燧石 （硅质岩石）

简介

燧石按形态不同可分为层状燧石、结核状燧石；按硅质来源不同主要分为生物来源燧石、陆源物质来源燧石、火山及深部热液来源燧石；按成分不同可分为蛋白石玉髓质燧石、玉髓质燧石、石英玉髓质燧石；燧石主要产于朝鲜、南斯拉夫、中国和法国。此外日本、比利时，西班牙也产燧石。中国燧石主要产地是河北、山东、天津、河南、安徽、山西、内蒙、宁夏等省。

在古代，燧石是生活必需的工具，可用于生火、制作石锤、武器等，也用于制造珠宝装饰和燧发枪，在现代，燧石主要用于陶瓷和玻璃工业中，可用于制造瓷器、精陶瓷和磨球，也可用作研磨原料；也被用于制作建筑饰料，又因为燧石属于酸性硅质岩，土质疏松，通气透水，肥力高，是栽培杉木的宝贵土地。

主要特性

矿物组成

隧石主要由隐晶质石英组成。化学成分为二氧化硅98～99%，三氧化二铁0.02~0.06%，另外还有微量矿物杂质。

物理特性

燧石外观同玉髓相似，颜色暗淡无光泽，常为浅灰、深灰及褐黑。通常呈结核状、致密块状，具有明显的贝壳状断口。用铁锤敲击时有火花出现，故又称为“火石”。隧石质地坚硬，硬度为7，含铁量低，通常在陶瓷、玻璃工业的磨碎机械中作内衬或冲击材料，在一些有色金属的选矿磨矿中也被广泛采用。

结构特征

燧石具有微晶质、隐晶质或非晶质结构，主要为块状构造。其中

制作工具

在旧石器时代，加工工具最主要的就是石锤，此外还有木棒、骨棒等。实验制作尖状器采用的加工工具以石锤为主。石锤多为燧石质，也有大理岩质的。“它山之石，可以攻玉。”古人最初就是利用比软玉坚硬的其他矿石来加工玉器的。在新石器时代金属工具还没有发明以前，人们用竹子、麻线等材料，加上水和石英砂（俗称“解玉砂”，硬度为7）切割，用燧石雕刻、用石英砂岩打磨。

制作宝石材料

俄亥俄的弗林特郡（Flint Ridge） 是一个北美印第安人开发的著名燧石矿山，在那里仍可看到堆积如山的印第安人生产的彩色材料，燧石现在被用来作宝石材料，美国还有几处燧石宝藏，美丽的燧石被用来制作精美的雕刻品。

建筑饰料

燧石在日本被广泛的用做建筑饰料，在日本的建筑发展史中，有日本特色的就是以金属、燧石为材料制作的极其精巧的工艺品。这些器具上雕刻着的房屋，都是毫无技巧的高架住房，在与日本国土条件相同的国家也都是采用这种建筑方式，有些地方至今仍在沿袭。

栽培土壤

燧石和燧石结核属于酸性硅质岩，这类坡积物形成的土壤为硅质砂土壤，pH5.2-6.8，土质疏松，通气透水，肥力高，是栽培杉木的宝贵土地。

古代生火工具

古代人生火用的火石，一般用燧石或鹅卵石制成，将两块火石打击或摩擦，能产生火星，引燃易燃的火绒。

制作燧发枪

燧石引火是火绳引火的改进，将火绳枪扳机上的火绳换成燧石，扣动扳机，在弹簧的作用下，用燧石重击引火药锅旁的击砧，冒出火星，引燃引火药，这种击发机构称为撞击式燧发机，装有撞击式燧发机构的枪械称为燧发枪。

矿物开采

矿井开采

矿井类似于倒置的圆锥体，在地表大约4-5米宽。燧石位于一个水平的3-4米深的石灰石沉积中。开采发生在3-5米长的地下水平巷道中，从矿井的底部用鹿角尖镐劈出来。当一个矿井告枯竭时，就用取自接替它的新矿井的白垩土填埋。在矿井之间有一些为碎石工人提供的据点，半成品运到其他地方进行最后加工之前，他们对新隧石进行最初的加工成型。

历史

在原始社会的旧石器时期，埃及人就已开始利用燧石制作武器和工具。在尼罗河的溪谷里就曾发现过一些旧石器时期燧石开采和制作加工的遗迹。

在欧洲，新石器时代是开采隧石的巅峰，英国的格赖姆斯一格雷夫斯，波兰的克热米奥基，比利时的斯皮恩尼斯，法国的雅布林以及荷兰的莱克霍尔德—圣海特勒伊德等地点都是典型的矿井遗迹，19世纪末到20世纪初是欧洲燧石开采研究的肇始期。在北美，人们很少通过开挖深矿井获得硅质岩，而更多是在近地表处进行采掘。大约3000年前，青铜时代开始，燧石的价值下降，矿场也逐渐关闭。

分类

按形态分

层状燧石：层状燧石主要发育于前寒武纪地层中。戈德斯坦（Goldstein）、比塞尔（ Bissell） 等针对层状燧石进行了研究，大量证据均支持层状燧石为原始沉积成因或是早期成岩阶段形成的。

结核状燧石：结核状燧石主要产出于碳酸盐岩和蒸发岩中。随着地质历史上主要硅质生物类型的演变，燧石结核的产出环境逐渐从浅水变为深水。不同地区不同层位的燧石结核往往具有一些共同特征，包括呈孤立分散的结核状产出、硅质选择性交代方解石颗粒而保留晶形完好的白云石、硅质矿物具有隐晶硅质-微晶石英-粗晶石英的规律性变化等。

按硅质来源分

生物来源燧石：即硅质生物 （放射虫、海绵骨针等）的介壳或骨骼在远洋深水沉积物中堆积形成燧石。

陆源物质来源燧石：即石英、长石、岩屑及粘土矿物等在淋滤、蚀变、溶解或转化过程中产生的二氧化硅可被河流输入浅海区沉积形成燧石结核；

火山及深部热液来源燧石：即火山喷发或深大断裂喷涌出的硅质热液，在海底沉积，或被硅质生物吸收，或随洋流流至异地沉积形成硅质岩。

按成分分

蛋白石-玉髓质燧石：在疏松的砂质岩中，呈胶结较紧的紧实块状，在较古老的古生代石灰岩中亦有蛋白石-玉髓质燧石。

玉髓质燧石：常含有蛋白石，有时含石英的混入物，這一种中包括中生代岩石的燧石，特别是白垩纪的燧石。

石英-玉髓质燧石：往往是由石英和玉髓所组成，常含有较大百分比的玉髓，此类燧石往往是古生代的。

产地鉴定

核反应堆中子活化分析技术

燧石质地细密坚实，各地都有，是石器时代最流行的工具原料。试验证明，核反应堆中子活化分析技术最适合于鉴定燧石工具的原料产地。除了试样制备简便以外，中子活化分析的主要特点是能够测出燧石中存在的，密度极低的许多痕迹元素面貌，而某些特征痕迹元素的存在与否，恰好又是严格确定燧石产地的关键信息。如果两类燧石工具的产地较近，常常需要依靠检验它们之间的微量元素密度面貌，然后在定量或统计的基础上来区分它们的地理来源。

环境影响

环境污染

矿山的开采将对矿区及周围环境会造成一定程度的破坏，因此对矿山及周边环境采取必要的预防和保护措施是很有必要的。矿山开采可能产生的污染有：装卸、运输无论矿石、废石，在装卸过程中都会产生尾气、噪声、粉尘污染；固体废弃物污染；矿山开采可能造成的生态影响有：大气环境质量变差，矿山开采使空气中的可吸入颗粒、NO2、CO 等浓度增加，从而降低空气质量。矿山开采可能造成岩石裸露、植被破坏，从而加剧水土流失、土地砂化。

预防措施

由于矿山开采可能对生态环境产生污染，建议在矿山生产作业过程中采取以下措施使危害减到最低。(1)运输、采矿、排渣时实行湿式作业，减少粉尘污染。(2)破碎筛选分级过程需增加必要的防粉尘设施，尽量避开风口，安装设备的高差不易过大。加装消音装置，减少噪音污染。(3)对废石渣等固体废弃物实行集中、定点堆放并修筑防滑墙以防滑坡。严禁在河道内排渣及堆放废弃物，防止洪水外溢冲毁草原和造成泥石流。(4)合理安排开采区，尽量缩小开采面积和岩石裸露面积，减少水土流失。在采空区和堆渣区及时种植树木保持水土，防尘减燥。(5)禁止将废弃物、尾矿及废水等乱堆放，制定切实可行的防灾减灾措施，以人为本，确保环境地质良性发展。(6)加强矿山管理，实行有序开采。