黃鐵礦金黃色的色澤讓許多人誤認(rèn)為它是黃金。

如果你的朋友送給你一塊閃亮的“金塊”，先別急著高興，因?yàn)槟闶盏降目赡苁恰坝奕私稹保簿褪屈S鐵礦。要驗(yàn)證這塊金屬是不是黃金，你只需要將它在粗陶片表面刮擦：黃金會(huì)留下金色劃痕，而黃鐵礦的劃痕則是黑綠色的。黃鐵礦愚弄了許多淘金者，但它也是推動(dòng)人類文明發(fā)展的重要資源。在從電子設(shè)備到化肥的各行各業(yè)，黃鐵礦都是重要參與者。而今天，人們也學(xué)會(huì)了利用愚人金尋找真正的黃金。

引火助人類走出非洲

早在約100萬(wàn)年前，人類的祖先就學(xué)會(huì)了生火。起初，古人類先是發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間用力摩擦木材可以產(chǎn)生火花，但這種技巧難以掌握，并不可靠。大約25萬(wàn)年前，黃鐵礦有如鏡面的金色外觀和鋒利的晶體棱角，引起了某個(gè)古人的興趣。他可能用所有能自收集到的材料敲擊黃鐵礦，當(dāng)某塊燧石和黃鐵礦飛快擦過(guò)的剎那，快速運(yùn)動(dòng)的燧石攜帶的動(dòng)能在黃鐵礦晶體鋒利的邊緣釋放。由此產(chǎn)生的高壓讓二硫化亞鐵的硫-硫化學(xué)鍵斷裂，釋放熱量和光。掉落的火花點(diǎn)燃了他身邊的干草。由此，人類第一次掌握了撞擊取火技術(shù)。經(jīng)過(guò)千萬(wàn)次嘗試和失敗后，古人類發(fā)現(xiàn)單一晶體的黃鐵礦質(zhì)地堅(jiān)硬，表面光滑，不太容易和燧石擦出火花;反而是表面不規(guī)則、容易破碎的黃鐵礦結(jié)核，更容易在碰撞過(guò)程中產(chǎn)生火花。在使用火種方面的便利，大大提高了人類制造工具和武器的能力，并對(duì)人類文明產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

古人類曾用黃鐵礦結(jié)核敲擊燧石生火。

黃鐵礦和燧石的體積不大。這種便于隨身攜帶的工具讓游牧部落可以隨時(shí)隨地使用火，這意味著比生食更健康的熟食變得更容易獲得。同時(shí)，夜間也不再是漆黑一片。在火光映照下，人類在夜間多了許多時(shí)間共處，社交的需求催生出語(yǔ)言和更復(fù)雜的人際關(guān)系。有人類學(xué)家甚至認(rèn)為，黃鐵礦和燧石的“生火組合”是20萬(wàn)年前人類祖先能夠走出非洲的重要原因之一。

第一件礦物收藏品

黃鐵礦最標(biāo)志性的特征，要數(shù)靚麗規(guī)則的大塊結(jié)晶、介于黃銅和黃金之間的閃耀光澤，以及迷人的拉絲紋理。黃鐵礦不但是全世界最常見(jiàn)的礦物收藏品，而且是許多礦物愛(ài)好者的第一件藏品。這是因?yàn)?，相比其他昂貴礦物，黃鐵礦儲(chǔ)量豐富，所以價(jià)格極低。要獲取品相優(yōu)良的標(biāo)本，成本并不高。

古人類很早就開(kāi)始收集并利用黃鐵礦。和玉髓（微晶質(zhì)石英，自然界最常見(jiàn)玉石品種）和黑曜石（火山玻璃，常用于制造石質(zhì)切割器或飾品）一樣，黃鐵礦也是古人類最早利用的礦物之一。

黃鐵礦的正式名為“二硫化亞鐵”。它的結(jié)晶除了最常見(jiàn)的四四方方的正立方體之外，還有粒狀、球狀、放射狀、鐘乳石狀、纖維狀、結(jié)核狀等結(jié)晶形態(tài)。黃鐵礦莫氏硬度為6.0～6.5（略低于玻璃），比重為4.9～5.2，其明亮度甚至超過(guò)黃銅，但略遜于黃金。

黃鐵礦中的亞鐵離子很容易和其他金屬發(fā)生置換。黃鐵礦中除了含有鐵，還可能含有鎳、錳、銅、銀甚至金。因此，不同礦區(qū)的黃鐵礦，硬度、密度和顏色存在輕微差別。

天然黃銅

天然黃金

天然黃鐵礦

紡織業(yè)的大明星

古代染工已經(jīng)知道，某些物質(zhì)能夠幫助天然染料附著到織物上。早期的法國(guó)染工甚至認(rèn)為這些物質(zhì)能夠打開(kāi)纖維的“氣孔”。但實(shí)際上它們的作用是幫助形成色素沉淀。這些物質(zhì)后來(lái)被人們稱為“媒染劑”。傳統(tǒng)媒染劑多為金屬鹽，主要來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)品和火山噴發(fā)物。但是它們一般都不純凈，因此最后固定在織物上的顏色往往淡于染料的顏色。

中世紀(jì)時(shí)期，羊毛貿(mào)易支撐起整個(gè)英國(guó)的繁榮。羊毛染色商用富含黃鐵礦的頁(yè)巖和碳酸鉀（提取自草木灰）混合，然后將混合物加熱，讓二硫化亞鐵形成硫酸鐵，并將碳酸鉀轉(zhuǎn)化為近乎純凈的明礬（十二水合硫酸鋁鉀），而明礬在過(guò)去是非常好用的媒染劑。

直到17世紀(jì)中葉，整個(gè)歐洲都以黃鐵礦為原料生產(chǎn)明礬。不僅如此，不少歷史學(xué)家認(rèn)為，明礬產(chǎn)業(yè)讓人類第一次利用復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)制取純凈物，因此明礬制造業(yè)可以說(shuō)孕育了現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)。

藥物、武器和煉金

早在公元前7世紀(jì)（東周初期），中國(guó)古代醫(yī)生利用從火山口附近收集到的硫黃，開(kāi)創(chuàng)了用加熱硫黃產(chǎn)生的刺激性氣體清理腸道的療法。當(dāng)時(shí)，硫黃燃燒后產(chǎn)生的煙霧還可用于殺死藏于動(dòng)物毛發(fā)或衣物纖維中的寄生蟲(chóng)。硫黃粉末被制成各種藥物，用于治療皮膚病。但到了公元前4世紀(jì)（東周末期），火山口地區(qū)的硫黃資源逐漸稀少，于是古代中國(guó)人學(xué)會(huì)了從黃鐵礦中提煉硫黃。明朝（17世紀(jì)）《天工開(kāi)物》中記載：“凡硫黃，乃燒石承液而結(jié)就?！边@里的“石”指的就是黃鐵礦或是含有黃鐵礦的其他礦物。黃鐵礦被加熱后，會(huì)產(chǎn)生“金黃色蒸氣”，遇冷凝結(jié)后就形成純凈的硫單質(zhì)。黃鐵礦本身也是一種藥材，中藥中的一味藥材“自然銅”就是黃鐵礦，中醫(yī)認(rèn)為其具有化瘀血作用。

東漢時(shí)期的方士已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在火藥中添加硫黃，火藥不但更容易被點(diǎn)燃，而且燃燒速度更快。這種可以爆炸的火藥配方是冷兵器向熱兵器轉(zhuǎn)型的重要奠基石。清康熙年間，全國(guó)火藥制造廠每年耗費(fèi)400噸硫黃，而所有這些硫黃都來(lái)自黃鐵礦。在公元2世紀(jì)前，黃鐵礦是大多數(shù)沒(méi)有火山硫礦的亞洲和歐洲國(guó)家獲取硫黃的主要來(lái)源。

公元10世紀(jì)時(shí)，阿拉伯煉金術(shù)師觀察到，黃鐵礦被加熱后釋放硫黃煙霧，留下黑渣?；谶@種觀測(cè)，他們大膽猜測(cè)這個(gè)過(guò)程應(yīng)該可以逆轉(zhuǎn)。他們相信美麗的黃鐵礦結(jié)晶最初就是由硫黃和這些黑渣所化。他們甚至相信所有物質(zhì)都能升級(jí)到更高形態(tài)，比如黃金。

無(wú)獨(dú)有偶，不少歐洲煉金術(shù)師也抱有這種想法。在煉金術(shù)的歷史中，黃鐵礦和硫黃是煉金術(shù)師們“煉化”黃金的主要原材料。還有不少煉金術(shù)師相信，黃鐵礦是一種沒(méi)完全成熟的黃金，要讓這些“幼金”成熟，需要添加更多硫黃。雖然煉金術(shù)師們努力了好幾百年也沒(méi)有煉出黃金，但黃鐵礦催生出的煉金熱，在一定程度上也為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

中世紀(jì)歐洲煉金術(shù)師們被黃鐵礦所吸引，不斷追尋煉金之術(shù)。

打破硫黃壟斷

19世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)植物對(duì)過(guò)磷酸鹽化肥的吸收速度非?？?，這種肥料讓人類能以前所未有的速度從土地上獲取糧食作物。由此引發(fā)的一場(chǎng)化肥革命讓歐洲人口持續(xù)且快速增長(zhǎng)。為了滿足更多人對(duì)生活物資的需求，工業(yè)大革命在全歐洲如火如荼上演。在其中，黃鐵礦扮演了重要角色。

生產(chǎn)過(guò)磷酸鹽化肥需要硫酸，而制造硫酸首先要有硫黃。因此，天然硫黃成了各國(guó)重要的戰(zhàn)略資源。起初，意大利西西里島火山還能滿足歐洲大部分硫黃需求。但1839年，一家法國(guó)公司控制了整個(gè)西西里島的硫黃資源，將硫黃售價(jià)提高到原先的四倍。硫黃價(jià)格飆升，逼得大多數(shù)歐洲國(guó)家放棄購(gòu)買硫黃，轉(zhuǎn)而重新開(kāi)啟各自的黃鐵礦廠。他們用高溫焙燒黃鐵礦的方法生產(chǎn)二氧化硫氣體，溶于水后形成硫酸。黃鐵礦作為全世界硫元素主要來(lái)源的重要地位一直持續(xù)到1894年。直到德國(guó)人弗拉施發(fā)明利用過(guò)熱水和過(guò)熱蒸汽從硫黃礦中提取硫的方法之后，人類對(duì)黃鐵礦的依賴才開(kāi)始有所減弱。但即便如此，在20世紀(jì)50年代之前，全世界半數(shù)硫黃依然是以黃鐵礦為原料生產(chǎn)的。

西西里島有豐富的天然硫黃資源。圖為噴氣孔周圍熔化的硫黃。

淘金夢(mèng)讓他們定居北美

數(shù)百年來(lái)，黃鐵礦吸引大量歐洲淘金客前往北美大陸。1542年，法國(guó)探險(xiǎn)家卡迪爾聽(tīng)信傳聞，前往加拿大北部圣勞倫斯河地區(qū)尋找寶藏。后來(lái)，他帶回法國(guó)的“黃金”和“水晶”被鑒定為黃鐵礦和石英石。1574年，英國(guó)探險(xiǎn)家弗羅比歇爾來(lái)到加拿大北部尋找黃金?；氐接?guó)后，他將一塊黑石頭交給分析師檢驗(yàn)，得到的回答是黃鐵礦。他不甘心，又將石頭交給第二位分析師，也得到了相同的回復(fù)。直到他將石頭交給第三位分析師時(shí)，他才得到了他想要的答案：石頭里有黃金。這個(gè)消息鼓舞了弗羅比歇爾。他再次前往加拿大，并帶回了140噸“金礦石”。

弗羅比歇爾帶回一大堆“金礦石”的消息很快就傳到英國(guó)女王伊麗莎白耳朵里。伊麗莎白本來(lái)就很羨慕西班牙人從墨西哥和秘魯掠奪大量黃金。一聽(tīng)說(shuō)加拿大可能有黃金，她當(dāng)即調(diào)撥了15艘大船，讓弗羅比歇爾率領(lǐng)船隊(duì)前往加拿大。幾年后，他率領(lǐng)的船隊(duì)浩浩蕩蕩駛?cè)雮惗卮a頭，帶回了1350噸“金礦石”。不過(guò)，弗羅比歇爾還沒(méi)來(lái)得及向女王討要封賞，那個(gè)報(bào)告黃鐵礦中有黃金的分析師的作假手段就被揭穿——他承認(rèn)黃鐵礦樣本中的金粉是他私自加入的。雖然英國(guó)人在加拿大的黃金夢(mèng)破滅了，但黃鐵礦確實(shí)激發(fā)了一代歐洲人前往北美洲尋找礦藏，并積累了許多關(guān)于北美大陸的寶貴知識(shí)，為后來(lái)的探險(xiǎn)家開(kāi)辟了可靠路線。

17世紀(jì)初，黃鐵礦再次被人們關(guān)注。1607年，英國(guó)探險(xiǎn)家史密斯帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，前往今天的美國(guó)弗吉尼亞州尋找黃金。他回到英國(guó)時(shí)，一同帶回了1100噸含有閃閃發(fā)亮金黃色晶體的沙黏土礦。但后來(lái)這些黃色晶體被證實(shí)為黃鐵礦。英國(guó)人再次撲空，但發(fā)現(xiàn)黃金的假消息確實(shí)促使大量英國(guó)人定居弗吉尼亞等北美地區(qū)。

黃鐵礦點(diǎn)燃了英國(guó)人的淘金夢(mèng)，也間接促成了大量英國(guó)人定居北美。

造成危險(xiǎn)，也帶來(lái)財(cái)富

盡管黃鐵礦為人類文明發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)，但黃鐵礦產(chǎn)業(yè)也會(huì)破壞環(huán)境。黃鐵礦在空氣中氧化的速度非?？?，一旦暴露在濕潤(rùn)空氣中，很容易與氧氣和水生成硫酸。一旦硫酸匯入河流，很容易污染水質(zhì)，殺死水生生物，引發(fā)人畜中毒。因?yàn)辄S鐵礦幾乎存在于所有硫化物礦石和含煤沉積中，所以采礦活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致黃鐵礦大量暴露于空氣中。爆破、碾壓和粉碎礦石大大增加了黃鐵礦與空氣的接觸面積，極大提高了黃鐵礦氧化的速度。

黃鐵礦也是建筑工作者時(shí)刻提防的對(duì)象。混凝土路面比瀝青路面強(qiáng)度更高，耐久性更好，但混凝土石塊中一旦混入黃鐵礦，其氧化產(chǎn)生的硫酸會(huì)降低混凝土路面強(qiáng)度，路面就容易損壞。同理，建筑地基中如果被檢測(cè)出黃鐵礦超標(biāo)，施工方會(huì)直接掏空含有黃鐵礦的基層，然后用符合標(biāo)準(zhǔn)的基層替代。

黃鐵礦氧化會(huì)釋放大量熱，而一旦溫度超過(guò)320℃，黃鐵礦粉塵就很可能被引燃。1894年，美國(guó)亞利桑那州一個(gè)銅礦因大量黃鐵礦暴露于空氣引發(fā)大火，大火持續(xù)了數(shù)十年。雖然黃鐵礦極易氧化，但前提是必須有水，只要不接觸水，它的氧化速度就十分緩慢。而且，干燥條件下，黃鐵礦會(huì)在表面形成一層氧化鐵保護(hù)層，能夠抑制礦石進(jìn)一步氧化。

黃鐵礦還是一種半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體能在特定條件下傳導(dǎo)電流，在另一些特定條件下則不能，因此半導(dǎo)體材料可以精準(zhǔn)控制電子設(shè)備中的電流流動(dòng)。在無(wú)線電蓬勃發(fā)展的20世紀(jì)上半葉，廉價(jià)的黃鐵礦晶體和方鉛礦晶體被作為礦石收音機(jī)的半導(dǎo)體材料，讓收音機(jī)成為一種家家戶戶都買得起的娛樂(lè)設(shè)備。

現(xiàn)代電池行業(yè)從業(yè)者利用黃鐵礦超微細(xì)顆粒作為“量子點(diǎn)”，大大提高了鋰離子電池的充電速度。黃鐵礦也是太陽(yáng)能光伏面板中被視為能夠替代硅基面板的新一代半導(dǎo)體材料。相比硅，黃鐵礦吸收太陽(yáng)輻射的能力更強(qiáng)，而且成本更低。

1829年，美國(guó)費(fèi)城一家雜志刊載文章，第一次用“愚人金”指代黃鐵礦。文章用刻薄的文字將加利福尼亞州北部淘金者們戲稱為“煉金術(shù)師”。然而在今天，加州北部竟然是全美首屈一指的黃金出產(chǎn)地。不僅如此，目前全球開(kāi)采的絕大部分黃金——約每年3000噸，都來(lái)自于含黃鐵礦的礦石。這些礦石中含有極少量肉眼無(wú)法看到的黃金微粒。作為目前全世界最主要的黃金冶煉原礦，巖金礦（相對(duì)于砂金礦）最常見(jiàn)的共生礦物就是五角十二面體黃鐵礦。找到了這種特殊的黃鐵礦，就有很大概率在附近發(fā)現(xiàn)巖金礦。至此，黃鐵礦終于可以不再背負(fù)“愚人金”的名號(hào)。

黃鐵礦的雙胞胎

黃鐵礦有個(gè)長(zhǎng)得不太一樣的“雙胞胎兄弟”——白鐵礦石。黃鐵礦和白鐵礦石在化學(xué)組成上完全相同，只不過(guò)它們結(jié)晶構(gòu)造不同，這被稱為“同質(zhì)多象變體”。白鐵礦石的顏色比黃鐵礦略淡，主體色澤為銀色，略帶黃色。