湖南省地质博物馆的矿物晶洞标本

（选自《大自然》1984年第三期。作者严风）

在湖南省地质博物馆展览大厅里，陈列着三座从地壳中搬出来的大型矿物晶洞，引起了人们极大的兴趣。大厅尽头左边的晶洞，是从耒阳县上堡黄铁矿区发掘出来的，洞中那些2～20厘米见方的黄铁矿晶体闪着金光，布满了洞壁。右边是一个辉锑矿晶洞，是从冷水江锡矿山采来的，洞壁布满参差不齐的辉锑矿晶体。还有一个规模更大的晶洞是石膏晶洞，产于冷水江市岩口煤矿中。纵横交错的巨大石膏晶体像一把把利剑，最长的可达1.5米。人们边看边想：自然界里的“石头”有这么漂亮吗？这些漂亮的晶洞是人工做成的，还是天然形成的？地下真的有这么漂亮的东西吗？

许多人对自然界的岩石和矿物，由于接触不多，总认为它们是死气沉沉的，今天见到了这么漂亮的矿物晶洞，不免好奇和猜疑。其实，矿物晶洞在自然界中并不罕见，虽然不一定所有的晶洞都是五彩争艳，但它毕竟不是人工做成的，而是天然形成的。矿物晶洞的形成，有其一定的科学规律。

首先，形成晶洞需要有一个空间，也就是洞穴。组成地壳的岩石由于受到地壳运动（如地震等）的影响，产生了断裂、破碎带，在这个地带内（尤其是几组不同方向的断裂交叉处），岩石性质脆弱，容易形成空洞，容易被矿液浸佔。当然，这种空间也可以是由地下流水侵蚀而成的溶洞。其次，晶洞的形成依赖于它的外来物质，即不同成份的矿液（含矿热液）。这是一种温度很高的熔体，它从地壳深处（例如从岩浆中分异等）向上渗透、浸入，并且汇集于破碎岩石的空隙中，粘附于洞隙周围。熔体在洞壁随着温度的下降会自然冷却。在温度下降过程中，不同的成份就在熔体中结晶成不同形态的矿物晶体或晶簇（结晶合生体），组成漂亮的晶洞。

晶体的形成过程，实质上是在一定条件下物质质点按格子构造作有规律排列的过程，也就是组成矿物的原子按一定方式有规律重复排列的结果。它首先是以晶核在液体中作为结晶中心，然后过剩的质点向晶核集中、粘附，并且按结晶格子扩展，使晶体由小变大。

在上堡黄铁矿晶洞中，有四种以上的矿物晶体共生产出，即黄铁矿、石英、白云石和萤石等。黄铁矿在矿液中首先结晶，呈立方晶体出现，浅黄铜色。由于其原子量较大，比重较大，所以常常形成于晶洞的下层。石英呈菱面体和六方柱体，组成聚形或菊花状晶簇，无色透明，硬度大。由于它的形成在黄铁矿之后（形成在570℃以下），所以往往在黄铁矿晶面上组成菊花状的石英晶簇，造型优美。白云石是一种共生矿物，乳白色，菱面集合体。因它的形成又晚于石英晶体（形成温度500～300℃），所以它往往又呈顶盖状覆盖于石英晶簇之上。此外，在晶洞局部块段或裂隙中，还发育着立方体和八面体的多色萤石晶体，给晶洞以美的点缀，它是形成于整个热液过程中，与硫化物共生产出的。

介绍了形成某些晶洞的科学规律以后，我们可以知道，这些漂亮的“石头花”并非人工做成，而是大自然赐予我们的具有艺术和科学双重价值的天然艺术品。

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