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| 矿物 | |
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| ⒈矿物的定义 矿物指由地质作用所形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。 目前已知的矿物约有3000种左右，绝大多数是固态无机物，液态的（如石油、自然汞）、气态的（如天然气、二氧化碳和氦）以及固态有机物（如煤、油页岩、琥珀）仅占数十种。在固态矿物中，绝大部分都属于晶质矿物，只有极少数（如水铝英石）属于非晶质矿物。来自地球以外其他天体的天然单质或化合物，称为宇宙矿物。由人工方法所获得的某些与天然矿物相同或类同的单质或化合物，则称为合成矿物如人造宝石。矿物原料和矿物材料是极为重要的一类天然资源，广泛应用于工农业及科学技术的各个部门。（图：世界矿产主要金属、非金属矿产资源分布图） ⒉矿物的概述 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。矿物的化学成分可用化学式表达﹐如闪锌矿和石英可分别表示为ZnS和 SiO2。但实际上所有矿物的成分都不是严格固定的﹐而是可在程度不等的一定范围内变化。造成这一现象的原因是矿物中原子间的广泛类质同象替代。例如闪锌矿中总是有Fe2+替代部分的Zn2+﹐Zn﹕Fe(原子数)可在1﹕0到约6﹕5间变化﹐此时其化学式则写为(Zn﹐Fe)S﹐石英的成分非常接近于纯的SiO2﹐但仍含有微量的Al3+或Fe3+等类质同象杂质。最後﹐矿物一般是由无机作用形成的。早先曾把矿物全部限于无机作用的产物﹐以此与生物体相区别﹐后来发现有少数矿物﹐如石墨及某些自然硫和方解石﹐是有机起源的﹐但仍具有作为矿物的其馀全部特征﹐故作为特例﹐仍归属于矿物。至于煤和石油﹐都是由有机作用所形成﹐且无一定的化学成分﹐故均非矿物﹐也不属于似矿物。绝大多数矿物都是无机化合物和单质﹐仅有极少数是通过无机作用形成的有机矿物﹐如草酸钙石[Ca(C2O4)?2H2O]等。 |
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