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金石为开

雅石共赏 广结石缘

 
 
 

日志

 
 

谈谈观赏石的放射性问题  

2009-04-26 19:09:31|  分类: 奇石周边 |  标签: |举报 |字号 订阅

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来源:矿晶论文集


  观赏石有没有放射性?长期与各类奇石打交道,会不会得放射病?这是赏石族群十分关心的问题。在这里,我愿意结合自己的藏石实践,谈一谈看法。


  在搜石赏石过程中,我接触了很多地质工程师、矿物学家,曾就赏石的辐射问题多次请教他们。他们都明确告诉我,一般岩石和矿物中,放射性元素不多,不会对人的健康造成影响。为什么呢?因为我们人类和一切生命赖以生存的地球上,原本就存在着许多天然放射性物质。可以说,我们人类早就是天天生活在放射性元素的包围之中。但正如实践所证明的,这些放射性元素不但没有阻挡住万物的生存发展和人类的繁衍生息,反而成为了自然界平衡系统的一部分。如果破坏了这个平衡,反有可能对人类带来不利的影响。我们不是常说“万物生长*太阳”吗?其实太阳就是一个大辐射源。假如长期阴天,阳光透不过云层,还会影响人类的健康和农作物的生长呢。

   当然,自然界的岩石中,也有极少数岩石的放射性超过地壳中的平均含量。假如我们与这些岩石接触多了,也会影响人体健康的。据了解,凡含铀、钇、铍的矿物,都是放射性较强的。如沥青铀矿、晶质铀矿、铌钇矿、钛铀矿、硅铍钇矿、铜铀云母、钙铀云母、方钍石、黄绿石、独居石等矿物,大都具较强放射性,我们应少接触为妙。但一般岩石和矿物,放射性极少有超正常值的。据报道,上世纪九十年代以来,为防止天然石材中放射性元素对人体的影响,国家建筑材料测试中心相继对市场上销售的近千种石材进行了检测,发现它们幅射总剂量都在国家规定的1mSv以下,可以放心大胆地使用。我们品玩的观赏石,绝大多数不正是一些有图有形的大理石、花岗岩吗?既然这些石材可以用来装修房屋,我们拿来赏玩又有什么不可呢?!

   还有一些人说,一般赏石中没有放射性,但矿物晶体却有放射性,所以我们不能玩矿物晶体。不知这种说法根据何在?翻遍所有的地质矿物教科书,我们也找不到这样的说法。欧美发达国家的民众,玩矿物晶体已有200多年的历史了,如果矿物晶体有放射性,他们应该早就觉察收手了吧。实际情况却是,他们至今还乐在其中,并且还到别的国家进口矿物晶体回来玩。生活中我们稍加留心,也会发觉这种说法的荒谬性。在外出旅游时,我们不是经常参观一些钟乳石洞吗?钟乳石也是一种矿物晶体。如果钟乳石放射性很强,会对人造成伤害,有关部门还会允许将这样的岩洞作旅游点吗?!许多大学矿物标本室都存放着大量的矿物晶体,谁见大学生进标本室要穿防护服的?千百年来,各国妇女头上插的、手上戴的、耳朵上吊的种种饰品,不都是用钻石、玉石、翡翠、红宝石、蓝宝石等矿物晶体做的吗?谁听说妇女们因此而患上放射病了?!

   说到这里,不由想起一件往事。上世纪八十年代,我们黄石市铜绿山矿开采出大量孔雀石,花纹惊人的美丽,许多人一见钟情,爱不释手,纷纷带回去赏玩。后来传出一种说法:矿物晶体有放射性,长期接触会得白血病。惊恐之下,人们赶紧将家里的孔雀石清理出来丢了。现在孔雀石资源枯竭,价格飞涨,稍有品相的就卖出天价。谈及此事人们无不后悔。都说:真是不懂科学做傻事啊!

   科学研究表明,一定剂量下的辐射不但不会对人和动物产生伤害,而且可以利用它来造福人类。众所周知,放射性同位素已在工业、农业、医疗卫生和科学研究等领域得到广泛应用。现在我们生活中,会产生微量辐射的物品也越来越多。如微波炉、电视机、电冰箱、电脑、空调、手机……实践证明,这些物体的辐射都不会对我们的身体造成伤害。既如此,我们也不必谈放射性色变。除了对那些含铀矿物要稍加防备外,其它石头我们该怎么玩还是怎么玩吧。


哪些矿物有较强的放射性?

  在玩石赏石过程中,我们会经常遇到一些人问:“矿物都有放射性啊,你们为什么还要玩矿晶?” 对这个问题,笔者曾经写过一篇文章《谈谈观赏石的放射性问题》,告诉提问者:地球上的几乎所有的物质都含有放射性,矿物也不例外。但是,人类在这种放射性的环境中繁衍了数十万年,已经适应了它。因此一般来说,矿物中轻微的放射性,并不会影响我们的健康。只有当某些矿物的放射性超过地壳中的平均含量时,才会对我们的健康造成危害。于是又有人问:究竟哪些矿物的放射性超过了人类能承受的剂量了呢?本文要回答的正是这个问题。

  据了解,以下三类矿物的放射性较强,我们应少接触为妙。

  一是含铀矿物,如晶质铀矿、沥青铀矿、铀黑、钛铀矿、硅钙铀矿、钡钾铀矿、铜铀云母、钙铀云母等9种矿物。这些矿物通常呈粉末状、土状集合体,黑色、灰黑色或深灰色,黄褐色,或者淡绿色或黄绿色,硬度一般在1――5之间,树脂光泽、珍珠光泽、玻璃光泽至半金属光泽。这些矿物一般因含铀多,放射性很强。

  二是一些稀土矿物。即铌钇矿、磷钇矿、硅铍钇矿、褐钇铌矿、铌钙矿、复稀金矿这6种矿物。这些矿物硬度比各类铀矿高,一般在4――7之间,颜色较深,有黑色、绿黑色、暗褐色、黄褐色、灰色、红色等,松脂、玻璃光泽至树脂光泽,玻璃或半金属光泽。这些矿物依其放射性元素的含量,放射性强弱不等。如硅铍钇矿,含Y2O3一般为51.8%,具强放射性。而铌钙矿,成分CaNb2O6,具弱放射性。

  三是7种以“XX石”相称的稀土矿物。由于岩浆侵入等原因,这些矿物在生长过程中,常有各种放射性元素掺入,因而使这些它们也具有了一定的放射性。这7种矿物是:易解石、方钍石、烧绿石--细晶石、独居石、凤凰石、钍石、褐帘石等。它们一般成分复杂,颜色有黑、灰、褐、棕红等暗色调的,也有白、黄、浅绿、粉红、橙黄等浅色调的。硬度多在4和5之间,如钍石硬度4.0-5.4,凤凰石硬度4.5,独居石硬度5~5.5。硬度高的也有,如方钍石,硬度达6.5~7.5。这类矿物常含钍、锆、铈、镧、钍等稀土元素和铀,多具有放射性,是提取稀土和放射性元素的矿物原料。

  虽然列举了这么多放射性矿物,其实我们完全不必害怕。因为地球上各类矿物达3500多种,而已被证实有放射性的只有22种,比例显然是很小的。英国人克里斯·佩兰特所著的《岩石与矿物》一书中,收录了500多种有代表的岩石与矿物,其中有放射性的仅七种:沥青铀矿、铌钇矿、烧绿石--细晶石、铜铀云母、钙铀云母、钒钾铀矿、钒钙铀矿。也就是说,放射性矿物在矿物大家族中,只是力量微弱的极少数派,简直到了可以忽略不计的地步。而且这些矿物大多深埋地下,我们接触它们的机会极少,绝大多数人可能一生也难见其真面目。以放射性强的铀矿来说,据有关资料,我国的铀矿绝大多数在人迹罕至的偏远山区,地下开采占80%~85%,露天开采仅占15%~20%。年产量不过700多吨。作为特殊的战略资源,国家对其管理严格,一般人想找两块作标本也很难。还有一点,这些矿物大多没有艳丽的外表,奇特的结构,一般不会为人所注意,更少有人收集收藏了。

  据我所知,在有放射性的矿晶中,比较漂亮的是产自法国的偏铜铀云母(metatorbernite),它的晶体呈板状,呈鳞片状或片状集合体,翠绿色,淡绿色,条痕淡绿色,透明到半透明,玻璃或珍珠光泽。是由沥青铀矿风化而成的次生铀矿物,具有放射性。但我们国家还未见有品相很好的此种矿物。而且奇怪的是,在国人对这种有放射性的铀矿避之犹恐不及的时候,在2006年的国际图森矿物展上,法国产的偏铜铀云母(metatorbernite)却大展风采,在旁参观的游人如过江之鲫,指指点点,谈笑风生,毫无惧色。这说明在老外眼中,接触此类矿物并不是多么什么可怕的事。相比较而言,我们对放射性矿物的防范是不是有点矫枉过正、神经质了一点呢?!

  既然说到矿物的放射性问题,这里也顺便谈谈传统赏石的放射性问题。一些石友不玩矿晶,偏爱传统赏石,其原因就是怕矿晶的放射性。这些人恰恰忽略了一个问题,就是凡岩石都是有放射性的。他们钟情的质坚色艳的花岗岩,其实正是放射性检出较多的石种。据报道,国家质量技术监督局曾对市场上的天然石材进行了监督抽查,检测结果证明,花岗岩超标 较多,放射性元素含量较高。有的产品如杜鹃红、杜鹃绿的放射性物质高于标准值3倍至5倍。 从事石材检测的工程技术人员告诉人们,一般情况下判断石材的放射性可依据两条准则:一是从颜色来看,其放射性从高到低依次为红色、绿色、肉红色、灰白色、白色和黑色。二是从材质上看,花岗岩的放射性一般都高于大 理石。鉴于这两点,我们在玩传统赏石时,不能不对那些质地坚硬、色彩绚丽、图案鲜明的石种保持必要的警惕。

参考资料:地质出版社1981年6月出版的《地质辞典》第二分册矿物、岩石、地球化学分册 英国人克里斯·佩兰特《岩石与矿物》(中国友谊出版公司)2005年第二次印刷

 

附:笔者整理的资料《有较强放射性的22种矿物》

 第一类:九种含铀矿物

 1、晶质铀矿,成分为二氧化铀(U02),含铀55%――64%,常含钍、镭、稀土元素及铅等。等轴晶系,晶体常呈立方体和八面体或立方体和菱形十二面体聚形。黑色,条痕褐黑色。不透明,半金属光泽至树脂光泽。硬度5-6,比重一般在10左右。具强放射性。

 2、沥青铀矿:成分为二氧化铀(U02),含铀42%――76%。又称“非晶铀矿”,常含铅,不含或微含钍、稀土元素。等轴晶系,矿物外形为胶状肾状、钟乳状、葡萄状或致密块状。沥青黑色,条痕黑色,树脂光泽或半金属光泽。硬度3-5,比重6.5-8.5,断口贝壳状或参差状。具强放射性,是提取铀的最主要原料。

3、铀黑:成分UO2·UO3·PbO,一般为非晶质,通常呈粉末状、土状集合体,黑色、灰黑色或深灰色,光泽暗淡,硬度1-4。具强放射性。

 4、钛铀矿:成分(U4,Ca,Th,Y)〔(Ti,Fe)2O6 〕nH2O,单斜晶系,晶体呈长柱状或针状,通常呈变生非晶质,黑色,变化后成黄褐色,条痕黄绿色,树脂光泽,硬度4.5,比重4.5-5.4,断口贝壳状,具强放射性,。一般产于高温热液矿藏中,作为提取铀、钍、钛、稀土元素的矿物原料。

 5、硅钙铀矿:成分CaH2〔UO2〕2〔SiO4〕2·5H2O,单斜晶系,晶体呈针状,通常呈放射状或纤维状集合体,黄色或黄绿色,玻璃光泽,硬度2-3,比重3.81-3.96,具放射性。溶于酸,在紫外光线照射下发出很微弱的黄绿色荧光。可作为提取铀的矿物原料。

 6、铜铀云母:成分Cu〔UO2〕2〔PO4〕2·12 H2 O。含U42%左右。四方晶系,晶体细小,呈板状,也呈鳞片状或片状集合体。绿色,条痕淡绿色,透明到半透明,玻璃或珍珠光泽。硬度2.3-2.5,比重3.22,具强放射性。大量聚积时可作为提取铀的矿物原料。

 7、钙铀云母:成分Ca〔UO2〕2〔PO4〕2·10-12 H2O,含U46-52%。四方晶系,晶体呈板状,有时成双晶。还以皮壳状、粒状集合体产出。黄色到绿色,条痕黄色。透明到半透明,玻璃到珍珠光泽。在紫外光照射下发强浅黄绿色荧光。硬度2-2.5,比重3.05-3.19,具强放射性,大量聚积时可作为提取铀的矿物原料。

8、钒钙铀矿:又称钒酸钙铀矿,成分Ca〔UO2〕2 〔VO4〕2·8H2O,含U41-48%左右,V2O5O为19%。斜方晶系,晶体薄板状,通常呈细鳞片状、土状或被膜状产出。鲜黄色,有时带淡绿色或桔黄色调。条痕黄色。半透明到不透明。玻璃光泽。硬度2,比重3.3-3.6,具强放射性,是提取铀和钒的矿物原料。

9、钒钾铀矿:又称钒酸钾铀矿。成分K2〔UO2〕2〔V2O8〕·3H2O。单斜晶系,晶体极小扁,以粉状、微晶块状体或皮壳状集合体产出。鲜黄或绿黄色,珍珠光泽。硬度2-2.5,比重4.75。具强放射性。是提取钒、铀、和镭的矿物原料。

 第二类:六种稀土矿物

 1、铌钇矿:成分(Y、U,…….)(Nb,Ta)206,常含钍、铁、锡、钛等。单斜晶系,晶体呈柱状或板状,横截面矩形,以块状或致密状集合体产出。松脂黑色,表面常有黄褐色薄膜,条痕暗棕色或红褐色,新鲜面呈松脂、玻璃或半金属光泽。硬度5-6,比重5.2-5.7,断口贝壳状。具放射性。是提取钇、铀、铌、钽的矿物原料。

2、磷钇矿:成分Y〔PO4〕,含Y2O3为61.4%,常含铒、铈、镧和钍等元素。四方晶系,,晶体呈四方柱状或双锥状,集合体呈散粒状或致密块状。黄褐色、红色或灰色,玻璃光泽至油脂光泽,硬度4-5,4.4比重-5.4。常具放射性。是提取钇的主要矿物原料。

 3、硅铍钇矿:成分Y2FeBe2〔SiO4 〕2O2,含Y2O3一般为51.8%,常含其它稀土元素和钍等。单斜晶系,晶体呈柱状或扁柱状,集合体呈散粒状或致密状,黑色或绿黑色,条痕绿黑色,玻璃光泽至树脂光泽,硬度6.5-7,比重4.0-4.65,具强放射性。是提取钇的矿物原料。

 4、褐钇铌矿:成分Y(Nb,Ta)O4,常含铈、铀、钍等。四方晶系,晶体呈长柱状或腰鼓送状,黄色、褐色、深褐色至黑色,条痕黄色至深褐色,光泽暗淡,新鲜断口呈半金属光泽至树脂光泽,断口呈贝壳状,硬度5.5-6.5,比重5.6-5.8,产于伟晶岩中,与锆石、独居石、褐帘石、黑稀金矿等共生,是提取稀土元素铌、钽和放射性元素的矿物原料。

5、铌钙矿:成分CaNb2O6,含Nb2O5达71%,含Tr2O3一般为4.8-6.3%,在稀土铌钙矿中可达15%,常含钛,斜方晶系,晶体呈短粒状,通常呈不规则粒状集合体,暗褐色或黑色,条痕浅灰褐色或淡褐色,树脂光泽,硬度4.7-4.8,具微弱放射性。是提取铌等稀土元素的矿物原料。

 6、复稀金矿:成分(Y,U)(Ti,Nb)2O6,斜方晶系,晶体呈柱状或薄板状,黑色,常带浅褐色或浅绿色调,条痕浅黄或浅红褐色,半金属光泽,硬度5.5-6.5,比重4.7-5.4。具放射性。产于花岗伟晶岩中,与黑稀金矿、独居石、磷钇矿、褐钇矿等共生,是提取稀土金属和铀的矿物原料。

 第三类:以“石”相称的七种稀土矿物

 1、易解石:成分(Ce,Th)(Nb,Ti)2O6,斜方晶系,晶体细小,常呈柱状或板状,黑色,表面有褐色晕圈。条痕褐色至黑色,树脂光泽至半金属光泽,硬度5-6,断口贝壳状,4.9比重-5.3,具放射性,是提取稀土和放射性元素的矿物原料。

 2、独居石:又“称磷铈镧矿”,成分(Ce,La,Nd,Th)〔PO4〕,常含钍、锆等,单斜晶系,晶体常呈板状或柱状。黄色、浅绿色、粉红色、棕红色或近白色 ,条痕白色,透明到半透明,松脂、蜡状或玻璃光泽。硬度5~5.5,比重4.6~5.4。具轻度放射性。独居石含Ce2O3 25%~30%,La2O320%~ 30%,是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。

 3、烧绿石-细晶石:烧绿石成分(Na,CA,U)2(Nb,Ta,Ti)2O6(OH,F)。此系列矿物的晶体为八面体,有时成双晶。也呈粒状或不规则状集合体。棕色、红棕色或黑色,条痕从浅黄到棕色。半透明到不透明。玻璃到松脂光泽。硬度5-5.5,断口贝壳状,比重4.3-5.7,当钍和铀在化学结构上取代钙和钠时,此矿物即变得具有放射性。

 4、凤凰石:铈磷灰石含富钍亚种,成分(Ca,Ce4+,La,Th)5〔(Si,P,C)O4〕3(O,OH),含Tr2O3为20.07%,ThO2为19.64%。六方晶系,晶体呈六方柱形,颗粒极细。黄褐色,油脂光泽,断口贝壳状。硬度4.5,3.33比重,具强放射性,是我国1959年发现的新矿物。

 5、钍石:成分Th〔SiO4〕,含ThO2一般为48-72%,常含稀土元素和铀。四方晶系,晶体呈短柱状,常见者为四方柱和四方双锥聚形,集合体呈致密块状,常呈变生非晶质,褐或橙黄色。条痕暗褐色至浅橙黄色。玻璃光泽,硬度4.0-5.4,比重4.0-5.4,具强放射性。是提取钍的矿物原料,同时铀和稀土元素可综合利用。

 6、褐帘石:成分(CeCa)2(FeAl)3〔Si2O7〕〔SiO4〕O(OH),含Ce2O3一般为11%,有时含钇、钍、铍等。单斜晶系,晶体呈厚板状,通常呈浸染粒状,褐色至沥青黑色,树脂光泽,具放射性,是提取铈、镧等稀土元素及钍的矿物原料。

 7、方钍石:成分(Th,U)02,含Th02  ,主要类质同像替代有U、Pb、Ce和La等稀土元素。尚有微量Fe2O3、SiO2、CaO、MgO、H2O等杂质。 等轴晶系, 六八面体晶类。晶体细小,一般呈立方体或浑圆细粒状。黑色、暗灰色,有时呈褐色;风化后变为褐黑或棕黄色。条痕黑、灰至绿灰色。金刚至半金属光泽,断口为蜡状或油脂光泽。半透明至不透明。硬度6.5~7.5。具强放射性,提取钍的矿物原料。

 参考资料:地质出版社1981年6月出版的《地质辞典》第二分册矿物、岩石、地球化学分册
英国人克里斯•佩兰特《岩石与矿物》(中国友谊出版公司)2005年第二次印刷

 


 

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