圖片:黃鐵礦。
作者:嚴融怡
黃鐵礦(硫鐵礦),主要成分為二硫化亞鐵,是地殼中分布最廣泛硫化物之一。也是部分土壤當中土壤硫化物中最重要的組成。屬等軸晶系,在微觀下常呈現立方體、五角十二面體或八面體晶形,沒有解理,通常硬度為6~6.5,比重則為5.02。可經由岩漿的分異結晶作用、熱液作用與昇華作用等過程當中產生,自然界中黃鐵礦時常和硫砷銅礦共生(例如臺灣北部的金瓜石),也時常出現在火山的硫氣孔環境(例如陽明山小油坑地區),也可經由變質岩作用、或是沉積岩中生成(例如在含煤地層的細砂岩中所形成球狀結核或是形成於碳酸鹽岩的碎屑岩環境)。黃鐵礦是萃取硫與生成二氧化硫和製造硫酸的重要礦物原料。其形態色澤特異,因此也有的寶石業者將黃鐵礦磨製成寶石。黃鐵礦由於其色澤淡黃,因此也是中世紀時期最常讓人誤解而受騙以為是黃金的『愚人金』。(註)
在海洋當中,黃鐵礦的生成環境也常會和天然氣水化合物、甲烷等沉積環境有所牽連,甚至也牽涉到古生物地球化學循環的氧化還原環境變動以及硫的循環過程,因此海洋沉積環境當中的黃鐵礦也常成為研究海洋地質化學以及古代大氣循環的重要線索,或者運用於復原古代的海洋氧化還原環境。不過在重建古代氣候與生物地球化學循環的模型時,仍需考慮地區性的因素。
註:不過就在本篇文章於2021年三月份撰寫完不久的同一年六月份,科學家便發現其實黃鐵礦仍然是有非常少量的奈米等級的黃金的,這是澳洲科廷大學西澳礦物學院(Curtin University: Western Australian School of Mines)與中國地質大學(China University of Geoscience)所在《地質學》期刊(Journal Geology)合作發表從黃鐵礦中取得黃金的深入研究。黃鐵礦中所隱含的黃金由於含量極少,必須透括原子探針(Atom Probe, AP)才能觀測到那些號稱『隱形黃金』的奈米級黃金。而且用流體去做「選擇性瀝取」(selective leaching),是有辦法可以將那些少量黃金在不破壞黃鐵礦的情形下溶解出來的。而這一發現也為黃鐵礦洗刷了千年的『冤屈』。當然,這一技術的確不是古代人甚至是直到二十世紀的工礦技術能力所能夠辦到的。這裡也特別在文章當中進行內文知識、參考引用資料與延伸閱讀方面的補充更新。
參考引用資料與延伸閱讀:
1.不愚人了!真的有黃金的愚人金!https://pansci.asia/archives/326658
2.黃鐵礦Pyrite─臺灣地質知識服務網地質百科 https://twgeoref.moeacgs.gov.tw/GipOpenWeb/wSite/ct?mp=105&ctNode=1233&xItem=125767
3.岩漿分異作用 (Magmatic Differentiation) ─數位典藏與數位學習國家型科技計畫地質學習教室 http://nadm.gl.ntu.edu.tw/nadm/cht/class_detail.php?serial=32&serial_type_1=8&serial_type_2=4&serial_type_3=6
4.自生黃鐵硫在富含甲烷環境中的形成與保存 ─國立臺灣大學海洋研究所http://www.oc.ntu.edu.tw/?p=19201
5.常曉琳、黃元耕、陳中強、侯明才。2020。沉積地層中草莓狀黃鐵礦分析方法及其在古海洋學上的應用。沉積學報38(1): 150-165。
6.'Fool's gold' not so foolish after all -ScienceDaily https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210625100529.htm
7.Strong local, not global, controls on marine pyrite sulfur isotopes -Science Advances https://advances.sciencemag.org/content/7/9/eabb7403.full?fbclid=IwAR1w-Y-14KFOzMYIp4fL2c4p_T1avdvCTo4KSby7RZke8QWIWPbia0gpcmE
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