從岩石至富源——鎳的故事

《儆醒！》雜誌駐加拿大通訊員報導

在中世紀時候，煉丹術士夢想有一天能夠點鐵成銀、點鉛成金。他的工具是魔術和祕方。在這方面，現代科技已取代了術士的學術和狂妄，使煉金術士湮沒無聞。科技從以前被認為沒有實用價值的岩石發掘出有用的物質和大量財富。

例如加拿大安大略省的索德柏立鎳礦區便是已知的鎳礦最豐的地區之一，這等礦區在世上其他地方即使有也不多。

礦石體的起源

這個巨大富源的起源之謎經過多年的尋求解答，以及研究它獨特的地質構造和異乎尋常的地勢特色之後，不少地質學家現時接納一種學說，這種學說已有實地考察和實驗室分析的支持。他們認為地質學家所稱的索德柏立盆地富源，其實是巨大隕石在地殼爆炸所遺留的巨大隕石孔。他們估計隕石直徑達二哩或三哩（在3至5公里之間），打擊地球時的力量比投下日本廣島的原子彈的爆炸威力大200,000倍。

在索德柏立盆地周圍發現圖錐形碎石這件事看來支持隕石墜地說。在隕石襲擊的地方，岩石出現古怪的圓錐形裂口，這些特色看來是巨大震波衝擊岩石所造成的。地質學家觀察到索德柏立盆地的圓錐形碎石多於世上任何其他地方。這種地質學上的特徵與月球表面如此相似，以致在1971和1972年，美國準備太陽神太空船載太空人登陸月球考察它的地質特徵時，先在索德柏立地區進行訓練。

地質學家認為，隕石打擊地球之後，從地球內部的地罩淌出熔岩，把濃縮的鎳礦和銅礦帶到破碎的地殼上。它們後來冷卻成為巨大的礦藏，直至近代才被人發現。

偶然的發現

索德柏立盆地的礦藏事實上是偶然被人發現的。1883年8月，在該地工作的鐵路敷設隊沿著路線用地爆破堅石。一位富於觀察力的鐵匠發現了含銅與鎳的礦物。發現重要銅礦的消息立刻傳遍遠近，採礦者紛紛前往該地申請開採權。

若干礦藏已開始有人採掘，可是似乎未能延續很久。因為當時普遍使用的製煉法不能從這種礦石提煉純銅，僅能產生含鎳量極高的銅而已。那時候鎳的用途甚少，需求量也不大。事實上，鎳在那時被認為累贅而非寶貴的金屬；因為以當時的方法把它從銅分離出來是既困難又昂貴的。頗有趣地，這項事實是鎳得名的來源。

二十多年前，歐洲的薩克森有些開礦者試圖提煉他們所認為的銅礦，但產生出來的卻不是他們所期望的銅，而是不知名的白色金屬。由於迷信觀念，認為這是巫術作祟，他們斷定撒但曾經在礦藏施了魔法。因此，他們把這種新金屬起名為「老鎳（魔鬼）銅」。多年流傳下來，它遂以「鎳」的簡稱為人所知。

新索德柏立礦藏的開發成功看來全賴冶金學上的難題獲得解決，以經濟方法把銅從鎳分離出來所致。那時候還沒有人熟知這項提煉方法，對方法的發展也沒有多大激勵。鎳在世界的用途相當微小，大多數是用來製造硬幣和鍍鎳之用而已。因此，這種新礦藏的前途並不光明。金屬礦藏含有大量礦石以致提煉和分離方法均未能令人滿意。同時，製品的銷場也不大。

發明新方法

不斷的實驗導致發明，藉著在煉礦時加入硝石，遂發明了能把兩種金屬分離的經濟方法。惱人的難題遂告解決。隨後多年，加拿大人以之為標準方法去處理索德柏立的獨特礦石。事實上，科技的勝利打開整個新工業之門，終於產生了當時想像不到的富源和利益。

北美的鎳「工業」在進入二十世紀時主要以兩家公司為中心，一家供給大量礦石原料，另一家則以有效的方法提煉金屬。兩者需要合併是顯而易見的。

在1902年，兩者經過連續的合併和股權交換，遂成立現時稱為加拿大國際鎳業有限公司或INCO有限公司的龐大企業。目前它是加拿大最大的採礦公司，也是世界最大的產鎳公司，每年產鎳數億磅（數千萬公斤）。該公司貯藏了經過品質檢查的礦石達400,000,000噸以上。從這些複雜礦石可以提煉出的元素不下15種，包括相當大量的貴重金屬如黃金和白金。該公司在加拿大擁有19個礦藏，在將近二十個國家均有分公司。

近年來也有其他公司開始採鎳，增加生產給普世使用。其中的大企業之一是霍干柏立治礦務有限公司，它在1928年註冊，多年之前曾由美國著名科學發明家愛迪生計劃開發。他當時未能克服若干技術上的難題，遂放棄了這項計劃。繼之而起的是霍干柏立治，今日該公司已成為礦業中心，像INCO一樣，成了國際規模的工業王國。它在索德柏立區是第二大雇主。

研究擴大市場

由於鎳的產量增加，為了確保市場的穩定，鎳的生產者繼續花費大量金錢以研究鎳的更多用途。採銅者已不再認為鎳是討厭之物，反之時常稱為「奇妙的金屬」或「友善的金屬」。鎳實際上被用在可以數得出的各種工業之上。

鎳的主要價值在於它的合金性質。因此純鎳的用途很少。通常，其他金屬加入各種份量的鎳，使它含有鎳的多種特質如耐用、光澤、強韌、抗蝕和抗熱等。現時普遍使用的鎳合金約有3000種，從不鏽鋼洗濯盆至太空船不等。

由於在噴射機引擎使用含鎳超合金，以致超音速客機運送旅客成為可能。在太陽神11號太空船的許多重要部份都使用鎳，也使它有助於1969年成功地首次載人登陸月球。一塊含鎳的不鏽鋼板現時仍然留在月球上，由太空人把它放在月球以紀念人類首次採訪這個太空天體。

這種令人感興趣的金屬在建築物的不斷增高方面也大派用場。一種鎳鋼合金所製的建築橫梁具有傳統橫梁的強力，但重量僅及傳統橫梁的四分之一。

製造硬幣是純鎳用途的日益重要的例證。加拿大除了一仙硬幣之外，所有硬幣都是純鎳製成的。其他國家差不多均用純鎳或鎳合金製造硬幣。改用鎳製硬幣的原因之一是較為耐用，這是鎳的強韌和抗損耗的明證。

對環境的影響

前來索德柏立和附近地區參觀的遊客均對這種不毛的岩地有所置評。他們多數認為它很像月球表面。它的確「與別不同」，因為地面已被挖掘至一片荒涼。在地球的岩石裡找尋財寶是要付出代價的。但值得留意的是，鏟除郊野地區的青蔥並不能完全歸咎於採礦公司。在開始採礦之前多年，伐木事業已領先把林木蔥鬱的山岡轉變成不毛之地。在伐木工人大規模斬伐松林之後，採礦者隨之而來，不分皂白地燒毀剩下的殘枝和薄薄的表土，露出下面的岩石以便搜尋礦藏。

後來，在安大略省的谷巴奇里夫附近有大量礦石在戶外焙燒。結果發出的二氧化硫染污郊區的空氣，使其餘的樹木和植物盡都枯死。隨之而來的侵蝕使那地在1920年盡成荒涼。經過一段任意而行的時期之後，科技的進步以及警覺到對保護和保全環境有較大的需要，結果遂減少放出這種有毒氣體。現時已由政府立法限制這種氣體的放出。

關心保護和改善環境的確鑿證據便是鎳業公司現時裝置了高出索德柏立地平線外的「超級煙突」。這個高達1,250呎（381公尺），以21,000立方碼（16,000立方公尺）混凝土製成的「超級煙突」耗資二千五百萬美元。它把氣體盡量噴出高空，在地平線上釋稀和垂直擴散以減低二氧化硫在地面上集中。氣體經過一條長度將近三分之二哩（約一公里）的鋼製通煙道系統進入煙突。系統內的煙以時速55哩（88公里）進行，最高溫度達華氏735度（攝氏390度）。

在減少染污和挽救受損地區方面種種計劃的奏效證據從以往千百畝廢物揚棄場地現時已長著茂草和裸麥可以見之。昆蟲和動物已逐漸歸來，製煉場附近的小池塘也有鵝鴨游泳。看到有人努力保全上帝所賜的天然美景以報答從土地富源所得物質利益是令人鼓舞的。

陸續開發礦藏以生產鎳和有關的金屬對當地的人和環境有極大影響。普世有數以百萬計的人從鎳的多種用途發展而使生活更加豐富。在地殼的岩石裡還有其他物理和化學上的祕密嗎？只有時間才能解答。