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矿物(mineral)

发布时间:2014-01-25 作者:
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矿物(mineral)

    天然产出、具有一定的化学成分和有序的原子排列,通常由无机作用所形成的均匀固体。

    在科学发展史上,矿物的定义曾经多次演变。按现代概念,矿物首先必须是天然产出的物体,从而与人工制备的产物相区别。但对那些虽由人工合成,而各方面特性均与天然产出的矿物相同或密切相似的产物,如人造金刚石、人造水晶等,则称为人工合成矿物。早先,曾将矿物局限于地球上由地质作用形成的天然产物。但是,近代对月岩及陨石的研究表明,组成它们的矿物与地球上的类同。有时只是为了强调它们的来源,称它们为月岩矿物和陨石矿物,或统称为宇宙矿物。另外还常分出地幔矿物,以与一般产于地壳中的矿物相区别。其次,矿物必须是均匀的固体。气体和液体显然都不属于矿物。但有人把液态的自然汞列为矿物;一些学者把地下水、火山喷发的气体也都视为矿物。至于矿物的均匀性则表现在不能用物理的方法把它分成在化学成分上互不相同的物质。这也是矿物与岩石的根本差别。此外,矿物这类均匀的固体内部的原子是作有序排列的,即矿物都是晶体。但早先曾把矿物仅限于“通常具有结晶结构”。这样,作为特例,诸如水铝英石等极少数天然产出的非晶质体,也被划入矿物。这类在产出状态和化学组成等方面的特征均与矿物相似,但不具结晶构造的天然均匀固体特称为似矿物(mineraloid)。似矿物也是矿物学研究的对象,往往并不把似矿物与矿物严格区分。每种矿物除有确定的结晶结构外,还都有一定的化学成分,因而还具有一定的物理性质。

    矿物千姿百态,就其单体而言,它们的大小悬殊,有的肉眼或用一般的放大镜可见(显晶),有的需借助显微镜或电子显微镜辨认(隐晶);有的晶形完好,呈规则的几何多面体形态,有的呈不规则的颗粒存在于岩石或土壤之中。矿物单体形态大体上可分为三向等长(如粒状)、二向延展(如板状、片状)和一向伸长(如柱状、针状、纤维状) 3种类型。而晶形则服从一系列几何结晶学规律。

    矿物单体间有时可以产生规则的连生,同种矿物晶体可以彼此平行连生,也可以按一定对称规律形成双晶,非同种晶体间的规则连生称浮生或交生。

    矿物集合体可以是显晶或隐晶的。隐晶或胶态的集合体常具有各种特殊的形态,如结核状(如磷灰石结核)、豆状或鲕状(如鲕状赤铁矿)、树枝状(如树枝状自然铜)、晶腺状(如玛瑙)、土状(如高岭石)等。

    长期以来,人们根据物理性质来识别矿物。如颜色、光泽、硬度、解理、比重和磁性等都是矿物肉眼鉴定的重要标志。

    作为晶质固体,矿物的物理性质取决于它的化学成分和晶体结构,并体现着一般晶体所具有的特性──均一性、对称性和各向异性。

    一定的化学成分和一定的晶体结构构成一个矿物种。但化学成分可在一定范围内变化。矿物成分变化的原因,除那些不参加晶格的机械混入物、胶体吸附物质的存在外,最主要的是晶格中质点的替代,即类质同象替代,它是矿物中普遍存在的现象。可相互取代、在晶体结构中占据等同位置的两种质点,彼此可以呈有序或无序的分布。

    矿物的晶体结构不仅取决于化学成分,还受到外界条件的影响。同种成分的物质,在不同的物理化学条件(温度、压力、介质)下可以形成结构各异的不同矿物种。这一现象称为同质多象。

    矿物是化学元素通过地质作用等过程发生运移、聚集而形成。具体的作用过程不同,所形成的矿物组合也不相同。矿物在形成后,还会因环境的变迁而遭受破坏或形成新的矿物。

    矿物分为下列大类:自然元素矿物、硫化物及其类似化合物矿物、卤化物矿物、氧化物及氢氧化物矿物、含氧盐矿物(包括硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钼酸盐、硝酸盐、铬酸盐矿物等)。

 


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