在《西游記》中，齊天大圣孫悟空曾多次勇闖龍宮。龍宮是用珍寶建造的，用各種各樣的玉和珊瑚裝飾，其中最引人注目的是晶瑩剔透的水晶。它們使龍宮變得極為壯觀，因此龍宮又被稱為“水晶宮”。
什么是水晶？在古人看來，水晶是“千年融冰”、“水靈”，故又稱“水玉”、“水精”。透明水晶自古以來就被視為“純潔、正直、善良”的象征。中國古代偉大的浪漫主義詩人屈原曾寫過一首歌頌水晶的詩：“登昆侖兮食玉英，與天地兮同壽，與日月兮同光。”
因此，水晶應(yīng)該離不開“無色透明”4個字。但事實(shí)并非如此。水晶家族比我們想象的要大得多。
色彩斑斕的水晶家族
我們現(xiàn)在知道水晶和水沒有任何關(guān)系，從它的礦物組成來看，它只有石英，即二氧化硅，是地球上最豐富的礦物之一。當(dāng)我們踏上海邊的沙灘時，腳下的細(xì)沙礫大多是二氧化硅。
水晶族不僅在地球上廣泛分布，而且有多種顏色。除了純凈無瑕的透明水晶外，還有乳白色的“牛奶石英”、紫色的“紫水晶”、淺粉色的“玫瑰水晶”，還有一些呈金黃色或檸檬色的，稱為“黃色水晶”。如果有同心圓的多色條紋或圖案，則稱為瑪瑙。如此大量的水晶真是令人眼花繚亂，五彩繽紛。
地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果有合適的條件，晶體生長的規(guī)�？梢苑浅４蟆Ｈ绻械叵露囱ɑ驇r石裂隙，這里溶解的硅酸鹽沉積，石英礦物可以在這個洞穴中逐漸結(jié)晶生長。在大多數(shù)情況下，晶體生長是不規(guī)則的，所以很難觀察到晶體的形狀，也就是說，很難觀察到它的單晶是柱狀、針狀、板狀還是顆粒狀。然而，它在洞里生長。由于自由空間的存在，可以形成相對完善的晶體形貌。一般以孔壁或裂紋壁為共同基部，大量的單晶從發(fā)展的空間面向自身形成聚集體，即晶簇結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗窃诳涨恢行纬傻�，這種結(jié)構(gòu)就是晶體。1900年，在南美的巴西發(fā)現(xiàn)了一個深9.7米、寬1.9米、高0.9米的罕見水晶洞。這個洞穴的總重量達(dá)到35噸，是世界上最大的。
在水晶家族，每個人都在互相競爭，但有一個非常謙遜的“無名小卒”。雖然人們早就見過，但并不受追捧。這種水晶從外到內(nèi)，通體半透明，呈現(xiàn)出一種煙黃色甚至深褐色，仿佛被黑煙熏過。因此，人們稱之為“煙晶”。有些煙晶體會變黃，稱之為“茶晶”；如果煙晶顏色較暗，則稱為“墨晶”。與紫晶的奢華和玫瑰水晶的華麗相比，煙晶就像一個默默無聞的小兄弟，但正是這種低調(diào)的色彩和朦朧的意境賦予了煙晶無限的魅力。
能量決定顏色
關(guān)于煙晶體特殊顏色的成因有一場爭論。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，煙晶體發(fā)黑是因?yàn)槠渲泻猩倭康奶荚亍！兜刭|(zhì)字典》對煙晶的解釋是：“色素是由碳引起的，黑色的深度取決于碳的含量，全黑的就叫墨晶”，每當(dāng)提到墨，自然會想到碳，但隨著研究的深入，有人也提出過質(zhì)疑。
長期以來，人們認(rèn)為紫水晶的紫色是由鐵、錳、鈦等雜質(zhì)元素混合而成，雜質(zhì)含量影響紫色的深淺。但后來的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紫晶加熱到450℃~500℃時，紫色會褪色變黃。因此，有人認(rèn)為紫水晶的顏色只是由于鐵離子電子層的變化而引起的光學(xué)現(xiàn)象。用同樣的方法，有人加熱了煙晶體，發(fā)現(xiàn)當(dāng)它達(dá)到一定的溫度時，煙晶體會變回?zé)o色狀態(tài)。
這說明煙晶體的顏色變化必然與能量密切相關(guān)。
我們知道礦物晶體的結(jié)構(gòu)在空間上是周期性的重復(fù)排列，但有時雜質(zhì)的出現(xiàn)會破壞這種重復(fù)排列的晶體結(jié)構(gòu)。例如，石英晶體原本是二氧化硅，但有時四價硅離子會被三價鋁離子取代。此時，正電荷較少的陽離子進(jìn)入晶格，取代帶較多正電荷的陽離子，導(dǎo)致局部中性點(diǎn)的破壞。當(dāng)受到外部X射線、γ射線和中子的轟擊時，晶體受到損傷，形成晶格缺陷。這些微觀缺陷可以束縛電子或形成可見光的吸收中心，從而導(dǎo)致晶體的顏色變化。
1979年，一位學(xué)者用鈷-60輻照一種無色晶體，但它變成了一種煙霧晶體。這是人類首次通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了之前的猜想。這位學(xué)者使用的鈷-60是放射性金屬元素鈷的同位素，它可以通過β衰變釋放出強(qiáng)大的能量和伽馬射線。實(shí)驗(yàn)中使用的無色晶體也是含有少量鋁的石英晶體。
已知煙黃色或深褐色與內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部輻射有關(guān)。自然產(chǎn)生的煙晶體應(yīng)該是那些含有少量鋁的無色晶體在地面輻射后形成的。
細(xì)心的人可能會問，煙晶體中殘留的放射性物質(zhì)會危及佩戴者的健康嗎？別擔(dān)心，正規(guī)市場上的寶石首飾沒有放射性危害，寶石入市有嚴(yán)格的檢驗(yàn)程序，那些對人體有害的放射性礦物幾乎不可能進(jìn)入市場。
煙晶的主要產(chǎn)地
由于石英是花崗巖、片麻巖和砂巖的重要組成部分，因此石英非常常見，但很難找到完整的大塊石英晶體。世界著名的煙水晶產(chǎn)地包括巴西、英國、烏拉圭、印度、美國和墨西哥。英格蘭蘇格蘭的凱恩戈姆山脈富含煙熏晶體。這里發(fā)現(xiàn)的最大的一個重達(dá)23.6公斤，目前保存在蘇格蘭的一個舊城堡里。
我國、內(nèi)蒙古、江蘇、海南等省區(qū)均有水晶產(chǎn)量，其中江蘇東海水晶最為著名。這里已探明的天然水晶儲量約30萬噸。有各種類型的煙晶，紫水晶和黃玉。是世界著名的天然水晶原料集散地，有“水晶之都”的美譽(yù)。
由于其特殊的審美價值，煙晶常被用作珍貴的雕刻材料。然而，它只是晶體家族中的一個應(yīng)用領(lǐng)域，晶體的工業(yè)價值遠(yuǎn)不止于此。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于晶體硬度高，僅次于金剛石、剛玉、黃玉，耐候性強(qiáng)，磨碎的石英粉可制成金屬拋光劑，常用于磨床和噴砂機(jī)。另外，由于石英能產(chǎn)生壓電效應(yīng)，即當(dāng)晶體在一定方向上受到壓應(yīng)力或拉應(yīng)力時，會在垂直于應(yīng)力的表面兩側(cè)產(chǎn)生正負(fù)電荷。
如果機(jī)械壓力與壓力和張力交替作用，就會產(chǎn)生交變電場。根據(jù)這一特性，晶體被廣泛用于制造高精度壓電石英元件，如諧振器、濾波器等，是現(xiàn)代國防和電子工業(yè)中的重要元件。有些晶體可用于制作石英折射儀、光譜儀等先進(jìn)的光學(xué)儀器，也可用于熔融石英玻璃。這是一種只含有一種二氧化硅成分的特殊玻璃。耐高溫、耐腐蝕�？勺鳛閲�、冶金、化工、建筑等行業(yè)的重要原料�，F(xiàn)在市面上很多昂貴的棕色鏡片眼鏡都是用煙熏水晶制成的。
