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| 礦物 | |
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| ⒈礦物的定義 礦物指由地質(zhì)作用所形成的天然單質(zhì)或化合物。它們具有相對固定的化學組成，呈固態(tài)者還具有確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；它們在一定的物理化學條件范圍內(nèi)穩(wěn)定，是組成巖石和礦石的基本單元。 目前已知的礦物約有3000種左右，絕大多數(shù)是固態(tài)無機物，液態(tài)的（如石油、自然汞）、氣態(tài)的（如天然氣、二氧化碳和氦）以及固態(tài)有機物（如煤、油頁巖、琥珀）僅占數(shù)十種。在固態(tài)礦物中，絕大部分都屬于晶質(zhì)礦物，只有極少數(shù)（如水鋁英石）屬于非晶質(zhì)礦物。來自地球以外其他天體的天然單質(zhì)或化合物，稱為宇宙礦物。由人工方法所獲得的某些與天然礦物相同或類同的單質(zhì)或化合物，則稱為合成礦物如人造寶石。礦物原料和礦物材料是極為重要的一類天然資源，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)及科學技術(shù)的各個部門。（圖：世界礦產(chǎn)主要金屬、非金屬礦產(chǎn)資源分布圖） ⒉礦物的概述 在科學發(fā)展史上，礦物的定義曾經(jīng)多次演變。按現(xiàn)代概念，礦物首先必須是天然產(chǎn)出的物體﹐從而與人工制備的產(chǎn)物相區(qū)別。但對那些雖由人工合成﹐而各方面特性均與天然產(chǎn)出的礦物相同或密切相似的產(chǎn)物﹐如人造金剛石﹑人造水晶等﹐則稱為人工合成礦物。早先﹐曾將礦物局限于地球上由地質(zhì)作用形成的天然產(chǎn)物。但是﹐近代對月巖及隕石的研究表明﹐組成它們的礦物與地球上的類同。有時只是為了強調(diào)它們的來源﹐稱它們?yōu)樵聨r礦物和隕石礦物﹐或統(tǒng)稱為宇宙礦物。另外還常分出地幔礦物，以與一般產(chǎn)于地殼中的礦物相區(qū)別。其次﹐礦物必須是均勻的固體。氣體和液體顯然都不屬于礦物。但有人把液態(tài)的自然汞列為礦物；一些學者把地下水﹑火山噴發(fā)的氣體也都視為礦物。至于礦物的均勻性則表現(xiàn)在不能用物理的方法把它分成在化學成分上互不相同的物質(zhì)。這也是礦物與巖石的根本差別。此外﹐礦物這類均勻的固體內(nèi)部的原子是作有序排列的﹐即礦物都是晶體。但早先曾把礦物僅限于“通常具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)”。這樣﹐作為特例﹐諸如水鋁英石等極少數(shù)天然產(chǎn)出的非晶質(zhì)體﹐也被劃入礦物。這類在產(chǎn)出狀態(tài)和化學組成等方面的特征均與礦物相似﹐但不具結(jié)晶構(gòu)造的天然均勻固體特稱為似礦物(mineraloid)。似礦物也是礦物學研究的對象﹐往往并不把似礦物與礦物嚴格區(qū)分。每種礦物除有確定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)外﹐還都有一定的化學成分﹐因而還具有一定的物理性質(zhì)。礦物的化學成分可用化學式表達﹐如閃鋅礦和石英可分別表示為ZnS和 SiO2。但實際上所有礦物的成分都不是嚴格固定的﹐而是可在程度不等的一定范圍內(nèi)變化。造成這一現(xiàn)象的原因是礦物中原子間的廣泛類質(zhì)同象替代。例如閃鋅礦中總是有Fe2+替代部分的Zn2+﹐Zn﹕Fe(原子數(shù))可在1﹕0到約6﹕5間變化﹐此時其化學式則寫為(Zn﹐Fe)S﹐石英的成分非常接近于純的SiO2﹐但仍含有微量的Al3+或Fe3+等類質(zhì)同象雜質(zhì)。最後﹐礦物一般是由無機作用形成的。早先曾把礦物全部限于無機作用的產(chǎn)物﹐以此與生物體相區(qū)別﹐后來發(fā)現(xiàn)有少數(shù)礦物﹐如石墨及某些自然硫和方解石﹐是有機起源的﹐但仍具有作為礦物的其馀全部特征﹐故作為特例﹐仍歸屬于礦物。至于煤和石油﹐都是由有機作用所形成﹐且無一定的化學成分﹐故均非礦物﹐也不屬于似礦物。絕大多數(shù)礦物都是無機化合物和單質(zhì)﹐僅有極少數(shù)是通過無機作用形成的有機礦物﹐如草酸鈣石[Ca(C2O4)?2H2O]等。 |
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