文章轉載自“地球雜誌”
威爾遜1994年畫的甜蜜之家菱錳礦
供圖/劉光華
大自然有一種美麗的風情並不易見到。
它，既普通到奠基我們腳下的沃土，
又珍稀於埋藏地下深處，
雖然它的組分是無機物，
卻有著與有機生命一樣的孕育、生長、變異、終老的全過程，
凝結了地球母親內心的脈動和成長經歷的資訊。
它，就是地球深處的驚豔“生命”——礦物晶體。
受美國著名礦物學家、藝術家溫德爾•威爾遜（Wendell E.Wilson）礦物晶體藝術繪畫啟發，我想另闢一種科普與藝術結合的方式展現礦物晶體之美。
從礦物晶體之美的物理、化學內涵，礦物晶體之美的滄桑經歷，以及大自然礦物晶體與神奇動物、繽紛植物的美麗邂逅等多個角度，探討礦物晶體的演變規律，傳遞大自然礦物生命的絢麗片段。
聖佩德羅科拉利托斯的幻想之辰砂供圖/劉光華
“赤橙黃綠青藍紫，誰持彩練當空舞？”據說人類的眼睛能分辨的顏色多達1000萬種，色彩是大自然動人心魄、萬物相吸最基礎的特徵。
花鳥魚蟲、風雨雷電，自然萬物因變幻無窮的色彩和千奇百怪的形態而活潑生動、蕩人心魄。
礦物晶體的色彩、形態既不輸於這些基本特質，其“生命”過程更有著壯闊的地質背景、生長規律和人文情懷，蘊含著獨特、神秘的別樣風情。
暫以毛主席的詩詞為藍本，從色彩切入，按照“赤橙黃綠青藍紫”的次序，本篇先從紅色道來。
紅色礦物
——礦物色彩的秘密
礦晶繪畫
“日出江花紅勝火，春來江水綠如藍。”紅色源於太陽光三原色之一，在色譜學中紅色是最為閃亮和熱烈的，代表著濃烈、激情、勇氣……
在國人眼裡，紅色更是凝聚著新中國波瀾壯闊的革命成長史，也是老百姓最喜歡的喜慶色，既是婚嫁必選色，也是事業好運首選色，以紅色寶石作為扮美裝飾，常常吸睛度極高。
天然呈現紅顏色的礦物晶體可不少，比較常見的有剛玉（紅寶石）、電氣石（碧璽）、尖晶石、辰砂、石榴石，菱錳礦、赤銅礦等，還有一些是在晶體長成後被環境“染”紅的，如紅水晶、紅方解石等等。這些紅色礦物晶型各異，光澤不同，硬度差異大，當然因其稀缺性和用途不同，價值更是天壤之別。但神奇的是，令這些寶物呈現豔麗紅色的關鍵，卻是基本一致的，色彩的秘密就在這裡！
碧璽
原來，令礦物晶瑩璀璨、萬紫千紅的關鍵，是位於元素週期表中過渡族的鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅等元素，它們就像礦物晶體裡駐著的一干色彩魔術師，百變戲法讓晶體熠熠生輝！
玫瑰色方解石
中國地質博物館館藏
對礦產有一點了解的人都知道，這些元素都是重要的金屬礦產資源，是支撐現代工業的關鍵物質，但它們為礦物裝點色彩上的非凡技藝，卻鮮為人知。
這些元素個個身藏絕技，通常，它們混在供應礦物生長的氣液流體中歡騰遊戲，一旦與體格（原子半徑）、技能（離子價態、外層電子數）般配的元素大部隊相遇，它們就和數量最多、最強壯的元素兄弟緊緊抱在一起，形成穩定的分子團，分子團有規則地團團相接，直到長成漂亮的晶體，這位魔術師就成功地把自己融入晶體，把它偏好的顏色變成炫彩的晶體戰果。
辰砂
比如錳元素，在自然狀態下偏好紅色，它和碳、氧元素結合成穩定的碳酸錳分子團，巧妙地搭建成菱錳礦板狀晶體，錳元素的紅色偏好就化身菱錳礦晶體的紅色-粉紅色容顏，這種進入礦物主要成分元素顯示的顏色，也稱為礦物的自色。
菱錳礦
大家知道礦產資源是稀缺資源，只在成礦條件好的地質體中區域性富集，這些元素魔術師在自然界中多為微量分佈的小眾。因為小眾且善變，大多數情況下，它們分散遊蕩在固體、流體中，常常不受待見地被一團團晶格兄弟排斥在外，擠不進主流陣容。但因為這些魔術師都是過渡族元素，活潑的外層電子結構賦予它們化學鍵活躍且易呈多價離子的特性，所以在親水性、化合物佔位、顯色、磁性等方面的本領“千變萬化”，一旦發現分子團有短鍵、晶格上有空位，特別是體態相貌相似的隊友缺席，它們就伺機而動。
或是偽裝成隊友拼命佔領這個缺陷，以類質同像方式替換，上演一齣兒“狸貓換太子”，或是卸掉若干電子，瘦身後潛入晶格，慢慢以少勝多，顛覆原來晶體的色彩取向，於是，非主流元素的一場“顏色革命”便大功告成。
“魔術師”佔位晶格示意圖
製圖/王鐸
元素魔術師使礦物呈現五光十色的戲法還很多，比如三氧化二鋁是組成剛玉的分子團，晶體純淨時的剛玉是無色的，但當有微量的鉻代替鋁時就呈現出紅色，升級為紅寶石了，而當微量的鐵、鈦佔據了晶格，則呈現出藍色，變身藍寶石了。
藍寶石
攝影/畢皓月
“達碧茲”紅寶石 攝影/李盈青
不但不同元素可以讓同一礦物顯示不同色彩，比如錳偏好紅色，鈦偏好藍色，而銅偏好綠色，就是同一元素，因為價態不同，也能變幻多種顏色。同為鐵元素，二價鐵離子多為綠色，三價鐵離子為黃色或紅色，二價錳為粉紅色，而六價錳離子則是綠色的，同樣是讓剛玉變紅的鉻元素，三價時則多呈綠色，也是它讓祖母綠、翡翠呈現出鮮豔欲滴的綠色！
祖母綠
攝影/畢皓月
紅色尖晶石和綠色淺閃石
攝影/李彥偉
這類著色也稱為礦物的他色。大多數紅色礦物的紅色並不是主成分的作用，而是在礦物晶體生長過程中，鐵、錳、鉻、鈦等元素魔術師變幻身姿、巧奪天工，襲奪了礦物晶格有利位置，賦予了這款寶物紅色的靈魂！
色彩魔術師雖然數量並不多，但在扮靚透明礦物時可是扮演了頂頂重要的角色，因而統稱為“致色”元素。
在找礦人眼中，對地質露頭的漂亮顏色則特別敏感，在山下遠遠望到紅色、綠色、黃色露頭就特別興奮，不管多累、山多高，也要爬上去看個究竟！因為紅色露頭很可能是鐵、錳礦物風化產物，預示著露頭下面可能有鐵礦、錳礦、鉛鋅等金屬礦藏，而綠色露頭，必定與銅礦密切相關。
據在西藏找礦的朋友們說，在銅礦富集區的地表，經常能見到如孔雀羽毛般漂亮的藍綠色岩石、水華，映襯著碧水，裝點了山川，指引著地質找礦人。
銅綠風化-驅龍銅礦的孔雀河露頭
供圖/唐菊興
銅礦孔雀河
供圖/唐菊興
鐵帽—我國最大銅金礦鐵格隆南 供圖/唐菊興
畫筆下的紅色礦物
我曾試圖探索藝術與礦物晶體相結合的科普之路，用色粉畫法描摹插圖。色粉畫源於西方繪畫傳統，是用各色粉筆在粗糙的紙上創作的畫種，大約有五百年的歷史了。因為它兼具油畫和水彩的藝術效果，色彩豐富，筆觸自然，表達風景、人物繁簡皆可，而且用具簡單、執畫修改方便，所畫即所見，深受西方畫家推崇，20世紀三十年代由徐悲鴻等引入我國。
今天呈現給大家的這幅畫，畫了兩種美麗的紅色精華，一款來源自廣西蒼梧縣礦山的紅色菱錳礦晶體，一款是飛翔在滇、桂叢林中的紅羽小鳥——“太陽鳥”。太陽鳥是雀形目、太陽鳥科、太陽鳥屬的通稱，全球有14種，它們體態嬌小，身長僅有幾釐米至十幾釐米，兩性異色，雄鳥羽毛一般都有鮮豔、明亮的顏色，並伴有少見的金屬光澤，體羽常具紅彩，腰腹多金黃，頭頸常呈藍綠金屬光澤，因而與蜂鳥有許多相似之處，也有“東方蜂鳥”之稱。
停在花朵上的太陽鳥
我畫的這種應該是“黃腰太陽鳥”雄鳥，背部、胸部是豔麗的紅色，非常耀眼，與菱錳礦晶體的紅很相襯，而後頸部的一小叢靛藍色羽毛，則是亮麗的金屬光澤。這種美麗的鳥主要生活在雲南、廣西的常綠闊葉林中、竹林或村邊開闊的小樹林中，性活潑，喜愛穿梭跳躍在喬木上層的花叢枝葉間，靠吮吸蘭香花蜜生活。
無機礦物晶體的色彩受流體成分控制，由地質作用造就；鳥類的色彩則源於在大自然中生存、繁殖，不斷進化、演化，是生物適應自然、融入自然進化的結果。羽毛的彩色顏色既來源於食物中的葉綠素、胡蘿蔔素、蝦青素等色素物源（當然致色元素也可能參與其中），也可能源於羽毛特殊的毛髮構造，在陽光下顯現錆色、金屬光澤等色澤，蜂鳥就是兼具色素和構造色兩種羽毛色彩的少數動物之一。
選擇描摹這兩款天然寶貝，一是因為它們都有天然漂亮的紅色，二是它們都是原產於我國的大自然寶庫，無論是通透的晶體，還是靚麗的羽毛，皆是顏色家族中最具紅色代表性的珍貴資源，在自然界中這兩款美物不可能相遇，但在畫中，把太陽鳥的視線投向紅色礦物晶體，在蒼翠的背景下，它們紅豔豔地彼此相望、相映成趣，演繹一幅大自然的紅色戀曲。
菱錳礦與太陽鳥創作/高平
大自然是靈動的，有一種躍動是固液流體觸碰中原子與原子的漫長相擁、攀援。
大自然是奇妙的，有一種絢麗是深藏在大地深處，閃爍在電子躍遷、離子置換光影之中。
剛玉
中國地質博物館館藏
大自然是有生命的，有一種生命是衝破重壓後的綻放，海枯石爛後的永生。
大自然是多彩的，就像豔麗的太陽鳥、紅潤的菱錳礦那樣，在燦爛陽光下，那抹鮮紅跨越了有機、無機，裝點著萬紫千紅的大自然。
美不勝收的礦物晶體，需要我們細細探究，用畫筆不停地描摹，邀約美麗的生物與你相遇、共舞，探索礦物晶體和藝術結合的科普之路。
