基督教復臨安息日會青年榮譽解答手冊/自然/岩石與礦物
| 岩石與礦物 | ||
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| 自然 總會 另請參閱 岩石與礦物 - 進階 |
技能等級 2 | 
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| 引入年份：1937 年 | ||
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岩石與礦物榮譽是 自然保護大師獎 的一部分。 |
礦物是一種天然存在的、無機固體，具有確定的化學成分和由地質過程形成的晶體結構。岩石是 一種或多種礦物的集合體。（岩石也可能包含有機殘骸和礦物狀物質。）有些岩石主要由一種礦物組成。例如，石灰岩是一種幾乎完全由方解石礦物組成的沉積巖。其他岩石包含許多礦物，岩石中的特定礦物可能差異很大。一些礦物，如石英、雲母或長石很常見，而另一些礦物則僅在全世界一兩個地方發現。
識別岩石和礦物最好使用野外指南。以下特性對於識別非常有用
- 硬度
- 解理
- 比重
- 光澤
- 顏色
- 條痕
- 結構
- 晶體結構
這些特性在要求 4 和 5 中有詳細說明。
您將需要一些工具來測量岩石的各個方面。並非所有工具都是必需的，但您擁有的工具越多，您在識別標本時就越成功。
- 比重計
- 陶瓷磚，用於確定“劃痕”顏色
- 放大鏡
- 硬度工具包（您可以根據要求 4 中的說明，使用以下材料作為硬度工具包）
- 指甲
- 銅便士
- 刀片
- 窗玻璃
- 鋼銼
- 火成岩
- 火成岩是在熔岩冷卻凝固時形成的。
-
玄武岩 -
花崗巖 -
黑曜岩 -
輝長巖
- 沉積巖
- 沉積巖是在風或水攜帶的沉積物沉積並變成岩石時形成的。
-
白堊 -
石灰岩 -
砂岩 -
頁巖
- 變質巖
- 變質巖是在另一種岩石在高溫高壓下轉變時形成的。
-
板岩 -
大理石 -
片麻岩 -
片岩
莫氏礦物硬度表透過更硬的物質刮擦更軟的物質的能力來描述各種礦物的抗刮擦能力。它是由德國礦物學家弗里德里希·莫氏在 1812 年建立的，是材料科學中幾個硬度定義之一。
莫氏基於 10 種易於獲得的礦物建立了這個刻度。作為已知最硬的天然存在的物質，鑽石位於該刻度的頂端。材料的硬度透過在刻度上找到能夠刮擦該材料的最硬材料和/或能夠刮擦該材料的最軟材料來測量。例如，如果某種材料能被磷灰石刮擦，但不能被螢石刮擦，那麼它在莫氏硬度表上的硬度為 4.5。
莫氏硬度表是一個純粹的序數刻度。例如，剛玉（9）的硬度是黃玉（8）的兩倍，但鑽石（10）的硬度幾乎是剛玉（9）的四倍。下表顯示了與用硬度計測量的絕對硬度之間的比較。
| 硬度 | 礦物 | 絕對硬度 |
|---|---|---|
| 1 | 滑石 (Mg3Si4O10(OH)2) |
1 |
| 2 | 石膏 (CaSO4·2H2O) | 2 |
| 3 | 方解石 (CaCO3) | 9 |
| 4 | 螢石 (CaF2) | 21 |
| 5 | 磷灰石 (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) |
48 |
| 6 | 正長石 (KAlSi3O8) | 72 |
| 7 | 石英 (SiO2) | 100 |
| 8 | 黃玉 (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 |
| 9 | 剛玉 (Al2O3) | 400 |
| 10 | 鑽石 (C) | 1500 |
在莫氏硬度表上，指甲的硬度為 2.5；銅便士約為 3.5；刀片為 5.5；窗玻璃為 6.5；鋼銼為 6.5。使用這些已知硬度的普通材料可以作為一種簡單的方法來估計礦物在硬度表上的位置。
傳統上，地質學學生學習了一些記憶這個表的助記符，例如“女孩們可以調情，其他奇怪的東西也可以做”或“為了從範妮阿姨那裡得到糖果，別再嘲笑丹尼表弟”。另一個助記符是“兩個吉普賽人叫弗洛和弗雷德排隊去切割鑽石”。
下表顯示了一個修改後的表，其中包含可能介於兩個級別之間的其他物質。
資料來源：美國礦物學學會：莫氏礦物硬度表
| 硬度 | 物質或礦物 |
|---|---|
| 1 | 滑石 |
| 2 | 石膏 |
| 2.5 至 3 | 純金、銀 |
| 3 | 方解石、銅便士 |
| 4 | 螢石 |
| 4 至 4.5 | 鉑 |
| 4 至 5 | 鐵 |
| 5 | 磷灰石 |
| 6 | 正長石 |
| 6.5 | 黃鐵礦 |
| 6 至 7 | 玻璃、純二氧化矽玻璃 |
| 7 | 石英 |
| 7 至 7.5 | 石榴石 |
| 7 至 8 | 硬化鋼 |
| 8 | 黃玉 |
| 9 | 剛玉 |
| 10 | 鑽石 |
| 11.1 | 聚集的鑽石奈米棒 |
以下術語在礦物學中具有特定含義，對於識別岩石或礦物標本的型別很有用。對於沒有受過專業訓練的人來說，岩石就是岩石。但如果理解、注意並交叉核對以下術語與各種標本的已知值，就可以進行陽性識別。
解理是晶體材料沿特定平面裂開的趨勢，形成光滑的表面，有幾種型別的命名。
- 基底解理：平行於晶體底面或橫向軸平面的解理。這在石墨中很容易發生，使材料摸起來很滑。
- 立方解理：平行於立方體面的解理。這是食用鹽晶體中觀察到的立方形狀的來源。
- 對角解理：平行於對角平面的解理。
- 橫向解理：平行於橫向平面的解理。
- 八面體、十二面體或菱面體解理：平行於八面體、十二面體或菱面體的面（分別）的解理。八面體解理常見於電子器件中使用的普通半導體。
- 稜柱解理，平行於垂直稜柱的解理。
解理在電子工業和寶石切割中具有技術重要性。雖然寶石通常通過沖擊進行解理，但人造的半導體材料單晶通常以薄片形式出售，更容易解理。簡單地將矽片壓在柔軟的表面上，用金剛石刻刀劃過其邊緣，通常就足以引起解理。
比重是指材料密度與水密度的比率。密度是物體質量與其體積的比率。例如，我們知道 1 cm^3 的水重 1 克。因此，水的密度為
一立方厘米的鑽石重 3.52 克，因此我們可以計算出鑽石的密度為
最後，我們可以計算出鑽石的比重 (G)
除以 1 是件美妙的事！
這實際上歸結為任何體積的鑽石的重量都是相同體積水的 3.52 倍。如果你知道任何材料的比重，，你就會知道它的重量是相同體積水的 倍。
但比重有什麼用？它可以幫助我們識別礦物。我們可以測量樣品的比重，並將其與已知標本的比重進行比較。為此，我們需要進行兩次測量：標本的重量和體積。重量很容易測量（假設你有一個可以測量克的秤或天平），但如何測量不規則形狀標本的體積呢？你只需要一些水、一滴洗潔精和一個用公制單位標記的量筒（注意 1 毫升等於 1 立方厘米）。在量筒中加入一些水，直到液麵達到一個方便、清晰標記的液麵（例如 100 毫升）。加入一滴洗潔精以打破錶面張力（你只需要一滴）。然後將標本放入水中，並記錄新的液麵高度。將新的液麵高度減去舊的液麵高度，即可得到標本的體積。現在你需要做的就是將重量（克）除以體積（毫升）。
光澤是對光與晶體、岩石或礦物表面相互作用方式的描述。例如，鑽石被稱為具有金剛光澤，而黃鐵礦被稱為具有金屬光澤。
用於寶石的其他描述性術語包括玻璃光澤，如玻璃；樹脂光澤，如琥珀；蠟狀光澤，如玉石；油脂光澤，如滑石；珍珠光澤；和絲絹光澤。
顏色是指礦物在反射光（不透明標本）或透射光（半透明標本）下呈現的外觀。換句話說，它的意思就是你所想的那樣 - 肉眼看起來是什麼樣的。在記錄標本的顏色之前，重要的是要將其清理乾淨。
礦物的條痕（也稱為粉末顏色）是指其在未風化的表面上劃過時產生的粉末的顏色。與大多數礦物的表觀顏色不同，礦物的表觀顏色可能會有很大差異，但細磨粉末的痕跡通常具有更一致的特徵顏色，因此是礦物識別中的重要診斷工具。如果似乎沒有留下條痕，則該礦物的條痕被稱為白色或無色。條痕對於不透明和有色材料來說尤為重要。它對矽酸鹽不太有用，大多數矽酸鹽都有白色條痕，並且太硬，不容易磨成粉末。
表觀顏色可能會有很大差異，因為微量雜質或宏觀晶體結構遭到破壞。少量強烈吸收特定波長的雜質會從根本上改變標本反射的光的波長，從而改變表觀顏色。然而，當標本被拖動以產生條痕時，它會分解成隨機排列的微觀晶體，微量雜質不會很大程度地影響光的吸收。
礦物被劃過的那塊表面叫做“條痕板”，通常由無釉瓷磚製成。如果沒有條痕板，瓷碗或花瓶的底部、電保險絲的表面或釉面磚的背面也可以用。有時，可以透過將條痕與另一塊條痕板的“條痕”進行比較來更容易或更準確地描述條痕。
由於留下的痕跡是由礦物被壓碎成粉末造成的，因此只能用比條痕板更軟的礦物（莫氏硬度約為 7）製作條痕。在這種情況下，可以將一小塊礦物用銼刀或錘子粉碎，然後通常在條痕板上摩擦，以確定粉末的顏色。大多數硬度更高的礦物都會留下無用的白色條痕。
一些礦物留下的條痕與它們的自然顏色相似，例如辰砂和藍銅礦。其他礦物留下的條痕則出人意料，例如螢石，它總是留下白色條痕，儘管它可以呈現紫色、藍色、黃色或綠色的晶體。赤鐵礦的外觀為黑色，但會留下紅色條痕，這解釋了它的名稱，它來自希臘語“haima”，意思是“血”。方鉛礦的外觀可能與赤鐵礦相似，但很容易透過其灰色條痕與之區分。
地質學中的結構是指岩石的物理外觀或特徵，例如粒度、形狀和排列方式，無論是肉眼觀察還是顯微鏡觀察。
晶體是一種固體，其原子、分子或離子以規則的有序排列方式排列，這種排列方式在所有三個空間維度上重複。雪花、鑽石和普通鹽是晶體的常見例子。
- 建築材料
- 碎石
- 鋪路石
- 將穀物研磨成麵粉（磨石）
- 磨刀（磨刀石）
- 雕刻材料（大理石、花崗岩等）
- 填充材料
- 燃料（煤炭）
- 礦石（大多數金屬都是從礦石中提取的）
- 磨料（金剛石粉、石榴石等）
- 雷射器（藍寶石、紅寶石）
- 電子產品（半導體）
- 透鏡（石英）
- 營養（你的身體需要多種礦物質）
- 牽引力（二氧化矽 - 也稱為沙子）
- 貨幣（金、銀、銅）
- 鉛筆芯（石墨）
- 潤滑劑（石墨）
- 藥物（高嶺土製成開胃散）
- 民數記 20:2-13
- 上帝命令摩西對岩石說話，為以色列人提供水，但摩西卻敲打岩石。
- 撒母耳記上 17
- 大衛用石頭打死了歌利亞。
- 約翰福音 11:38-44
- 耶穌命令移開蓋在拉撒路墳墓上的石頭。
- 馬太福音 7:24-29
- 智者和愚者的比喻。
- 使徒行傳 6-7
- 斯蒂芬被石頭打死。
啟示錄 21:19,20 描述了新耶路撒冷的奠基石。
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1. 玉石 -
2. 藍寶石 -
3. 瑪瑙（紅寶石？） -
4. 碧璽（也稱為祖母綠） -
5. 碧玉 -
6. 紅玉（紅寶石？） -
7. 橄欖石 -
8. 碧璽 -
9. 黃玉 -
10. 翠綠玉 -
11. 紫晶（綠松石？） -
12. 紫水晶（水晶？）
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城牆有十二塊奠基石，上面刻著十二使徒的名字。啟示錄中沒有列出十二使徒的名字，也沒有描述哪個名字刻在哪個奠基石上，或者所有名字是否都刻在所有奠基石上，因此這方面的安排留待推測。一位學者認為，猶大·伊斯加略的名字沒有出現在奠基石上，而是被另一個使徒的名字所取代。
這些奠基石裝飾著十二種寶石。在現代，對所有這些寶石的精確識別並不確定，因為一些古代名稱可能指的是幾種不同的寶石，或者可能不再指的是啟示錄寫成時相同的寶石種類。此外，寶石的佈局也存在爭議。所有寶石都可能裝飾每一塊奠基石，無論是分層還是以其他方式混合在一起，或者每塊單獨的奠基石可能只裝飾一種獨特的寶石。
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