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楼主: 晶彩

【科教片】矿物文章与精华帖摘要 (仅供参考,请勿回帖)

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 楼主| 发表于 2008-12-19 15:22 | 显示全部楼层

      上图是极其罕见的云母假象的青金石,大家可以看到这个交代没有进行完毕。标本是阿富汗产,这个动荡国家的青金石玉独享世界第一,而且产出晶体状青金石,这在其它地区几乎没有。这个标本7.5厘米宽,售价是4500美圆。


这是两颗方解石假象的菱铁矿,它们都是碳酸岩矿物,铁和钙的置换可能属于交代型。


大家再看看这件方解石晶体被闪锌矿交代的假象标本,碳酸盐与硫化物相差甚远,应该是交代型的。南非产,晶体5.6厘米。




       上两图是方铅矿晶簇,它的前身是磷氯铅矿。通常是方铅矿在风化淋滤型矿脉中与磷灰石等原生矿物化和成磷氯铅矿,这个标本把这个程序倒过来,就象把熟米饭变回到生米一样,很奇妙。所以这样的假象标本有独特的地学矿物学意义。
         第一图标本英国产,第二图德国产。




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 楼主| 发表于 2008-12-19 15:26 | 显示全部楼层
        假象矿物是一种特殊的矿晶类型,它有着“张冠李戴”“偷梁换柱”“和平演变”等鉴赏情趣,在国外矿物收藏中是一个专列的门类,受到许多矿物迷追捧。
        

         其实化石也是广义又广泛的矿物假象,只不过它的“晶型”是生物外形而已。
被黄铁矿交代的菊石。
        

       在这里我要向大家隆重推介一个被孔雀石交代的老鼠化石,这是被许多矿物、化石界前辈赞誉为全世界最珍贵的矿物假象。


          我早年刚进入矿晶鉴藏时即闻听老前辈们说到一个被孔雀石、蓝铜矿交代的老鼠化石,发现于俄罗斯,是全世界唯一一个连胡须皮毛等软组织都完整保留的化石,异常珍贵。但所有的资料都是文字记述而没有图片。我费了很大劲终于在俄罗斯费尔斯曼地质博物馆的网站上找到该化石的照片(见上图)。
        我们知道,动物化石通常只能保存骨骼或皮毛痕迹,而且经岩石的沉积挤压往往变形,能完整保留生动立体形态及软组织的化石只能产生在琥珀中。这个老鼠化石保存得丝毫无损而且形态尚存,甚至连胡须都根根挺立,按沉积岩型古生物化石的生成逻辑是说不通的,它一定是在极其特殊偶然的条件下形成!
         我的分析是这样:千万年前,这只老鼠误入一个有水的地下洞穴,该洞穴被突发地质事件堵死了,老鼠无法出逃最终沉入水中被完好密封保存。这个洞穴的水含有高浓度的碱式碳酸铜(即孔雀石蓝铜矿)离子——或者这里就是个硫化铜矿的风化矿层。老鼠在密封的洞穴水中逐渐被碳酸铜离子交代了体内的生物成分,慢慢变成了孔雀石质老鼠,最终被人类采矿时发现。
         我的分析基于两点理念:一,它必须是在长期密闭的水中保存,才能毫发无损形态生动;二,水中富含碳酸铜矿质。除此以外我想不出另有什么环境能形成这样生动完美的化石来。
         大家有兴趣话也可以想象一下这个假象矿物的产生机理。

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 楼主| 发表于 2008-12-19 15:28 | 显示全部楼层

           这是蚌假象的菱锰矿,乌克兰产。蚌化石常被石英蛋白石交代,被菱锰矿交代的很少。


          米露可老师曾介绍过一个蘑菇化石,也有奇趣。


        这个蘑菇假象方解石令人惊叹且迷惑。因为蘑菇柔软又是最容易腐败的生物,按化石的生成机制,生物的软组织因富含水分而绝难在岩层中完好呈实体状,至多保留成压膜,除非在琥珀中。但这个蘑菇居然能纤毫无损地被方解石交代成化石,真不可思议!此蘑菇化石也一定是在极其特殊的地质事件中形成的。

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 楼主| 发表于 2008-12-19 15:29 | 显示全部楼层

菱铁矿假象的针铁矿(嬗变完全)


白钨矿假象的黑钨矿


黄铁矿假象的针铁矿

         假象矿物在国外受到很多收藏家青睐,除了作为探究矿物特殊成因标本外,假象矿物具有别致的观赏性,比如四方双锥型黑钨矿,你在真正的黑钨矿中根本找不到;闪锌矿长成方解石晶型、孔雀石变成等轴晶系的赤铜矿晶型,就象树上结了个方形苹果一样奇异。
         有一点是必须说明的,即多数假象矿物比起被交代的原晶体,在光泽,完整度等方面有所下降,鉴藏假象晶体应轻于美而重于奇。

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 楼主| 发表于 2008-12-19 15:39 | 显示全部楼层
石不再来:考考大家,紫色水晶上面是什么矿物?




矿花馆主:“石不再来”的藏品上的假象放射状晶簇现在是紫石英吗?它原来的矿物从晶型上看接近钠沸石或钙沸石,请看下图:




到底是不是,还要追溯藏品的产地信息,有无生成沸石的条件。因为查现在的交代矿物容易,查被交代的矿物就难了——除了晶型,其他性质完全变了,况且这种放射条状的晶体在许多矿物在都能产生,如蓝晶石、辉锑矿等等。

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 楼主| 发表于 2008-12-23 09:32 | 显示全部楼层

矿物的“类质同象”与“同质多象”

作者:矿花馆主
本文由矿花馆主于2008-12-21发表,请参考:http://bbs.qsw.cn/viewthread.php?tid=66528

      矿物的“类质同象”和“同质多象”是判断、鉴赏矿物一个不可忽略的因素,经常有人分不清黄铁矿和白铁矿,我们也曾把钼铅矿和钨铅矿混淆,所以,很有必要探讨一下这两个问题,以使我们在判别矿物时多一个思考方向。


                          类 质 同 象
     
     
    在一种矿物晶体中,某些元素离子的位置被另一些类似的元素离子占据取代,变成另一种矿物或是渐变系列矿物,其晶型却保持不变。这种化学成分不同(或类似)的矿物具有相同的晶体外型,就叫“类质同象”。矿脉的环境温度是这种现象的主要原因。由于互相置换的离子必须有相近的化学性质,所以类质同象的生成有一定的局限。
    这种元素置换的矿物混同现象可谓“你中有我、我中有你”,甚至“我变成你、你取代我”,但“你”、“我”的长相却是一模一样的。“类质同象”矿物也可视为是一种假象。


     例如黑钨矿,化学成分为FeWO4,其中的铁离子可以被锰离子置换,置换比例从1%至100%,形成黑钨矿——钨锰矿系列。黑钨的锰离子置换超过50%就可以叫钨锰矿,假如在一块黑钨晶体中分析出锰离子含量恰好是50%,那就很难说它是黑钨矿还是钨锰矿了!两种矿物的颜色、硬度,透明度等随着铁、锰置换发生变化,但晶体仍是黑钨矿晶型。


  
  黑钨与石英高8.3厘米 秘鲁


  

  红色略透明的钨锰矿晶体 秘鲁


  白钨矿与钼钙矿中的钨、钼可以互换而成类质多象

  
  白钨矿晶簇 中国?


  
  钼钙矿晶体 印度


[ 本帖最后由 晶彩 于 2008-12-23 10:11 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2008-12-23 09:42 | 显示全部楼层
钼铅矿与钨铅矿中的钨、钼可以互相置换,但置换不会彻底,形成不完全的类质同象体。


四方板状的钼铅矿晶体 伊朗


双锥形钼铅矿 西班牙



四方板状的钨铅矿晶体



四方双锥状的钨铅矿晶体(澳大利亚 )



菱铁矿和菱镁矿的类质同象



菱镁矿晶体



菱铁矿晶体

[ 本帖最后由 晶彩 于 2008-12-23 10:14 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2008-12-23 10:07 | 显示全部楼层
                        同 质 多 象

     相同化学成分的矿物,由于成矿环境的不同(如成矿温度、压力、介质的酸碱度),会形成完全不同的结晶模式,其晶型、硬度、色泽等均不一样,这就是矿物的“同质多象”现象。

     最常见的同质多象就是黄铁矿与白铁矿。FeS2
在350摄氏度以上结晶为黄铁矿,低于此温度则结晶为白铁矿;又,介质的酸碱性也会影响它们的趋向。

    黄铁矿和白铁矿在硬度、颜色、比重在理论上虽不同,但实际晶体往往难用肉眼区别。比如颜色,白铁矿的理论颜色应比黄铁矿浅,实际上许多晶体氧化后的颜色与黄铁矿一样。所以,从晶系上判断相对容易些。黄铁矿是等轴晶系,白铁矿是斜方晶系。


黄铁矿是等轴晶系,正常结晶情况下,晶体的长、宽、高三维方向的晶面和尺寸接近。




     黄铁矿最多的是立方体晶型,虽然个别晶体有长方体畸变,但等轴晶系的角度是直角,不会偏于九十度。



白铁矿是斜方晶系,晶体的长、宽、高三维尺寸差别较大。


   白铁矿的晶体排列总是有规律的,很象平行连生。国外有叫“鸡冠矿”的,就是因为晶簇结构如鸡冠。白铁矿斜方晶系和黄铁矿的等轴晶系关键是看晶体交角,白铁矿晶体比较“尖”。

    再如红柱石和蓝晶石,它们的化学成分都是Al2SiO5但却是完全不同的矿种。它们也是著名的同质多象矿物。


    这是红柱石,斜方晶系。有些晶体中间有黑色十字交角的包体,非常美妙。西方人非常喜欢这种特殊图案的晶体。

下面是蓝晶石,三斜晶系。它与红柱石是完全相同的成分,但外观差别甚大。





[ 本帖最后由 晶彩 于 2008-12-23 10:16 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2008-12-23 10:21 | 显示全部楼层
        “同质多象”的矿物还包括辰砂。
          常见的辰砂是三方晶系的红色晶体,但高温结晶的辰砂是等轴晶系的黑色晶体。由于辰砂是典型的低温热液型矿物,故高温环境下的黑辰砂非常少见。



        三方晶系的辰砂晶体常呈矛头状、六棱厚板状或六棱柱状及菱面体,颜色鲜红,透明至半透明,是著名的观赏晶体。


         等轴晶系的黑辰砂有些象闪锌矿,其外观与三方晶系的红辰砂相差甚远。虽然黑辰砂的观赏性差,却由于稀少而深受国外一些矿物迷追捧。
        必须说明的是,有些三方晶系的红辰砂由于品质低劣或氧化而呈黑色,它们并不属于黑辰砂。

      

        水晶的“同质多象”体则表现为柱状的低温水晶和无腰的高温水晶,它们的临界温度是573度。

         我们常见的水晶大都是低温水晶,它们属于三方晶系,是六棱柱和菱面体的聚型,常呈各种双晶,结构较复杂。


       低温水晶俗称无腰水晶,它是六方晶系,晶体呈六方双锥的单型,结构简单没有双晶现象。
        水晶还有几个同质多象体,方石英、柯石英等,因少见不描述。





      文石和方解石都是碳酸钙,成分完全一样,二者也是常见的同质多象体矿物。它们的区别在于:文石(又叫霰石)是斜方晶系,单晶体很少,大多产于溶洞或地表水、温泉沉淀。硬度3.5至4.5,比方解石高;方解石是三方晶系,晶型多达六百种以上,是矿物中晶型最多的,可以产在各种岩层,硬度3,具有矿物最强的双折射。


常见的文石状态


文石斜方晶系的柱状晶簇



文石的假六方柱体,实际上是连续双晶

        至于方解石,由于太常见,这里不贴图。

  
    最有趣的“同质多象”矿物就是石墨与金刚石了,它们同为碳元素,石墨是自然界最软的矿物,金刚石却是自然界最硬的矿物。

同质多象的现象还有许多,不一一赘述。
   
    矿物的“同质多象”可以打个比喻:上帝作烹调,既可以将面粉擀成面条也可以烙成烧饼。


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 楼主| 发表于 2008-12-23 10:24 | 显示全部楼层
        金红石、板钛矿、锐钛矿是典型的“同质多象”系列矿物,它们的成分都是二氧化钛,是重要的钛矿物,良好晶体很受收藏家追捧。


         金红石属四方晶系,硬度6,透明者可做宝石。但金红石最常见的形式是产于水晶的包体,即发晶,有人叫钛金。


        板钛矿是比较少见的晶体,斜方晶系,常呈板状发育,硬度5.5至6,多透明,色美者可做宝石。完美晶体很受收藏家青睐。


        锐钛矿为四方晶系,常见晶型为四方双锥,硬度5.5至6.5,颜色多样,透明至不透明。锐钛矿亦是少见矿物,晶体可爱。

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 楼主| 发表于 2008-12-23 10:25 | 显示全部楼层
        辉银矿和螺硫银的成分Ag2S,当成矿温度在179摄氏度以下时,等轴晶系的辉银矿变成单斜晶系的螺硫银矿,但它们的晶型还是等轴的。所以很难看到螺硫银矿属于单斜晶系的晶体,它们是著名的假象。





上图是辉银矿,下图是螺硫银矿。

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 楼主| 发表于 2008-12-23 10:27 | 显示全部楼层
水硅钒钙矿(Cavansite)和五角石(Pentagonite),它们是含钙和钒的硅酸盐,产于玄武岩中,常跟沸石生在一起。都是非常漂亮的蓝色精灵。有一点特殊,二者都属于斜方晶系,但被认为是两种矿物。前者通常呈放射状晶簇,球状也很常见;后者通常表现为枝枝杈杈的,会形成假五角形双晶,故名。五角石非常稀有,价格不是一般的贵。两种东西结晶,可能也是受温度或酸碱性等因素的影响。典型产地在印度浦那附近的Wagholi Quarry。

水硅钒钙:


五角石:


3cm

高4cm

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 楼主| 发表于 2008-12-26 09:19 | 显示全部楼层

漫谈蓝铜矿和孔雀石的生成与交代嬗变关系

作者:矿花馆主
本文由矿花馆主于2008-12-22发表,请参考:http://bbs.qsw.cn/viewthread.php?tid=60791

     孔雀石和蓝铜矿是色艳型美的矿晶,深受藏家欢迎。这两种矿物的成分相近,产于同样的环境,成密切共生关系,有时它们还能嬗变转换。那么它们是怎样生成的?在什么条件下嬗变呢?

     孔雀石蓝铜矿是原生硫化铜矿的风化淋滤型矿物。即原生的黄铜矿等在湿热的地理环境中被氧化变成硫酸铜和硫酸亚铁,其中的硫酸铜随雨水往下渗流,渗流路途恰好有石灰岩,那么硫酸铜溶液就和碳酸钙发生化学反应生成孔雀石:

           2CuSO4 +2CaCO3+H2O=Cu2(CO3OH2+2CaSO4+ +CO2
    如果这个化学反应的场所有理想的空间,如低凹易于聚集等,那么孔雀石就会生成良好的造型。


左:广东孔雀石                               右:孔雀石 高4.2厘米 亚利桑那


     蓝铜矿的生成也是同样的机理,但条件有别。即:某些矿脉的成矿环境密闭,溶质的含水量少而二氧化碳浓,则生成蓝铜矿;或正在生成的孔雀石溶质的含水量突然减少而二氧化碳增多,这时生成的不再是孔雀石而是蓝铜矿。

3CuSO4 +3CaCO3+H2O=Cu3CO3OH2+3CaSO4+ CO2




左图摩洛哥长柱状蓝铜矿,右图是孔雀石与蓝铜矿共生

     一旦密闭环境受破坏开放后,大量的水流入,二氧化碳减少,蓝铜矿的发育终止。如果溶质中的硫酸铜和碳酸钙离子丰富,反应继续按孔雀石进行,这就是孔雀石有时与蓝铜矿交错共生的机理。


蓝铜矿与孔雀石切片 亚利桑那

注:此照片仅作参考)


     如果在孔雀石蓝铜矿完全形成后,密闭的环境破坏,水增加二氧化碳减少,那么蓝铜矿嬗变成孔雀石。孔雀石本身就是这样环境生成的,因此不会变化。所以蓝铜矿容易嬗变成孔雀石,而孔雀石只能在成矿时成为蓝铜矿而很难在后期嬗变成蓝铜矿。这就是有蓝铜矿假象的孔雀石而难见到孔雀石假象的蓝铜矿的原因。



纳米比亚蓝铜矿假象的孔雀石(高9厘米)



蓝铜矿尚未完全嬗变成孔雀石(法国产)

     由于蓝铜矿的成矿条件更苛刻,且容易嬗变成孔雀石,所以蓝铜矿远比孔雀石稀少。
     成矿的理论是这样,实际情况要复杂得多,比如蓝铜矿和孔雀石同时发育,这就需要一个满足它们俩个性的特殊环境。这个问题我还没找到确切答案。

     希望各位师友多参与探究,提供资料、实例等,使我们对这两个姊妹矿有更多的认知。

[ 本帖最后由 晶彩 于 2008-12-26 09:25 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2008-12-26 09:37 | 显示全部楼层
鱼刺的宝贝儿:老师辛苦了。我这块是蓝铜矿的晶形,里面已是孔雀石了。


矿花馆主:蓝铜矿假象的孔雀石,不完全嬗变。

王旋:请教馆主:孔雀石在什么条件下可转变为硅孔雀石


矿花馆主:硫化铜矿风化后的硫酸铜溶液在地层中遇到碳酸钙水溶液就生成孔雀石;如果硫酸铜溶液在渗流途中遇到含二氧化硅的地下水,那么就生成硅孔雀石了。孔雀石和硅孔雀石是风化淋滤层分别产生的两类矿物,它们之间不存在互变关系。

王旋:再请问:蓝铜矿能转化为硅孔雀石吗?


矿花馆主:蓝铜矿和孔雀石是一样的,它们与硅孔雀石是同一成矿环境下的两类矿物,可以共生却不能转化(嬗变)。除非它们之间产生交代,即蓝铜矿分子以机械方式置换硅孔雀石分子而成为假象,比如黄铁矿交代菊石——这在逻辑上是成立的。

sapphirious亚利桑那州产的由孔雀石演变成的蓝铜矿也很有意思,烦劳楼主顺带也介绍一下吧。
玩石头:网上看见的蓝球,是蓝铜矿交代了孔雀石,还是本来就是钟乳状蓝铜?





矿花馆主:sapphirious 老师有孔雀石演变成蓝铜矿具体资料吗?这也正是我要寻找的东西。蓝铜矿嬗变孔雀石的资料比比皆是,但孔雀石嬗变成蓝铜矿的资料却难找,我亦需要这样的论据来解决它们之间到底能否逆反嬗变问题。
       亚利桑那州的铜矿标本驰名世界,尤其蓝铜矿与孔雀石混同共生的钟乳状、瘤状标本为别处所稀见,我前面贴出的切片就是那里的产品:


从这个切片可以看出蓝铜矿与孔雀石周期性的交错发育。


        这是本坛不久贴出的标本,从成相特征看应当是同类产品,蓝铜矿与孔雀石混同共生,非常漂亮。
         关于这个地区的精美标本,希望有图片、资料的师友奉献哦。


晶彩:这个会不会是因为孔雀石形成后,溶液中碳酸根离子浓度增加,从而导致向蓝铜矿转变?

矿花馆主:值得探究的问题。
         孔雀石转换成蓝铜矿的理论依据实在难找,我一直在努力搜集。但所见矿物书刊杂志都是描述孔雀石嬗变交代蓝铜矿的,还未见这个变化的逆向资料。所以我们要动员论坛师友来探究和搜寻相关论据。

         还有一个有趣的问题。通常我们认为蓝铜矿嬗变孔雀石只是在地下成矿环境下进行,其实在它们被开采出地表后仍可以发生。欧洲文艺复兴时期的一些油画所用的蓝、绿色颜料就是用蓝铜矿、孔雀石研制的,如今有些画的天空部分已经变成绿色,说明颜料中的蓝铜矿已经发生孔雀石转变,但原本绿色草地树木却为见变蓝,这说明孔雀石的稳定性要高于蓝铜矿。

晶彩:蓝铜矿的稳定性较孔雀石低,容易失水、失CO2而向孔雀石转变。

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 楼主| 发表于 2008-12-26 09:45 | 显示全部楼层
矿花馆主:本来就是钟乳状蓝铜。
         蓝铜矿和孔雀石是姊妹矿,她们的成分和成矿机理一样,区别只是分子量和发育条件不同。孔雀石能长成的形态蓝铜矿依然能。

        其实我国阳春蓝铜矿大部分就是球状的,只不过在最后期它的表面“老化”结晶成板状晶簇。它的内部结构和您的蓝球球内部结构完全一样,肯定都是放射状(有时带同心圆)的。这是蓝铜的共性,差别只是外界条件引起表面不同。

        左图是阳春蓝铜矿,右图是亚利桑那蓝铜矿(与球型孔雀石共生)。它们都是球状的,只不过球的最外层“粗糙”而已,与那种光滑的蓝铜球在结构上一致。

         这种球的表面细腻,与外界生成条件有关。从阳春蓝铜矿的断开面上同样能看到与这种光滑球断开面一样的放射状或同心圆构造。

玩石头:如果把球打开,里面孔雀石,外包蓝铜矿,大概就有戏了?
哪位可以找到这种球?


矿花馆主:前面那个切片就是啊,只不过它是不太规则的“球”。这个球好象就有一些呢。
蓝铜矿嬗变孔雀石的理论实例比比皆是,但孔雀石嬗变成蓝铜矿的资料我还在搜寻,我很想知道这个嬗变是否可逆的。所以我呼吁对这个问题感兴趣的师友们一起来搜寻权威资料和实例,找到理论性的依据。

sapphirious囧,晶彩老师就别藏着掖着了……Azurite pseudo after Melachite在国际上不是新闻已经好多年了……

矿花馆主:各位老师都别藏着掖着,有资料请贴出来吧。说实话,我对国外的原版刊物资料读解能力很差,非常想得到精通外文又懂矿物的师友的帮助,sapphirious 老师如有这方面的具体资料(如报道或文字文献之类)恳请贴出以解惑啊。国内比较深入的资料估计在相当专业的单位才有,我们普通石友很难找到。
现代矿物学对风化淋滤型硫化铜矿的研究已经比较成熟,蓝铜矿嬗变孔雀石的理论早已与实际互证,但孔雀石嬗变蓝铜矿,却未见学术上的著述记载。也就是说至少截止今天,我们只能认为蓝铜矿可以转为孔雀石,而孔雀石不能逆转为蓝铜矿。这个论断对于矿晶收藏的意义在于:在假象矿物方面,我们只能得到和鉴赏蓝铜矿假象的孔雀石,而没有孔雀石假象的蓝铜矿。
          我们仅仅是矿物发烧友,毕竟是业余爱好,也许我们的目光范围有限,谁也不能把所有的书看到,或许明天有新发现新突破。
         感谢晶彩和sapphirious 老师的辛勤参与探讨,也感谢众位师友的赏帖与支持。


晶彩:嗯,我们业余爱好者条件有限,可以说是只能“人云亦云”,其中的“人”指的是专业研究人士。孔雀石在自然条件下能否转化为蓝铜矿?葡萄状蓝铜矿是否蓝铜矿的孔雀石假象?蓝铜矿集合体不能长成葡萄状吗?这问题本身的确很有意思,我们都迫切想知道答案。等哪天出现了学术论文的记载,这个答案就会揭晓。----也许这就是现在的答案。

舒童:有机会找点专业人士询问一下,再就是看看实验室条件下是否可以实现互转,如果不行,就是世界难题了。呵呵。

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