礦物學(xué)在其發(fā)展的過程中形成了許多專門的分支學(xué)科。
礦物形貌學(xué)是研究礦物晶體形態(tài)和表面微形貌，并據(jù)此探索其生長機制和生成歷史。
成因礦物學(xué)是研究礦物個體和群體的形成，結(jié)合物理化學(xué)和地質(zhì)條件，探索礦物的成因。研究礦物成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物性上反映生成條件的標志——標型特征。成因礦物學(xué)已應(yīng)用于地質(zhì)找礦，并逐漸形成找礦礦物學(xué)。
實驗礦物學(xué)是通過礦物的人工合成，模擬和探索礦物形成的條件及規(guī)律。
結(jié)構(gòu)礦物學(xué)是探索礦物晶體結(jié)構(gòu)，研究礦，物化學(xué)成分與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，進而探討礦物成分、晶體結(jié)構(gòu)與形態(tài)、性能、生成條件的關(guān)系。
礦物物理學(xué)是固體物理學(xué)、量子化學(xué)理論及譜學(xué)實驗方法引入礦。物學(xué)所產(chǎn)生的邊緣學(xué)科。這一學(xué)科的發(fā)展使礦物學(xué)的研究從原子排列深入到原子內(nèi)部的電子層和核結(jié)構(gòu)。它研究礦物化學(xué)鍵的本質(zhì)、精細結(jié)構(gòu)與物理性能。
光性礦物學(xué)主要探討顯微鏡下，礦物的各種光學(xué)性質(zhì)和鏡下測定各種礦物光學(xué)常數(shù)的方法。已建立起完備的以礦物光學(xué)常數(shù)為依據(jù)的礦物鑒定表，它是礦物鑒定的主要手段之一。
礦物材料學(xué)是礦物學(xué)與材料科學(xué)相結(jié)合的新分支。研究礦物的物理、化學(xué)性能和工藝特性在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中的開發(fā)應(yīng)用。
此外，尚有按分類體系系統(tǒng)地闡述各類礦，物的系統(tǒng)礦物學(xué)；以某類礦物為對象的專門研究，如硫化物礦物學(xué)、硅酸鹽礦物學(xué)、粘土礦物學(xué)、寶石礦物學(xué)等；全面研究某一地區(qū)內(nèi)礦物的區(qū)域礦物學(xué)，研究地幔礦物的地幔礦物學(xué)；研究其他天體礦物的宇宙礦物學(xué)(包括隕石礦物學(xué)、月巖礦物學(xué)等)。
檢測礦物化學(xué)成分的方法有光譜分析，常規(guī)化學(xué)分析，原子吸收光譜、激光光譜、X射線熒光光譜和極譜分析，電子探針分析，中子活化分析等。在物相分析和礦物晶體結(jié)構(gòu)研究中，最常用的方法是粉晶和單晶的 X射線分析，物相鑒定，測定晶胞參數(shù)、空間群和晶體結(jié)構(gòu)。
此外，還有紅外光譜用作結(jié)構(gòu)分析的輔助方法，測定原子基團；以穆斯堡爾譜測定鐵等的價態(tài)和配位；用可見光吸收譜作礦物顏色和內(nèi)部電子構(gòu)型的定量研究；以核磁共振測定分子結(jié)構(gòu)，以順磁共振測定晶體結(jié)構(gòu)缺陷(如色心)；以熱分析法研究礦物的脫水、分解、相變等。透射電子顯微鏡的高分辨性能可用來直接觀察超微結(jié)構(gòu)和晶格缺陷等，在礦物學(xué)研究中日益得到重視。
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