寶石的“最佳助手”
水晶家族中有一個特殊的品種，原本晶瑩剔透的水晶裡包含著許多針狀、方向不規則的礦物，看起來就像是筆直的髮絲一樣，所以得名“發晶”。水晶裡面的這種“髮絲”究竟是什麼東西呢？
礦物學家研究發現，發晶內部的礦物可以有多種，如陽起石、電氣石、金紅石等，其中，包含有金紅石的發晶最為珍貴。這些稜柱狀的金紅石生長在水晶裡，雖然細小，卻清晰可見，形態十分美麗。
金紅石，英文名稱為rutile，由18世紀德國著名地質學家維爾納命名。該名稱來源於拉丁語，原意是“淺紅色”，這恰恰反映了金紅石的外觀，即具有紅色色調。金紅石的主要成分為二氧化鈦，化學式為TiO2，有時候會因為含有少量的鐵、鈮、鉭等物質而改變色調，呈現為暗紅、褐紅、黑褐色，當雜質的含量達到一定限度時，可分別稱其為鐵金紅石、鈮金紅石和鉭金紅石。
除了水晶之外，很多寶石裡都可能出現金紅石的身影，如紅寶石、藍寶石、石榴石和紅柱石。金紅石的存在能讓寶石展現出獨特的光學效應，大放異彩。所以，有人說，金紅石是寶石的“最佳助手”。世界上著名的“昆士蘭黑星”藍寶石，不僅個頭大，重達733克拉；更吸引人的地方在於，在光線照射之下，它的頂部會出現6道交叉的亮線，彷彿閃耀的星星，這就是典型的星光效應。
“昆士蘭黑星”之所以能夠出現迷人的星光，原因就在於，這塊藍寶石中含有三組細針狀的金紅石，它們彼此按照120°交叉分佈，把這塊藍寶石切割打磨成圓頂狀之後，強烈的光線在穿透寶石時經過反射和散射，會產生相互交叉的明亮光帶，可形成“六射星光”。當然了，隨著包裹的金紅石的數量不同，寶石裡面偶爾還會出現“四射星光”和“十二射星光”的情況。
以假亂真的“五彩鑽”
金紅石默默無聞，一生只“為他人作嫁衣裳”，那它本身能否成為寶石呢？礦物學家研究發現，金紅石不僅具有明亮的金剛光澤，而且對光線具有很高的折射和色散能力，其折射率為2.61~2.9，比鑽石還要高，色散值為0.28~0.33，超過鑽石6倍之多，為礦物之最。這也就意味著，金紅石能夠產生極強的火彩。
不幸的是，天然產出的金紅石沒有足夠的透明度，不能像鑽石那樣純淨無瑕。因為色散值越高，表示礦物對白光的分解能力越強，結果導致金紅石在天然狀態下總是帶有一些淺黃色；加之金紅石的硬度不大，莫氏硬度僅為6~6.5，不耐磨，易損壞，所以未能成為大眾化寶石。
不過，金紅石天生的缺陷難不倒聰明的科學家。1948年，美國一家公司在實驗室裡人工合成出了金紅石。這種合成金紅石不僅能夠呈現出極好的透明度，而且其中若加入一些特定的微量元素，還能使它們產生彩色效果，經過適當的切割處理後，幾乎可以與鑽石相媲美。後來，合成金紅石就成為鑽石的仿製品，並被賦予了一個美麗動聽的名字——“五彩鑽”。在誕生之初，“五彩鑽”曾大受歡迎；可時隔不久，廣大消費者就發現，這些寶石很容易遭受磨損，且光芒難以持久。於是，風靡一時的“五彩鑽”猶如曇花一現，很快就沉寂下去。
“第三金屬”的來源
現如今，金紅石主要用於工業領域。在理論上，金紅石中含有60%的鈦，是提煉金屬鈦的重要原料。
鈦是一種銀灰色金屬，從外表看，與鋼鐵很像，但它在物理性能上遠勝於鋼鐵——同樣體積下，鈦的重量大約只相當於鋼的一半，而強度毫不遜色。與鋁合金相比，鈦稍微重一些，但其強度是鋁合金的兩倍。不僅如此，金屬鈦還具有非常強大的抗腐蝕能力，能夠抵禦稀鹽酸、稀硫酸及大部分有機酸的腐蝕。
有人稱鈦是繼金屬鐵和鋁之後的“老三”，美其名曰“第三金屬”，其應用領域因此而日益廣泛，如美國的F-22“猛禽”隱形戰鬥機、SR-71“黑鳥”戰略偵察機、“鸕鷀”號無人機以及俄羅斯的“阿爾法”級攻擊潛艇，為了提高自身的機動性能，都是採用鈦合金製作的殼體。
美國SR-71“黑鳥”戰略偵察機
一直以來，鈦被人們認為是一種稀有金屬，但實際上，地殼中蘊藏的鈦元素十分豐富，幾乎在所有的岩石、土壤和水體中都存在，它的儲量比銅、鎳、鉛與鋅還要高。鈦之所以被認為是稀有金屬，主要是由於人們難以從原料中提取金屬鈦，而且其分佈較為分散。目前，冶煉金屬鈦的主要礦物原料有兩種：一種是鈦鐵礦，另一種就是金紅石。
此外，金紅石還有一個非常重要的用途，那就是製造鈦白粉。所謂的鈦白粉，就是金紅石經過粉碎、去除雜質之後形成的白色粉末。鈦白粉以亮度高、性質穩定而著稱，是目前已知的性能最佳、應用範圍最廣的白色顏料，號稱“白色顏料之王”，可用來生產製造油漆、紙張、塑料、橡膠等。由於鈦白粉無毒，還被廣泛應用於化妝品和食品行業，如有些白色香皂、牙膏和剃鬚膏中就含有一定量的鈦白粉。不過，由於天然金紅石的儲量日益減少，如今，在鈦白粉製造業中，人們越來越多地使用人工合成的金紅石。
天然金紅石既可以形成於火成岩和變質岩中，又可形成於砂礦之中。由於它的比重很大，為4.2~4.3，而且理化性質比較穩定，含有金紅石的岩石遭受風化破壞之後，經過流水搬運，會沉積在濱海形成砂礦。實際上，世界上大部分被開採的金紅石都來自於砂礦，通常由特殊的採砂船挖掘開採。
目前，世界上主要的金紅石產地有美國、澳大利亞和巴西等。我國主要的金紅石產地是湖北省棗陽市大阜山金紅石礦和山西省代縣碾子溝金紅石礦，僅這兩個礦的資源儲量就佔到了全國金紅石儲量的97%；此外，河北、河南、陝西、江蘇、山東、安徽等地亦有少量產出。目前，我國的金紅石產量仍然滿足不了工業需求，更多的則需要進口。
閱讀更多 凱文百科 的文章
