虎眼石:一種迷惑的樂趣

嘿喲,今天是國際老虎日! 是的,我知道,我們這裡不做生物學,但這沒關係 - 我為這個場合準備了正好的石頭:一塊未經拋光的虎眼石! 我敢打賭你見過拋光後的樣子。 你能相信這小塊石英在1870年代曾經價值半盎司黃金每克拉嗎? 現在你可以用很低的價錢買到它,因為我們在南非發現了大量的虎眼石,而且此後一直很豐富。

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嘿喲,今天是國際老虎日! 是的,我知道,我們這裡不做生物學,但這沒關係 - 我為這個場合準備了正好的石頭。

一塊未經拋光的虎眼石! 我敢打賭你見過拋光後的樣子。 你能相信這小塊石英在1870年代曾經價值半盎司黃金每克拉嗎? 現在你可以用很低的價錢買到它,因為我們在南非發現了大量的虎眼石,而且此後一直很豐富。

未經拋光的虎眼石供您觀賞。


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我發現這東西很神奇。 這可能是因為我的第一塊虎眼石是從一個魔術中得到的:喬·威爾科克斯,他擁有一家出售各種西南珠寶和寶石的商店,小時候他透過從我的耳朵里拉出一塊拋光的虎眼石來逗我開心。 我被它玩弄光線的方式迷住了,它的顏色和強度像貓眼一樣變化。 我現在知道這是一種叫做貓眼效應的光學效果 - 當然,它來自法語的“貓眼”! - 我為你製作了一個小影片來演示它。

那麼,為什麼我們通常認為相當厚實的石英,會在虎眼石中排列成波紋狀的纖維束呢? 事實證明,我們可能在很長一段時間內都弄錯了! 你看,我們過去認為虎眼石是青石棉的石英假象。 聽起來很複雜,但我可以解釋。 這是一塊青石棉,又名藍色石棉

Image shows a piece of crocidolite, which looks rather like unpolished Tiger's Eye, except it's various shades of blue.
青石棉。 圖片 © Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 (透過維基共享資源)。

非常相似,不是嗎? 青石棉形成於變質的鐵地層中,而這也是我們發現虎眼石的地方。 費迪南德·維貝爾,一位德國礦物學家,在19世紀後期研究了這種物質,他認為二氧化矽一定進入了青石棉中並取代了纖維,很像化石中骨骼和貝殼發生的情況。 二氧化矽 - 石英 - 在青石棉形成後出現,並在取代青石棉時複製了其纖維狀性質。 氧化鐵將石英染成棕色。 就這麼簡單! 太簡單了,以至於我們一個多世紀以來都沒有質疑他的結論。

我的意思是,它看起來很明顯,對吧? 這東西幾乎是純SiO2。 比重和硬度完全是石英的。 然而,石英通常不會形成纖維,所以除了它採取了它所取代的青石棉的形式之外,還能發生什麼呢? 典型的假象!

Image is an extreme close-up of Tiger's Eye, showing the fibers. There are slender, whitish-clear streaks of unstained quartz interspersed, sort of like the Bride of Frankenstein's hair.
帶有少量透明石英纖維的未拋光虎眼石。

在本世紀初,彼得·希尼和唐納德·費舍爾拿了一些虎眼石,以便他們可以研究假象的特性。 然而,當他們將虎眼石放在掃描電子顯微鏡下,比任何人都更仔細地觀察它時,他們沒有看到假象。 他們認為最有可能取代青石棉的石英變種將是玉髓,但這並不是他們發現的。 石英不是纖維狀的,而是以微小柱狀的形式形成的。 著名的貓眼效應不是由石英本身引起的,而是由石英柱內微小的青石棉纖維內含物引起的。 反射效應跟隨的是青石棉,而不是石英。 他們在顯微鏡下看到的紋理讓他們相信,他們看到的根本不是假象,而是多次裂隙和癒合過程的結果。 基本上,當構造應力使富含石英的脈破裂時,青石棉纖維會從周圍岩石中微小的青石棉顆粒中生長出來。 從對面生長的石英柱然後基本上包裹住纖維。 整個過程會一次又一次地發生,直到你擁有虎眼石及其同胞鷹眼石的礦脈,鷹眼石含有更多未風化的青石棉,因此呈現出美麗的、閃爍的藍色。

虎眼石的顏色確實來自於青石棉已經風化,現在被氧化鐵和氫氧化鐵覆蓋的事實。 但是,如果氧化物完全取代了青石棉纖維,貓眼效應就會消失,就像在典型的假象中那樣。 目前尚不清楚虎眼石是否與鷹眼石同時形成,還是在後來的事件中鷹眼石經歷了氧化浴後形成的。

Image shows a large and small chunk of Tiger's Eye above a long blade of Hawk's Eye. The Hawk's Eye is in shades of dark and lighter blues.
一組拋光後的美麗三件套:兩塊虎眼石和一塊鷹眼石。

你有一塊虎眼石或鷹眼石嗎? 去拿一塊。 在光線下傾斜它,觀察貓眼效應在其深處閃耀。 現在考慮這個奇妙的事實:“寶石標誌性的可變貓眼效應實際上是母巖在過去構造事件中結構路徑的記錄。” 你的美麗石頭見證了一些變質和構造奇觀,並且它正在向你講述這一切!

關於希尼和費舍爾是否正確,或者維貝爾的最初想法在更多研究後是否會被證明是正確的,仍然存在一些分歧。 但有兩件事是毋庸置疑的:虎眼石是一種完全迷人的寶石,它仍然有很多關於它來自的地球的資訊要告訴我們。

Image shows several chunks of unpolished Tiger's Eye arranged in a circle.
一團漩渦狀的未拋光虎眼石。 即使在未拋光的狀態下,它也很可愛!

參考文獻:

Gutzmer et al (2004): 虎眼石成因新解:評論與回覆地質學 32.1 e44-e45

Heaney, Peter J. and Fisher, Donald M. (2003): 虎眼石成因新解地質學,第31卷,第323-326頁

 

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