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歷史地質學/礦物

來自華夏公益教科書
食鹽的化學結構。

在這篇文章中,我們將介紹一些有用的基本定義:特別是,我們將研究礦物的定義,並瞭解它與岩石定義的不同之處。

晶體被定義為一種固體,其中組成原子以有序的重複模式排列。例如,右邊的圖是食鹽分子結構的球棍模型。大的紅色球代表氯原子;小的綠色球代表鈉原子;棍子代表原子之間的鍵。

礦物是一種天然存在的無機固體,由化學式和特定的晶體結構定義。例如,冰是一種礦物,因為它符合礦物的全部要求,而煤不是礦物,因為它是有機物。

以食鹽礦物(你更熟悉的食鹽)為例。它的化學式為 NaCl,因為它是由一個鈉原子 (Na) 和一個氯原子 (Cl) 組成的單元形成的,它具有如上圖所示的立方結構。化學式和結構定義了礦物。

完全有可能兩種不同的礦物具有完全相同的化學式,但晶體結構不同。鑽石和石墨是常用的例子。兩者都完全由碳原子組成,因此具有完全相同的化學式,但石墨具有六邊形晶體系統,而鑽石具有四面體晶體系統;因此,它們的物理性質大不相同。兩種具有相同化學式但不同分子結構的礦物被稱為同質多象

有些礦物是所謂的固溶體。以橄欖石礦物為例。它的化學式為 (Mg,Fe)2SiO4。公式中 (Mg,Fe) 部分表示晶體結構中存在位置,每個位置可以填充要麼鎂 (Mg) 要麼鐵 (Fe) 原子。這些位置中鐵和鎂的比例在橄欖石樣本之間會有所不同。將它們視為同一礦物的變種很方便。

已知有數千種礦物,其中大多數主要對收藏家有興趣,在像這樣的入門教材中,我們可以很大程度上忽略它們。在我們提到的那些礦物中,最重要的是矽酸鹽礦物下一篇文章將專門討論它們的物理和化學性質。

礦物類

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花崗岩。

礦物類是一種物質,在某些方面類似於礦物,但沒有滿足成為礦物的所有標準。對於什麼是礦物類,什麼是普通非礦物,似乎沒有達成共識,這個術語很少使用。

一種重要的礦物類是天然玻璃,例如黑曜石浮石玻璃從定義上來說沒有晶體結構,而是分子層面上混亂的混合物。這種結構,或者更確切地說是不結構,被稱為無定形

岩石是由一種或多種礦物或礦物類組成的集合體。例如,花崗岩主要由石英雲母長石等礦物組成。在花崗岩中,不同礦物的晶體實際上可以用肉眼看到,使它具有獨特的斑點外觀,如右圖所示。

岩石可以由單一礦物組成:例如,寶石商稱之為“水晶”的半寶石完全由石英組成。

簡介 · 矽酸鹽礦物

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