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| 礦物 | |
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| ⒈礦物的定義 礦物指由地質作用所形成的天然單質或化合物。它們具有相對固定的化學組成，呈固態者還具有確定的內部結構；它們在一定的物理化學條件范圍內穩定，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，絕大多數是固態無機物，液態的（如石油、自然汞）、氣態的（如天然氣、二氧化碳和氦）以及固態有機物（如煤、油頁巖、琥珀）僅占數十種。在固態礦物中，絕大部分都屬于晶質礦物，只有極少數（如水鋁英石）屬于非晶質礦物。來自地球以外其他天體的天然單質或化合物，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，廣泛應用于工農業及科學技術的各個部門。（圖：世界礦產主要金屬、非金屬礦產資源分布圖） ⒉礦物的概述 在科學發展史上，礦物的定義曾經多次演變。按現代概念，礦物首先必須是天然產出的物體﹐從而與人工制備的產物相區別。但對那些雖由人工合成﹐而各方面特性均與天然產出的礦物相同或密切相似的產物﹐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作用形成的天然產物。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。有時只是為了強調它們的來源﹐稱它們為月巖礦物和隕石礦物﹐或統稱為宇宙礦物。另外還常分出地幔礦物，以與一般產于地殼中的礦物相區別。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。但有人把液態的自然汞列為礦物；一些學者把地下水﹑火山噴發的氣體也都視為礦物。至于礦物的均勻性則表現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。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“通常具有結晶結構”。這樣﹐作為特例﹐諸如水鋁英石等極少數天然產出的非晶質體﹐也被劃入礦物。這類在產出狀態和化學組成等方面的特征均與礦物相似﹐但不具結晶構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分。每種礦物除有確定的結晶結構外﹐還都有一定的化學成分﹐因而還具有一定的物理性質。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變化。造成這一現象的原因是礦物中原子間的廣泛類質同象替代。例如閃鋅礦中總是有Fe2+替代部分的Zn2+﹐Zn﹕Fe(原子數)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+等類質同象雜質。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物﹐以此與生物體相區別﹐后來發現有少數礦物﹐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。絕大多數礦物都是無機化合物和單質﹐僅有極少數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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