提到兵马俑,您的印象是什么呢?栩栩如生、气势恢宏......可能还有点“灰头土脸”。其实,我们那迷人又智慧的老祖宗人虽然下线了,但审美绝对是在线的,对于色彩只有讲究,没有将就。兵马俑刚出土时可是真正的“鲜衣怒马”,其中有一抹神秘紫色,经检测是最早的人工合成无机颜料


兵马俑(图片源于网络,侵删)

它的原料除了常见的颜料矿物石青(蓝铜矿)石绿(孔雀石)石英外,还有一种看起来和颜料没多大关系,却不可或缺的矿物——重晶石


馆藏蓝铜矿、孔雀石与石英标本

重晶石正如其名,密度约4.3-4.6 g/cm³,高于大多数非金属矿物,因此握在手中会有明显沉甸甸的坠手感,其英文名称Barite也是源于希腊语 barys(沉重)。它的颜色通常是无色透明或白色,并不鲜艳夺目。


馆藏重晶石标本

重晶石之所以在这种紫色颜料中不可或缺,是因为它的成分为硫酸钡,是提取钡(Ba)的重要矿物,而颜料的主要成分为硅酸铜钡。虽然颜料中的紫色源于铜离子,但由于钡离子的半径较大,为铜离子搭建并稳定了晶体架构,使其能够吸收特定波长的光,最终呈现出的紫色稳定而独特,被誉为“中国紫”。


中国紫(图片源于网络,侵删)

这种颜料的合成技术堪称古代黑科技,即使用现代设备复刻都需要反复试验,因为其中涉及到精确的温度控制、严格的配料比例以及复杂的化学反应。如此科技感十足的它,甚至在现代研究中曾被认为具有潜在的超导性。这虽然并未被明确证实,但也不是空穴来风,因为钡、铜的确与超导材料有关,如1987年发现的二代高温超导材料钇钡铜氧(YBCO),被运用于超导计算机、磁悬浮列车、核磁共振等领域。


高温超导材料钇钡铜氧(YBCO)(图片源于网络,侵删)

除了用于超导体材料,从重晶石中提取的钡还能用于生产多种钡化合物,在多种领域发挥作用:如碳酸钡的光学性质可用于制造光学玻璃陶瓷釉料氯化钡遇水可析出钡离子,能与含硫酸根的化合物反应生成难溶性硫酸钡沉淀,可用作定性分析试剂,检测水中的硫酸根离子。


碳酸钡与氯化钡(图片源于网络,侵删)

而重晶石本身除了用于提取钡外,也因为高密度这一特性,被用于钻井泥浆的加重剂,稳定井下压力,防止井喷。这个特性与不溶于胃酸(盐酸)等中强酸、能吸收X射线以及无毒这三个特性结合,可用于医学中的造影剂,让患者服用后,在X射线照射下检查消化道有无病变,这就是人们熟悉的“钡餐”。


钻井泥浆的加重剂(图片源于网络,侵删)


钡餐(图片源于网络,侵删)

很多像重晶石这样看似普通的矿物,都可能有着类似的经历——在某个时代被偶然发现与使用,在另一个时代被重新理解,在更新的时代被发现意想不到的用途。在未来,这个地球馈赠的宝“钡”,或许还会为我们带来更多惊喜。

来源: 石林石得利地质博物馆