍色至淡藍色；透射光中淡藍色
晶體慣態塊狀、稜柱狀、鍾乳狀、板狀
晶系單斜
雙晶稀有，{101}，{102}或{001}雙平面
解理{011}完美，{100}一般，{110}差
斷口貝殼狀
韌性/脆性脆
莫氏硬度3.5 - 4
光澤玻璃光澤
條痕淺藍色
透明性透明到半透明
比重3.773（測量），3.78（計算）
光學性質雙軸 (+)
折射率nα = 1.730 nβ = 1.758 nγ = 1.838
雙折射δ = 0.108
多色性可見的藍色陰影
2V夾角測量：68°，計算：64°
色散率相對較弱
參考文獻[2][3][4]

地質學

 
藍銅礦的化學結構。顏色代碼：紅色 = O，綠色 = Cu，灰色 = C，白色 = H)

藍銅礦的化學式為Cu3(CO3)2(OH)2，其中銅(II)陽離子與兩種不同的陰離子碳酸根和氫氧根相連。它是兩種比較常見的鹼式銅碳酸鹽礦物之一，另一種是亮綠色的孔雀石。綠銅鋅礦是一種稀有的含銅和鋅的鹼式碳酸鹽。[6]簡單的碳酸銅(CuCO3) 尚未知是否在自然界中存在，因為Cu2+
對氫氧根離子OH−
有高親和力。[7]

藍銅礦以單斜晶系結晶。[8]大晶體呈深藍色，通常呈稜柱狀。[3][4][6]藍銅礦標本可以是塊狀到結節狀，也可以作為襯在空腔內的晶簇出現。[9]

藍銅礦質地柔軟，莫氏硬度只有3.5到4。藍銅礦的比重為3.77。藍銅礦受熱分解，會失去二氧化碳和水，形成黑色氧化銅粉末。由於碳酸鹽的特性，樣品用鹽酸處理後會起泡。當用鹽酸潤濕時，深藍色和泡騰的組合是礦物的特徵。[6][9]

顏色

藍銅礦和孔雀石等礦物的光學特性（顏色、強度）是銅(II)的特徵。銅(II)的許多配合物呈現出相似的顏色。根據晶體場理論，顏色來自與d9金屬中心相關的低能量d-d躍遷。[10][11]

風化

與孔雀石相比，藍銅礦在露天環境中不穩定，並且經常被孔雀石假象取代。這種風化過程涉及用水 (H2O）替換一些二氧化碳（CO2) ，將藍銅礦的碳酸根:氫氧根比例從1:1轉化為孔雀石的1:2比例：[6]

2 Cu3(CO3)2(OH)2 + H2O → 3 Cu2(CO3)(OH)2 + CO2

由上式可知，藍銅礦轉化為孔雀石是由於空氣中二氧化碳的分壓低。

藍銅礦在普通儲存條件下相當穩定，因此標本可長時間保持其深藍色。[12]

發現

藍銅礦與其伴生礦物孔雀石在相同的地質環境中被發現，儘管它通常不那麼豐富。這兩種礦物作為表生銅礦物廣泛存在，形成於銅礦床的氧化帶中。在這裡，它們與赤銅礦、自然銅和各種氧化鐵礦物有關。[6]

用途

顏料

藍銅礦在空氣中不穩定。然而，它在古代被用作藍色顏料。[13]藍銅礦天然存在於西奈半島和埃及東部沙漠。在美杜姆第四王朝（公元前2613年至公元前2494年）背景下用作托盤的貝殼，在美杜姆第五王朝（公元前2494年至公元前2345年）木乃伊臉上的布，以及一些第十八王朝（公元前1543-1292年）的壁畫。[14]根據研磨的細度和碳酸銅的基本含量，會產生各種廣泛的藍色。當與油混合時，它會變成微綠色。當與蛋黃混合時，它會變成綠灰色。由於會風化成孔雀石，較早的藍銅礦顏料可能會顯示出更綠色的色調。作為中世紀繪畫的化學分析改進後，藍銅礦被認為是中世紀畫家使用的藍調的主要來源。青金石（群青）在中世紀主要從阿富汗供應，而當時在歐洲，藍銅礦是一種常見的礦物。在法國里昂附近發現了大量礦床。自12世紀以來，它就在薩克森州的銀礦中開採。[15]

如琴尼諾·琴尼尼所述，加熱可用於區分藍銅礦與純化的天然群青。群青耐熱，而藍銅礦會轉化為黑色氧化銅。[16]然而，對藍銅礦溫和加熱會產生用於日本繪畫技術的深藍色顏料。[17]

藍銅礦顏料可以通過從氯化銅與石灰（氫氧化鈣）的溶液中沉澱氫氧化銅並用碳酸鉀和石灰的濃縮溶液處理沉澱物來合成。這種顏料可能含有痕量的鹼式氯化銅。[18]

  •  
    用作顏料的磨碎藍銅礦
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    小漢斯·霍爾拜因的《帶松鼠的女士》的背景是用藍銅礦繪製的
  •  
    拉斐爾的《麥當娜與聖徒登基》中麥當娜的披風呈綠色是因為藍銅礦風化成孔雀石

珠寶

藍銅礦偶爾用作珠寶的珠子，也用作觀賞石。[19]然而，它的柔軟性和隨着風化而失去深藍色的趨勢使其用途較少。[20]加熱很容易破壞藍銅礦，因此所有藍銅礦樣品的鑲嵌都必須在室溫下進行。

收藏

藍銅礦的強烈顏色使其成為一種受歡迎的收藏寶石。必須小心保護標本免受強光、高溫和露天環境的影響，以隨着時間的推移保持其顏色強度，這一概念可能是一個都市傳說。史密森學會前寶石和礦物館長Paul E. Desautels曾寫道，藍銅礦在普通儲存條件下是穩定的。[12]

勘探

雖然不是銅本身的主要礦石，但藍銅礦的存在是風化硫化銅礦石存在的良好表面指標。它通常與化學性質相似的孔雀石結合使用，產生深藍色和亮綠色的醒目顏色組合，強烈表明存在銅礦石。[6]

圖集

參考資料

  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-06-27]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. （原始內容存檔於2021-11-19）. 
  2. ^ Handbook of Mineralogy (PDF). [2022-06-27]. （原始內容 (PDF)存檔於2012-06-06）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Mindat.org. [2009-05-07]. （原始內容存檔於2017-01-07）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Webmineral.com Webmineral Data. [2009-05-07]. （原始內容存檔於2018-01-15）. 
  5. ^ The Ancient Library: Smith, Dictionary of Greek and Roman Antiquities, p.321, right col., under BLUE.. [2009-05-07]. （原始內容存檔於2005-12-20）. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S., Jr. Manual of mineralogy : (after James D. Dana) 21st. New York: Wiley. 1993: 417–418. ISBN 047157452X. 
  7. ^ Ahmad, Zaki. Principles of Corrosion Engineering and Corrosion Control. Oxford: Butterworth-Heinemann. 2006: 120–270. ISBN 9780750659246. 
  8. ^ Zigan, F.; Schuster, H.D. Verfeinerung der Struktur von Azurit, Cu3(OH)2(CO3)2, durch Neutronenbeugung. Zeitschrift für Kristallographie, Kristallgeometrie, Kristallphysik, Kristallchemie. 1972, 135 (5–6): 416–436. Bibcode:1972ZK....135..416Z. doi:10.1524/zkri.1972.135.5-6.416. 
  9. ^ 9.0 9.1 Sinkankas, John. Mineralogy for amateurs.. Princeton, N.J.: Van Nostrand. 1964: 379–381. ISBN 0442276249. 
  10. ^ Nassau, K. The origins of color in minerals. American Mineralogist. 1978, 63 (3–4): 219–229. 
  11. ^ Klein & Hurlbut 1993，第260-263頁.
  12. ^ 12.0 12.1 Desautels, Paul E. Some Thoughts about Azurite. Rocks & Minerals. January 1991, 66 (1): 14–23. doi:10.1080/00357529.1991.11761595. 
  13. ^ Gettens, R.J. and Fitzhugh, E.W., Azurite and Blue Verditer, in Artists』 Pigments. A Handbook of Their History and Characteristics, Vol. 2: A. Roy (Ed.) Oxford University Press 1993, p. 23–24
  14. ^ Nicholson, Paul; Shaw, Ian. Ancient Egyptian Materials and Technology. Cambridge University Press. 2000. ISBN 978-0521452571. 
  15. ^ Andersen, Frank J. Riches of the Earth. W.H. Smith Publishers, New York, 1981, ISBN 0-8317-7739-7
  16. ^ Muller, Norman E. Three Methods of Modelling the Virgin's Mantle in Early Itallan Painting. Journal of the American Institute for Conservation. January 1978, 17 (2): 10–18. doi:10.1179/019713678806029166. 
  17. ^ Nishio, Yoshiyuki. Pigments Used in Japanese Paintings. The Paper Conservator. January 1987, 11 (1): 39–45. doi:10.1080/03094227.1987.9638544. 
  18. ^ Orna, Mary Virginia; Low, Manfred J. D.; Baer, Norbert S. Synthetic Blue Pigments: Ninth to Sixteenth Centuries. I. Literature. Studies in Conservation. May 1980, 25 (2): 53. JSTOR 1505860. doi:10.2307/1505860. 
  19. ^ Mueller, Wolfgang. Arizona Gemstones. Rocks & Minerals. 31 January 2012, 87 (1): 64–70. ISSN 0035-7529. S2CID 219714562. doi:10.1080/00357529.2012.636241 （英語）. 
  20. ^ Schumann, Walter. Gemstones of the world 4th, newly rev. & expanded. New York: Sterling. 2009 [18 September 2021]. ISBN 9781402768293. 

外部連結

 
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