地球/6f. 手標本礦物鑑定
貝多芬的第七交響曲，A 大調 的王者風範和奢華是為奧地利維也納市精英階層贊助人創作的音樂的勝利。它由貝多芬在 1812 年獻給莫里茨·馮·弗里斯，一位富有的銀行家和藝術贊助人。弗里斯的父親創辦了一家非常成功的銀行，該銀行依靠銀幣鑄造而興起。該銀行鑄造了一種被稱為瑪麗亞·特蕾西亞塔勒的銀幣。這種銀幣從 1741 年開始成為德語國家官方貨幣，但被世界各地採用，最後一枚銀幣鑄造於 1962 年。它特別用於北非和中東，因為銀的純度較高，瑪麗亞·特蕾西亞女皇（奧地利、匈牙利和波西米亞的統治者）的形象具有標誌性意義。能夠鑄造銀幣，使莫里茨·馮·弗里斯成為他那個時代最富有的人之一。貝多芬第七交響曲的音樂體現了他的重要性，但弗里斯必須從礦山獲取銀，為此，他依靠了一群瞭解薩克森礦山從岩石中提取銀的秘密的科學家。
他最寶貴和最忠誠的助手是他的首席會計，一個名叫雅各布·弗里德里希·範·德·努爾的男子。努爾直接與銀礦的工人一起工作，當在礦山的礦石開採過程中發現美麗的晶體或岩石時，他會要求將它們送到他位於維也納的奢華礦物櫃中。隨著時間的推移，雅各布·弗里德里希·範·德·努爾的巨型礦物、晶體和岩石收藏變得聲名遠揚。努爾與著名的珠寶商的孫女伊格納茲·馮·施瓦布結婚，他們住在 查托里斯基宮，在那裡，礦物和晶體收藏增長到 5000 多件。儘管它們的多樣性令人驚歎，但他收藏的礦物和岩石並沒有以任何系統的方式進行整理。因此，他聯絡了弗賴貝格礦業學院的首席教授亞伯拉罕·戈特洛布·維爾納，詢問他是否認識任何學生可以幫助他整理他的岩石、礦物和晶體收藏。維爾納知道那個能幫助他的人，一個名叫弗里德里希·莫斯的年輕學生。莫斯在 1801 年剛剛加入了在德國薩克森州的礦山中工作的一組人，他很樂意接受在奧地利的工作，以幫助整理和識別富有的雅各布·弗里德里希·範·德·努爾的岩石和礦物收藏。對他來說，從一個骯髒、汗流浹背的礦山來到 1802 年維也納的奢華之中一定很令人驚歎。他一到那裡就遇到了一個主要問題，那就是在那個時代，還沒有一個有組織的方法來識別岩石和礦物。
他的老師亞伯拉罕·戈特洛布·維爾納將岩石分類為Urgebirge（堅硬的原始岩石）、Übergangsgebirge（過渡性岩石，如石灰岩）、Flötz（層狀岩石或具有層的岩石）和Aufgeschwemmte（鬆散的岩石或鬆散的岩石，如沙子或礫石）。維爾納認為所有岩石都是由水形成的，形成了海王星論，而其他人則認為岩石是由火（熔化的岩漿或熔岩）形成的，這被稱為火成岩論。今天我們知道它們是由這兩種過程形成的。當時另一位著名的科學家卡爾·林奈，他設計了動物和植物的分類系統，也嘗試對岩石和礦物進行分類。他的經典著作自然系統中，岩石、晶體（礦物）和化石他認為它們像生物有機體一樣在地下生長。這些過時的觀點和分類從未被後來的科學家採用。莫斯到達維也納後，他意識到他學到的岩石分類方法在區分龐大收藏中的各種晶體和礦物方面是行不通的。
礦物 今天有一個非常具體的定義，它們是天然存在的無機固體，具有確定的化學成分和有序的內部結構。換句話說，礦物可以透過離散的化學式和特定於該化學式的晶格結構來描述。礦物是岩石的構成要素。對於莫斯來說，在不進行復雜的礦物實驗的情況下，這很難確定。例如，他不允許研磨無價的礦物樣本以觀察它們對酸的反應，從而確定岩石中含有哪些元素。當他試圖完成這項任務時，到 1801 年，已知元素的數量才從大約 16 種增加到 33 種。弗里德里希·莫斯知道這些礦物包含許多這些新發現的元素，但他必須依靠自己的敏銳觀察和分類來應用名稱。
莫斯敏銳的觀察之一是，他可以透過礦物的硬度對其進行分類。當您破壞或刮擦岩石時，您就是在破壞將固體結合在一起的化學鍵。離子鍵很弱，共價鍵很強，而金屬鍵使固體具有延展性（韌性），例如純金很容易被塑造成珠寶。硬度，以及礦物被刮擦的難易程度，可以幫助試圖識別礦物的人。透過使用一組已知礦物，可以確定未知礦物的硬度等級。以下是他在 1812 年的論文中提出的莫氏硬度表，以及每個礦物的化學式和組成元素。
- 滑石 [Mg3Si4O10(OH)2]
- 石膏 [CaSO4·2H2O]
- 方解石 [CaO3]
- 螢石 [CaF2]
- 磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2]
- 正長石 [KAlSi3O8]（一種長石）
- 石英 [SiO2]
- 黃玉 [Al2SiO4(F,OH)2]
- 剛玉 [Al2O3]（紅寶石寶石）
- 金剛石 [C]
這些礦物可以用來刮擦另一種礦物或晶體，看看是否會留下劃痕。在進行測試時要小心，確保測試不會破壞樣本的價值，同時還要觀察礦物是否只是留下了痕跡，比如粉筆，而不是永久的劃痕。其他物體也具有可以用來快速測試未知礦物的硬度等級。指甲的硬度為 2.5，這意味著你可以用指甲刮擦滑石和石膏。銅硬幣的硬度為 3，鐵釘的硬度為 4，而玻璃的硬度為 5.5。刀的硬度約為 6，而陶瓷的硬度為 6.5 到 7。石英是一種非常常見的礦物，硬度為 7，但它看起來像許多其他更軟的透明礦物，比如方解石。現代地質學家可以使用採礦工具，這些工具配備了由不同硬度材料製成的尖銳針，可以用來快速測試未知礦物。硬度並不是識別礦物的唯一方法，比重也很重要。
密度是物體質量與其體積之比。如果你拿兩個體積（大小）相同的物體，密度更大的那個會感覺更重。比重是物體密度與其相同體積水的密度之比。比重小於 1 表示物體會在純水中漂浮。幾乎所有礦物和岩石都不會在水中漂浮（火山浮石是罕見的例外，它具有高孔隙率，比重低至 0.5，可以在水中漂浮）。為了測量未知礦物的比重，可以將礦物樣本放入裝滿水的量筒中，觀察水位變化來確定體積。然後，將礦物樣本放在天平上稱重以確定質量。比重由質量除以體積確定。1 g/cm3（克每立方厘米）等於純水的比重。礦物的比重範圍很大。金的比重為 19.32 g/cm3，使其相對於體積非常重。銀的比重為 10.49 g/cm3。這些元素的貴重礦石往往具有較高的比重。磁鐵礦是一種氧化鐵礦物，比重為 5.17 g/cm3。地表最常見的礦物石英，其比重為 2.65 g/cm3。石鹽（岩鹽）的比重僅為 2.16 g/cm3。碳氫化合物，即由碳和氫形成的岩石和礦物，在岩石和礦物中通常具有最低的比重，煤的比重僅為 1.29 g/cm3。比重對地球內部礦物的丰度有重大影響。維克托·戈德施密特對親石、親鐵、親硫和親氣元素的分類，源於這些礦物中每種元素獨特的密度。含有鐵、金和鎳的礦物具有更高的比重，因此在地球內部的核心更常見（親鐵元素）。比重是礦物的非常重要的特徵，用於確定寶石、金銀首飾和礦石的價值。它可以用來判斷你手中的是一顆珍貴的鑽石，還是一塊毫無價值的碎玻璃。
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光澤是光波與礦物表面相互作用的方式。這種相互作用會產生可見的效果，使礦物能夠被分類為不同的組別。礦物中的一項主要分類是它們是否產生金屬光澤。金屬礦物看起來與拋光的金屬或鋼具有相同或相似的光澤，包括方鉛礦、黃鐵礦和磁鐵礦等。這種金屬光澤是由晶體化學結構中存在金屬鍵產生的。有時，金屬礦物在空氣中被氧氧化後會失去這種金屬光澤，使其顏色變得暗淡。這種氧化是一種形式的褪色，會在容易氧化的金屬鍵上形成。黃鐵礦病是指黃鐵礦透過氧化過程而褪色，這個過程讓礦物收藏家感到擔憂，因為它會將黃鐵礦覆蓋上白色暗淡的晶體。另一種常見的光澤是玻璃光澤，這種光澤存在於透明或半透明的礦物中，看起來像玻璃，並且是透明的。具有玻璃光澤的常見礦物包括石英、方解石、黃玉、綠柱石和螢石。很多時候，這些礦物會呈現出某種色調或顏色，但始終保持相當程度的半透明。非常明亮或閃閃發光的礦物，如鑽石和石榴石，被稱為金剛光澤，因為它們具有較高的折射率，並且在切割後可以產生閃光，使它們成為具有吸引力的寶石。具有玻璃光澤和金剛光澤的礦物都是常見的半透明寶石。非金屬和非透明光澤可以描述為油脂狀、珍珠狀、絲綢狀、蠟狀、樹脂狀或暗淡。通常，這種光澤的分類是主觀的，因此礦物的光澤被簡單地描述為金屬或非金屬。
顏色可能是分類礦物最明顯的方法。請記住，當光波照射到原子表面時，能量可以在每個原子的離散波長上將電子提升到更高的能級（這種能量的釋放是在暴露於紫外線下並置於黑暗中後，電子從高能級下降到低能級時產生的熒光礦物）。在正常光線下，被礦物表面吸收的光不會產生顏色，而是被表面反射或散射的其他可見光波。這些反射回來的光波在正常光線下賦予了礦物表面顏色。如果表面吸收了所有可見光波，它將呈現黑色。如果礦物吸收紅光（700-620 奈米波長），它將看起來是綠色的；如果礦物吸收橙光（620-580 奈米波長），它將看起來是藍色的；如果礦物吸收黃光（580-560 奈米波長），它將看起來是紫色的；如果它吸收綠光（560-490 奈米波長），它將看起來是紅色的；如果它吸收藍光（490-430 奈米波長），它將看起來是橙色的；而如果它吸收紫光（430-380 奈米波長），它將看起來是黃色的。請注意，這會導致成對的顏色，即互補色 [紅-綠、橙-藍、黃-紫]。
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通常吸收可見光譜光的元素是元素週期表中的過渡金屬，如鐵、鈷、鎳、釩、錳、鉻、金、鈦和銅，以及一些稀土元素。如果這些元素存在於礦物中，它們會改變礦物的顏色。有些礦物被稱為自色礦物，這意味著由於其化學成分中存在關鍵元素，它們始終具有相同的顏色。但是，許多礦物是異色礦物，這意味著它們表現出不同的顏色，具體取決於不屬於礦物化學成分的微量元素。這些微量元素可能來自雜質、其他礦物的包裹體，更罕見的是，來自原子之間的電子轉移或晶格結構中的缺陷。
作為一種礦物，石英以其在自然界中表現出的多種顏色而引人注目（異色礦物）。這些顏色變化通常來自雜質或其他礦物的包裹體。紫水晶（一種石英）由於鐵的雜質而呈紫色。黃水晶（另一種石英）由於 Fe3+離子的雜質而呈黃色。玫瑰石英由於鈦或錳的微量元素而呈粉紅色。石英也可能由於其他次生礦物的包裹體而呈現顏色，例如碧玉（一種石英，其中包裹著赤鐵礦），或瑪瑙（一種石英，其中包裹著各種其他礦物，例如方解石），這些雜質和包裹體導致了單一型別礦物的各種顏色。根據異色礦物的顏色進行識別是有問題的。
然而，自色礦物，即只在自然界中表現出一種顏色的礦物，可以根據顏色進行識別。自色礦物示例包括橄欖石（始終呈綠色）、石榴石（始終呈深紅色到黑色）以及正長石（鉀長石或 K-spar），通常呈粉紅色。
礦物的條痕是指礦物在未上釉的瓷板上摩擦後顯示的顏色。這種顏色來自礦物的粉末形式，這可能與手標本中的礦物顏色不同。條痕有助於區分不同的氧化鐵礦物，例如磁鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦和褐鐵礦，它們具有不同的條痕顏色。
礦物是由相互鍵合的單個原子的晶格結構形成的。解理和斷口都描述了礦物在受到應力時這些鍵是如何斷裂的。一些鍵將形成片狀晶體，這些晶體會沿著平行平面分裂，而另一些鍵將形成具有相同鍵合強度的複雜晶格結構，並會在複雜斷口處斷裂。從技術上講，解理是指礦物在受到應力時沿著特定平面分裂或解理，並且礦物保持與之前相同的形狀或表面。例如，具有完美解理的礦物將在沒有任何粗糙表面的情況下解理，形成光滑的表面。雲母（包括白雲母和黑雲母）是具有完美解理的礦物的一個例子，因為每片都可以分開，留下光滑的表面。這是由於單個原子如何組成單個層。一些礦物沒有解理，會在不規則的參差不齊的粗糙表面處斷裂。一些礦物可以在完美解理和沒有解理的極端之間表現出解理，例如良好的解理，其中存在光滑的表面，但殘留有粗糙度，到差的解理，其中存在粗糙的表面，但沿著特定平面或表面。解理通常更多地體現在晶格的形成方式，而不是其斷裂方式，因為完美解理存在於沿著這些弱鍵合表面解理或分裂的礦物中。斷口是指礦物如何自然斷裂，並描述這種斷裂的性質，而解理是指礦物如何沿著平面解理或分裂。斷口是指你用錘子砸礦物時發生的現象，以及它斷裂的方式。一種典型的斷口型別是貝殼狀斷口，存在於石英和其他以二氧化矽為主的礦物中。貝殼狀斷口是指礦物像碎玻璃一樣剝落成碎片，並帶有光滑的碗形裂痕。貝殼狀斷口使這些礦物可以用作石器工具，例如箭頭、矛尖和鑿子，因為這些型別的斷口會產生鋒利的邊緣。大多數考古石器利用二氧化矽礦物，例如石英和以石英為主的岩石。斷口的其他描述包括易碎、裂片狀、參差不齊、不均勻或光滑。
最後一個測試通常用於鑑定礦物樣品，即使用稀酸（最常見的是鹽酸）來觀察其是否與礦物發生反應。這在確定方解石（和其他碳酸鹽礦物）時尤其重要，方解石是一種常見的礦物，它會與酸反應生成 CO2 氣體，當酸滴在樣品上時，會導致礦物冒泡或起泡。
目前，已經命名的礦物型別近 5000 種，但絕大多數礦物都很罕見。請記住，礦物是指任何天然存在的無機固體，具有確定的化學成分和有序的內部結構。因此，地球上可能存在大量天然存在的礦物。但是，你撿起的絕大多數岩石只包含地球上最常見的 40 種礦物。因此，與其花時間列出所有礦物的清單，不如只學習地球表面最常見的 40 種礦物（或礦物群）。透過學習如何識別這 40 種礦物，你將能夠識別它們在地球上自然存在的各種岩石中，以及它們在岩石命名中的應用。
這 40 種常見礦物可以根據其化學成分分為以下幾組：鹵化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫化物、氧化物、氫氧化物、自然金屬和矽酸鹽（這 40 種常見礦物中近一半屬於矽酸鹽）。
地球表面最豐富的礦物是矽酸鹽，顧名思義，它們包含二氧化矽 (SiO2)。這在大陸地殼中發現的礦物中尤其如此。地殼中只有約 8% 由非矽酸鹽礦物組成。矽酸鹽可以細分為正矽酸鹽、環狀矽酸鹽、片狀矽酸鹽、鏈狀矽酸鹽、團狀矽酸鹽和骨架矽酸鹽，以及各種形式的二氧化矽。這些細分是基於每種礦物晶格結構中矽和氧的化學排列。矽與氧鍵合形成四面體分子，這些分子相互連線形成這些礦物的晶格結構。這些礦物通常包含地球地殼中的常見元素，包括鈣 (Ca)、鈉 (Na)、鉀 (K)、鋁 (Al)、鎂 (Mg) 和鐵 (Fe)。
| SiO4 | |
 石英 | |
 石英，變種紫水晶。 | |
| 硬度 | 7 |
|---|---|
| 比重 | 2.65 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 多種顏色（異色） |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 無法辨認 |
| 斷口 | 貝殼狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
以四面體 (SiO4) 形態排列的純二氧化矽就是石英礦物。石英是地球大陸表面發現的最豐富的礦物之一。石英很常見，因為它在地球表面的溫度和壓力下高度穩定，並且具有相對較低的熔點。石英在沉積岩中很常見，因為它的硬度和在地表上的穩定性，但也存在於許多火成岩和變質岩中。石英也用於製造玻璃和陶瓷，是重要的建築材料之一。作為一種異色礦物，石英有多種不同的顏色和變種，但始終呈現玻璃光澤或玻璃般的品質。石英還呈現出非常典型的貝殼狀斷口模式，這可以在用岩石錘子敲碎或劈開的邊緣觀察到。由於石英非常常見，所以地球表面上你收集的大多數岩石中可能都存在石英，尤其是來自大陸內部的岩石。
| 隱晶質 SiO2 或 SiO2 nH2O | |
 玉髓 | |
| 硬度 | 6–7 |
|---|---|
| 比重 | 2.65 gm/cm3 gm/cm3 |
| 光澤 | 蠟狀 |
| 顏色 | 多種顏色（異色） |
| 條痕 | 無或白色 |
| 解理 | 無法辨認 |
| 斷口 | 貝殼狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
玉髓是一個非常籠統的術語，指的是含有亞微觀晶體或微晶雜質的各種二氧化矽，這些雜質會為二氧化矽增添各種各樣的顏色和紋理。這些顏色變化和化學變化也以許多其他名稱而聞名，包括瑪瑙、碧玉、蛋白石、燧石和燧石，這些都屬於這種礦物類別。二氧化矽通常含有其他微量元素的雜質，這些雜質賦予其獨特的顏色和蠟狀光澤。蛋白石是含水的二氧化矽（含有 H2O），它通常是透明的，或者更罕見的是虹彩的。燧石通常用作由玉髓礦物組成的岩石的名稱。碧玉或燧石用於含有氧化鐵的玉髓，顏色較深的紅色，而瑪瑙是多色玉髓的一種變種。由於玉髓沒有確定的化學成分，因此它是否是一種真正的礦物經常受到爭議，有時也被稱為類礦物。它常見於沉積岩和火成岩中，通常形成結核、脈和層，這可能是由於非常低的熔點造成的，尤其是在有水存在的情況下，這會導致它流入地球淺層內部的斷層和裂縫中。
| KAlSi3O8 | |
 正長石 | |
| 硬度 | 6 |
|---|---|
| 比重 | 2.55–2.63 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤到珍珠光澤 |
| 顏色 | 異色，最常見形式為粉紅色，但可以是白色和藍綠色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美到良好的解理 |
| 斷口 | 不規則 |
| 鹽酸 | 不反應 |
正長石是地球地殼中最常見的礦物，在火成岩中很常見。它是三種長石的端元之一，這三種長石根據其化學成分而被識別。正長石通常被稱為鉀長石（或 K-Spar）或鹼性長石，因為這種礦物含有鉀（在元素週期表中縮寫為 K）。正長石通常作為一種粉紅色的礦物存在於偉晶岩花崗岩中，但也存在於其他火成岩中。更罕見的是，它存在於沉積岩中。這是因為它不像石英那樣在地球表面穩定（正長石會隨著鉀的溶解而風化成高嶺石）。當正長石存在於沉積岩中時，如砂岩，該砂岩被稱為長石砂岩。正長石在晶格結構中表現出獨特的兩個解理方向和一個雙晶模式。這使礦物在薄片中呈現出獨特的紋理，並且晶體會在其珍珠光澤表面呈現出閃閃發光的條紋。微斜長石與正長石密切相關，兩者具有相同的化學式，但晶格角度略有不同。微斜長石往往呈現白色、綠色和藍色，而另一種晶體形式是正長石，它在高溫下形成，往往呈白色到灰色。正長石被認為是一種骨架矽酸鹽，因為它含有鉀、鋁和二氧化矽。
| NaAlSi3O8 | |
 鈉長石（斜長石） | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.62 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤到珍珠光澤 |
| 顏色 | 變色，最常見形式為白色到半透明 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美到良好的解理 |
| 斷口 | 不規則到不均勻 |
| 鹽酸 | 不反應 |
鈉長石是長石礦物類中另一個常見的端元，含有鈉 (Na)。它通常與鈣長石 (鈣長石) 歸類為更一般的長石礦物斜長石。鈉長石通常以白色礦物形式存在，與正長石和鈣長石具有許多相同的性質，但主要含有鈉而不是鉀或鈣。然而，它往往會向鈣長石轉變，因為鈉的含量被鈣取代，並向正長石轉變，因為鈉的含量被鉀取代。作為長石類中的一個端元，鈉長石通常與其他長石非常相似，具有雙晶晶體結構，但顏色主要為白色。
| CaAl2Si2O8 | |
 鈣長石（黑色品種） | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.74–2.76 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤到珍珠光澤 |
| 顏色 | 變色，最常見形式為灰色、灰紅色和白色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美到良好的解理 |
| 斷口 | 不規則到不均勻 |
| 鹽酸 | 不反應 |
鈣長石是長石類中的第三個端元。鈣長石含有鈣。由於它與鈉長石具有許多相同的特徵，因此通常很難將其與鈉長石區分開來，並且通常與鈉長石一起被稱為斜長石，因為兩者通常都是白色的長石礦物。與鈉長石一樣，鈣長石也表現出雙晶晶體結構，並且是白色的。
石英和長石（包括正長石、鈉長石和鈣長石）根據戈德施密特的分類包含親石元素；氧、矽、鋁通常與鉀、鈣和鈉結合。所有這些元素在地球表面發現的岩石中都很常見。事實上，在地球表面發現的所有岩石中，有 63% 到 75% 會包含這些礦物。在大陸地殼中，這些礦物更為常見，尤其是石英。在地球深部內部並非如此，那裡存在著截然不同的礦物。然而，由於你每天都會接觸到這些常見於大陸地殼的淺層地殼岩石，因此你很可能會每天都遇到這些礦物，而且它們構成了任何岩石收藏中很大一部分的岩石。
層狀矽酸鹽
[edit | edit source]| K(Mg,Fe)3AlSi3O10(F,OH)2 | |
 黑雲母 | |
| 硬度 | 2.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.7–3.4 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤到珍珠光澤 |
| 顏色 | 自色，黑色到深褐綠色 |
| 條痕 | 白色或灰色 |
| 解理 | 完全 |
| 斷口 | 沿著平面分裂成薄片 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黑雲母通常被稱為黑雲母，以區別於被稱為白雲母的銀色雲母。黑雲母通常與長石和石英一起存在於常見的火成岩中，如花崗岩和閃長巖，但也存在於許多變質岩中，如片岩和千枚巖。作為一種自色礦物，黑雲母始終呈深黑色，但在薄片中呈半透明的深褐綠色。黑雲母的晶體晶格結構形成片狀晶體，這些晶體完美地彼此之間劈裂成層狀薄片。黑雲母是最常見的層狀矽酸鹽。其晶體結構獨特，有兩層鋁矽酸鹽四面體夾著一個鎂和鐵內層，這些三層晶體結構之間又透過非常薄弱的鉀層隔開，這些鉀層在接近地表風化時容易溶解和弱化。這促使這些層沿著鉀層薄弱層分裂。鎂和鐵的存在使黑雲母呈現深黑色。黑雲母很常見，約佔地球地殼中礦物的 5%。它在沉積岩中很少見，因為它很容易風化。
| K(Al2)Si3AlO10(F,OH)2 | |
 白雲母 | |
| 硬度 | 2.25 |
|---|---|
| 比重 | 2.76–3.0 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤到珍珠光澤 |
| 顏色 | 自色，銀色或半透明 |
| 條痕 | 白色或灰色 |
| 解理 | 完全 |
| 斷口 | 沿著平面分裂成薄片 |
| 鹽酸 | 不反應 |
白雲母是常見的火成岩花崗岩中的銀色到透明雲母。它與黑雲母的顏色不同，這是因為它缺乏鐵和鎂，而在其晶體晶格結構中含有鋁。與黑雲母一樣，白雲母也是一種層狀矽酸鹽，很容易分裂或劈裂成薄片，這些薄片是透明的。在岩石中發現時，白雲母通常閃耀著銀色，像魚鱗或亮片。每一層晶體透過與鉀的弱鍵結合在一起，鉀很容易風化。因此，白雲母很少在沉積岩中發現。
| Al2Si2O5(OH)4 | |
 高嶺石 | |
| 硬度 | 2 |
|---|---|
| 比重 | 2.16–2.68 克/釐米3 |
| 光澤 | 不透明且暗淡 |
| 顏色 | 自色，白色到暗灰色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全 |
| 斷口 | 土質和粘土狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
高嶺石是一種非常軟的白色礦物，類似於粘土。它是最常見的粘土礦物之一，但屬於層狀矽酸鹽。高嶺石是由長石風化形成的，鉀被地下水和大氣水溶解。高嶺石在表面溫度和壓力下非常穩定，使其成為許多其他型別矽酸鹽礦物風化的終產物。高嶺石在風化的火成岩和沉積岩中很常見。它在外觀上非常類似於粉筆，會在陶瓷板上留下強烈的白色條痕。高嶺石常用於陶瓷，因為它提供了粘土狀的質地。高嶺石非常柔軟，可以用指甲劃傷。高嶺石是本列表中唯一的粘土礦物，儘管還有許多其他粘土礦物，其中許多常見於許多土壤和沉積岩層中，以微小的粘土大小顆粒形式存在。
| Mg3Si4O10(OH)2 | |
 滑石 | |
| 硬度 | 1 |
|---|---|
| 比重 | 2.7–2.8 克/釐米3 |
| 光澤 | 不透明且暗淡 |
| 顏色 | 自色，白色到灰綠色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全，劈裂成薄片 |
| 斷口 | 土質和粘土狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
滑石是爽身粉（滑石粉）中的一種常見成分，因為它是一種非常柔軟的白色礦物，可以輕鬆地以粉末形式塗抹在皮膚上，不會引起刺激。滑石是一種常見的層狀礦物，可以用指甲劃傷，並且很容易破碎，是許多家用產品的天然成分。滑石含有鎂，與含水的二氧化矽結合在一起，很容易劈裂成薄片。它與蛇紋石（Mg3Si2O5(OH)4）的化學性質非常相似，蛇紋石是石棉的一種常見形式。蛇紋石與滑石的不同之處在於它略硬（莫氏硬度 2.5-3.0），這是由於晶體晶格結構內部的鍵合更強，並形成微小的二氧化矽纖維。由蛇紋石（石棉）製成的粉末如果吸入，會進入肺部並對肺組織造成損害。由於滑石和蛇紋石非常相似，因此滑石通常會受到像蛇紋石這樣的更硬的石棉礦物的汙染。美國一家主要的滑石粉生產商在 2018 年因滑石粉中石棉汙染而支付了 47 億美元的訴訟費用。滑石在變質岩中很常見，在那裡它是由富含鎂的礦物在高溫高壓下與水和二氧化碳發生反應形成的。滑石在弗里德里希·莫氏硬度表上的硬度為 1，是本列表中最軟的礦物。
鏈狀矽酸鹽
[edit | edit source]| (Ca,Na,Fe,Mg,Zn,Mn,Li)(Mg,Fe,Cr,Al,Co,Mn,Sc,Ti,Vn)(Si,Al)2O6 | |
 輝石，普通輝石 | |
| 硬度 | 5.5–6 |
|---|---|
| 比重 | 3.2–3.6 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃狀、樹脂狀到暗淡 |
| 顏色 | 變色，主要為深黑色，但也呈綠色 |
| 條痕 | 灰綠色，淺棕色到深棕色 |
| 解理 | 兩個不同的解理方向，交角大於 90 度。 |
| 斷口 | 不均勻 |
| 鹽酸 | 不反應 |
輝石類礦物是一組約 22 種深色礦物，由單鏈矽酸鹽四面體 (Si2O6) 構成，這些四面體之間穿插著金屬離子。Ca、Na、Fe、Mg、Zn、Mn、Li 的離子在一個層中排列，而 Mg、Fe、Cr、Al、Co、Mn、Sc、Ti、Vn 的離子在另一個層中排列，導致該礦物類具有很大的化學變化。作為一類，所有這些礦物都呈深黑色到深綠色，儘管它們的化學式不同，但也表現出許多相似之處。普通輝石 (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6 是輝石類礦物中最常見的成員，也是下面描述的輝石型別。
輝石礦物在許多火成岩中非常常見，包括玄武岩和輝長岩，使這些型別的岩石呈現黑色。大多數輝石礦物呈深黑色，具有樹脂狀或玻璃狀光澤，呈綠色甚至藍色。在許多方面，該礦物類與長石相似，但顏色要深得多。硬玉，一種常見的綠色翡翠礦物，是一種型別的輝石，以其美麗的深綠色而聞名。輝石是在由洋殼組成的岩漿和熔岩中發現的常見礦物，在洋中脊和新形成的洋底地殼中很常見。
| (Na,K,Ca,Pb)(Li, Na, Mg, Fe, Mn, Ca)2(Li,Na,Mg,Fe,Mn,Zn,Co,Ni,Al,Fe,Cr,Mn,V,Ti,Zr)5 (Si,Al,Ti)8O22(OH,F,Cl,O)2 | |
.jpg) 角閃石（角閃石） | |
| 硬度 | 5–6 |
|---|---|
| 比重 | 2.9–3.4 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃狀、樹脂狀到暗淡 |
| 顏色 | 變色，黑色，但有時不透明的綠色、綠褐色 |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 解理角為 56 度和 124 度 |
| 斷口 | 不均勻 |
| 鹽酸 | 不反應 |
與輝石一樣，角閃石類也是一類複雜的鏈狀矽酸鹽礦物，它們的不同之處在於具有雙鏈矽酸鹽四面體 (Si8O22)，其中鋁和鈦取代了晶體晶格結構中的矽。這雙鏈矽酸鹽四面體形成一層，這些層被各種元素的離子層隔開，導致複雜的化學式。角閃石類中的大多數礦物只能用 XRD、ICP-MS 或其他工具來識別。角閃石類中分佈最廣的礦物是普通角閃石。普通角閃石含有鈣和鈉，以及鎂、鐵或鋁的金屬離子 (Ca,Na)2–3(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH,F)2。普通角閃石是下面描述的礦物型別
角閃石在顏色和特徵方面與輝石非常相似。常見的角閃石礦物普通角閃石往往是閃亮的黑色，而常見的輝石礦物普通輝石是更暗淡的黑色。普通角閃石往往形成細長的矩形晶體，而普通輝石晶體往往呈塊狀。然而，區分輝石和角閃石可能很棘手。在火成岩中，角閃石礦物的微小晶體也類似於黑色的閃亮礦物黑雲母。像普通角閃石這樣的角閃石礦物往往是唯一一種閃亮的黑色不透明礦物，沒有云母狀解理，密度相對較低 (2.9-3.4 克/釐米3)。角閃石類礦物在玄武岩、輝長岩和閃長巖等火成岩中很常見。通常在洋殼中發現，以及靠近洋中脊或活火山的地方。該礦物在沉積岩中很少見，因為鏈狀矽酸鹽很容易風化成礦物，例如含鐵針鐵礦、含鋁三水鋁石和粘土礦物高嶺石。
環狀矽酸鹽
[edit | edit source]| (Ca,Na,K)(Li,Mg,Fe,Mn,Zn,Al,Cr,V,Fe,Ti)3(Mg,Al,Fe,Cr,V)6 (Si,Al,B)6O18 (B,O3)3(OH,O)3(OH,F,O) | |
_1.JPG) 電氣石 | |
 電氣石（黑色電氣石） | |
| 硬度 | 7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.1–3.2 克/釐米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 異色，黑色（其他型別的電氣石：紅色、粉色、綠色、棕色） |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 不明顯（具有稜柱狀晶體） |
| 斷口 | 不均勻 |
| 鹽酸 | 不反應 |
電氣石族礦物在矽酸鹽四面體 (Si6O18) 的環形或圓形排列中有所不同，這些環狀結構與其他元素交織在一起，通常包括鐵或鎂。這導致許多這些礦物具有廣泛的顏色和半透明外觀，使電氣石礦物通常成為珠寶中的寶石級石頭，並且在礦物收藏中極具收藏價值。電氣石與其他環狀矽酸鹽礦物族群的不同之處在於它含有硼元素。電氣石族中最美麗的一種是鋰輝石礦物，它是一種多色寶石級礦物。寶石術語“祖母綠”通常用於環狀矽酸鹽礦物，包括一些鋰輝石礦物的品種，但祖母綠通常用於鮮綠色綠柱石礦物。電氣石族中最常見的礦物是黑電氣石，如下所述。
除了常見的黑色品種黑電氣石外，電氣石族礦物往往比較稀有。然而，這些礦物的許多品種作為寶石受到高度追捧。考慮到電氣石的硬度為 7.5，這些彩色的品種可以切割成寶石用於珠寶。許多電氣石礦物是多色性的，這意味著它們會根據觀察的角度呈現不同的顏色。一些電氣石標本的售價高達數千美元。電氣石存在於火成岩和變質岩中，通常以細小的稜柱狀半透明黑色晶體形式存在，這些晶體可能難以與不透明的黑色角閃石和深綠色輝石區分開來。
| Be3Al2Si6O18 | |
.jpg) 綠柱石（紅色品種） | |
| 硬度 | 7–8 |
|---|---|
| 比重 | 2.9 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 異色，綠色、藍色、黃色、無色、紅色、粉色、白色 |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 不完美（具有稜柱狀晶體） |
| 斷口 | 不規則 |
| 鹽酸 | 不反應 |
綠柱石是一種含有鈹元素的礦物，但它也是一種與電氣石類似的環狀矽酸鹽礦物。綠柱石的化學式很簡單，鋁和鈹環繞著每個矽酸鹽四面體環。這種排列導致晶體呈六邊形，並且在弗雷德里克·莫氏硬度標度上的硬度超過 7。綠柱石是半透明的，但通常會呈現各種顏色或色調。綠色綠柱石被稱為祖母綠，藍色綠柱石被稱為海藍寶石，兩者都是流行的寶石，用於珠寶，但黃色、粉色、白色和透明的顏色也被發現。區分綠柱石和更常見的石英礦物的一種方法是，它缺乏石英的經典貝殼狀斷口模式。綠柱石也傾向於在晶體中表現出條紋狀的垂直線，並且形狀更像柱狀。綠柱石是一種稀有礦物，但被認為是一種有價值的寶石。綠柱石存在於深成花崗岩偉晶岩（火成岩）和一些變質岩如片岩中。
正矽酸鹽被定義為矽酸鹽礦物族群，其中矽酸鹽四面體不共享氧原子，因此它們被其他元素隔離。它們有時被稱為島狀矽酸鹽。這些礦物在高壓和高溫下更加穩定，並且在接近地表時容易風化，因為隨著時間的推移，分離單個矽酸鹽四面體的離子會溶解在地下水中。因此，正矽酸鹽在地幔深處更常見，存在於深埋的岩石中，這些岩石經受了高溫和高壓。這些礦物存在於上地幔衍生的岩石中。許多這些礦物在地表很少見，但可能構成了地球下地殼和地幔的大部分。
| Mg2SiO4 或 Fe2SiO4 | |
 橄欖石，玄武岩中常見的礦物。 | |
| 硬度 | 6.5–7 |
|---|---|
| 比重 | 3.2–4.4 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 自色，橄欖綠色 |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 粒狀晶體 |
| 斷口 | 不規則，貝殼狀斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
橄欖石含有鎂和鐵的組合，這些組合圍繞著矽酸鹽四面體 (SiO4)，其中鐵在地幔中更深處的礦物中更常見。橄欖石實際上是一組礦物，其中也可以含有鈣和錳的離子。橄欖石也是一種稱為黃綠寶石的寶石，它具有美麗的綠橄欖色。橄欖石在火成岩中最為常見，尤其是來自海洋地殼的玄武岩，例如洋中脊以及地幔上升的地方（如島弧火山和熱點（如夏威夷火山））中新形成的地殼。橄欖石是地幔和深層地殼中最常見的礦物族群（作為鐵橄欖石-鎂橄欖石系列）。由於地幔很厚，並且比薄地殼岩石體積更大，因此橄欖石是構成地球內部最常見的固體。在地幔深處，橄欖石的高壓形式（稱為布氏石）被認為是地球內部最常見的礦物，但它在地球表面不存在。橄欖石在大陸地殼中非常罕見，大陸地殼主要由石英和長石組成。然而，橄欖石在大陸下方深處的深層地幔岩石中非常常見。它也存在於洋底的年輕火成岩中，以及從月球帶回來的月岩中。
| 通常 Mg3, Fe3,Ca3(Al2 (SiO4)3)，但許多其他陽離子也會取代 Mg、Fe、Ca，以及 Al，也可能含水（含有 OH）。端元石榴石 (Mg3Al2(SiO4)3)、鐵鋁榴石 (Fe2Al2(SiO4)3)、錳鋁榴石 (Mn3Al2(SiO4)3) 和鈣鋁榴石 (Ca3Al2(SiO4)3) | |
 石榴石 | |
.jpg) 岩石中的一顆巨大的石榴石晶體。 | |
| 硬度 | 6.5–7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.1–4.3 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤 |
| 顏色 | 異色（多種顏色）主要為深紅色，但其他顏色很少見。 |
| 條痕 | 白色/無 |
| 解理 | 不明顯（晶體習性為菱形十二面體或立方體） |
| 斷口 | 不規則，貝殼狀斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
石榴石族礦物通常為深紅色，由複雜的晶體晶格結構組成。鎂鋁榴石主要含有鎂，而鐵鋁榴石主要含有鐵，該族中的其他礦物含有鈣或錳。石榴石的晶體結構顯示出八面體和四面體矽酸鹽的複雜框架。在立方結構中，氧原子與一個矽酸鹽四面體和一個矽酸鹽八面體以及兩個二價十二面體位置相結合，以複雜的方式將它們連線在一起，就像拼圖一樣。石榴石是一種迷人的礦物，因為它在地殼和上地幔深處形成，並且這些矽酸鹽四面體和八面體以複雜的晶體結構緊密地壓縮在一起，這導致石榴石晶體具有典型的菱形十二面體形狀（像 12 面骰子）。石榴石通常存在於金伯利岩管道和火山莖中，那裡岩漿迅速上升到地表，以及在許多經受了強烈熱量和壓力（如片岩）的變質岩中。石榴石可以製成寶石級的石頭，並且通常為深紅色。
| Al2SiO4(F,OH)2 | |
 黃玉 | |
| 硬度 | 8 |
|---|---|
| 比重 | 3.49–3.57 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 異色（多種顏色）黃色、棕色、藍色、橙色、綠色和粉紅色品種。 |
| 條痕 | 白色/無 |
| 解理 | 完美，形成稜柱狀晶體 |
| 斷口 | 不均勻至貝殼狀斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黃玉是一種半透明的礦物，弗雷德里克·莫氏將其定義為 8 的硬度。它是一種含有鋁和氟的矽酸鹽礦物。在純淨狀態下，它是玻璃狀透明的，但通常具有輕微的色調，包括黃色、藍色、紅色和綠色。硬度為 8，它經常被製成寶石。黃玉是火成岩中相當常見的寶石，尤其是偉晶岩花崗岩（緩慢冷卻的富含矽的岩漿），並且存在於猶他州的大盆地。事實上，黃玉是猶他州的州寶石。黃玉基本上是由鋁原子包圍的矽酸鹽，具有氟和氫氧根 (OH) 陰離子，使其具有玻璃般的性質。
| ZrSiO4 | |
 一顆小小的鋯石晶體 | |
| 硬度 | 7.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.6–4.7 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至金剛光澤 |
| 顏色 | 異色（多種顏色）紅色、黃色、綠色、藍色和無色。 |
| 條痕 | 白色/無 |
| 解理 | 完美，形成板狀稜柱狀晶體 |
| 斷口 | 不均勻至貝殼狀斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
鋯石礦物相當罕見，因為它是由鋯原子包圍的矽酸鹽四面體 (SiO4) 組成。鋯是一種親石元素，但與鋁、鎂和鈣相比，它相當罕見。鋯石晶體往往非常小，但在地球地殼表面相當穩定（與其他正矽酸鹽不同）。鋯石是許多火成岩中典型的副礦物，但由於其穩定性，它通常也會儲存在沉積岩和變質岩中。鋯石晶體是地球上最古老的固體之一（除了隕石材料），因為它們在表面和地球地殼深處都非常穩定。鋯石很重要，因為它們可以使用鈾的放射性同位素（衰變為鉛）輕鬆測年。在沉積岩中運輸和沉積的鋯石被稱為碎屑鋯石，它們對於確定火成岩如何侵蝕以及沉積物如何在地球表面運輸和沉積非常有用，因為每個顆粒都可以進行測年並追溯到其來源。鋯石具有相對較高的比重。手大小的鋯石礦物相當罕見，存在於火成岩中，並且往往呈紅棕色。族矽酸鹽
| Ca2Al2(Fe,Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH) | |
_2.JPG) 綠簾石（綠色晶體）和石英（白色透明晶體）。 | |
| 硬度 | 6–7 |
|---|---|
| 比重 | 3.3–3.6 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤 |
| 顏色 | 異色（多種顏色）綠色、黃綠色、黑色、褐綠色 |
| 條痕 | 灰白色 |
| 解理 | 完美，具有纖維狀稜柱狀晶體，帶有條紋 |
| 斷口 | 不均勻至扁平規則 |
| 鹽酸 | 不反應 |
綠簾石是一種矽酸鹽礦物，其中一些矽氧四面體透過共享氧原子連線在一起，形成一個 Si2O7 分子，在這個分子中，一個矽原子被 4 個氧原子包圍，其中一個氧原子與另一個矽原子共享。這形成了獨特的二矽分子 Si2O7。綠簾石通常呈深綠色，具有纖維狀或稜柱狀晶體。它存在於許多變質岩中，例如片岩和熱液火成岩。綠簾石也存在於大理石中，大理石是由石灰石變質而成的，賦予岩石淺綠色色調。
| Al2SiO5 | |
 藍晶石，藍色 | |
| 硬度 | 4.5–7 |
|---|---|
| 比重 | 3.53–3.65 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至不透明白色 |
| 顏色 | 異色性（多種顏色），主要為淺藍色至白色，也可能出現其他顏色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理至不完全解理 |
| 斷口 | 裂片狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
藍晶石是一種纖維狀的藍色礦物，由鋁與矽鏈結合而成，形成細長柱狀晶體。它是變質岩中常見的礦物，典型顏色為藍色至白色。藍晶石對研究變質岩的地質學家很重要，因為它是在高壓和低溫下形成的。藍晶石與紅柱石和矽線石（另外兩種由 Al₂SiO₅ 組成的礦物）的比例可以用來確定岩石在地下經歷的壓力和溫度歷史。藍晶石也可以在一些沉積岩中找到，但容易風化。
| Fe2Al9O6(SiO4)4(O,OH)2 | |
 黝簾石 | |
| 硬度 | 7–7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.74–3.83 gm/cm3 |
| 光澤 | 不透明玻璃光澤至樹脂光澤 |
| 顏色 | 異色性（多種顏色），主要為深棕色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 明顯，呈十字形雙晶習性 |
| 斷口 | 次貝殼狀斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黝簾石具有非常典型的雙晶十字形晶體，只存在於變質岩中。黝簾石是一種相當稀有的岩石，存在於變質岩中特定的壓力-溫度區域，例如片岩和片麻岩。黝簾石獨特的十字形和棕色色調使其易於識別，即使是在岩石中以小晶體形式出現時也是如此。
氧化物
[edit | edit source]氧化物是含有氧的礦物，氧陰離子 (O2−) 與另一種元素鍵合。由於矽、硫、磷和碳與氧鍵合，因此從技術上講它們是氧化物，但是，在礦物學中，它們被歸類為單獨的礦物組（矽酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽），因此礦物氧化物是指那些含有氧但缺乏這些常見元素的礦物。事實上，冰 (H2O) 是一種屬於這種分類的礦物，因為它含有與氫鍵合的氧。氧化物缺乏矽，而矽存在於所有矽酸鹽礦物中。然而，許多氧化物是非常常見的礦物，存在於變質岩、火成岩和沉積岩中。它們還包括重要的鐵、銅和鈾礦石。
| Al2O3 | |
 剛玉 | |
 切割的紅寶石寶石也是剛玉。 | |
| 硬度 | 9 |
|---|---|
| 比重 | 3.95–4.10 gm/cm3 |
| 光澤 | 金剛光澤至玻璃光澤 |
| 顏色 | 異色性（多種顏色），透明無色、灰色、棕色、紫色、紅色、橙色、藍色、綠色 |
| 條痕 | 無/白色 |
| 解理 | 雙錐晶體，稜柱狀，但無解理。 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
弗里德里希·莫斯根據剛玉定義了他的第 9 級硬度。剛玉是一種非常硬的礦物，比最硬的礦物——金剛石更常見，但也以其鮮豔的彩色寶石而聞名。紅寶石和藍寶石是剛玉寶石的術語，它們都很硬，但都是透明的彩色寶石。紅寶石是紅色的剛玉寶石，而藍寶石是藍色的剛玉寶石。大多數剛玉實際上是暗淡的綠紫色灰色，相當不透明。這些顏色變化來自鋁氧化物晶格中的雜質。剛玉不含矽，而是由鋁原子圍繞著氧原子，以密集的晶格結構排列。其密度大於大多數透明礦物，比重約為 4 gm/cm3，感覺比相同體積的玻璃或石英更重。要使剛玉在自然界中形成，岩石必須含有非常少量的二氧化矽。通常，這要麼是在缺乏二氧化矽的變質岩中，例如大理石，要麼是在超鎂鐵質貧矽火成岩中。剛玉的硬度為 9，也以小碎屑顆粒的形式存在於一些沉積岩中，例如砂岩。剛玉是一種相當稀有的礦物，但由於其硬度而很重要，並且經常被包含在用於礦物識別的莫氏硬度計中。與剛玉類似的合成氧化鋁正被用於開發防彈玻璃，因為它們是透明的，但很難打破。
| MgAl2O4 | |
 尖晶石 | |
| 硬度 | 7.5–8.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.58–3.61 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 異色性（多種顏色），通常為有光澤的黑色，或深紅色或紫色。 |
| 條痕 | 無/白色 |
| 解理 | 八面體晶體，無解理 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
尖晶石是一種氧化鋁，但含有鎂，賦予晶體更深的顏色，通常為黑色，但當晶格結構中含有鐵雜質時，可能會呈深紫色。尖晶石通常在與剛玉相同的地方被發現，在變質岩中，但也在超鎂鐵質貧矽火成岩中。尖晶石可能在地幔的下層更常見，那裡二氧化矽含量較低，氧與鎂、鋁和鐵鍵合。它是地幔中橄欖岩火成岩和深層上升的火山岩（如金伯利岩管）中常見的礦物。有時被切割成寶石。
| Fe3O4 | |
 磁鐵礦 | |
| 硬度 | 5.5–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 5.17–5.18 gm/cm3 |
| 光澤 | 金屬光澤 |
| 顏色 | 自色性黑色 |
| 條痕 | 黑色 |
| 解理 | 八面體晶體，不明顯的解理，到非常好的解理 |
| 斷口 | 不平坦斷口至脆性斷口 |
| 鹽酸 | 在酸中緩慢溶解。 |
磁鐵礦是一種非常重的礦物，密度超過 5 gm/cm3。它也是磁性的，因為它含有大量的鐵原子，鐵原子與氧原子的比例為 3:4（鐵含量為 43%）。由於它既重又磁性，因此很容易識別。磁鐵礦是一種常見的礦物，存在於火成岩、變質岩和沉積岩中。淘金者將鬆散沙子中的磁鐵礦顆粒稱為黑沙，它們是高密度磁鐵礦的重顆粒，在淘金時被發現。通常，這些黑沙可以透過磁鐵從淘金盤中去除。磁鐵礦也可以在泥土和土壤中被發現，方法是將磁鐵穿過鬆散的泥土，磁鐵會吸引礦物。鐵和氧在地球內部和下地幔中都相當常見。在地球表面，許多大型磁鐵礦標本是在貧矽火成岩和變質岩中發現的。磁鐵礦是重要的鐵礦石，在地球表面的最古老變質岩中含量最豐富，例如美國密歇根州和威斯康星州鏽帶中的那些變質岩。磁鐵礦在地球形成初期可能更為常見，但由於鐵是一種親鐵元素，它透過岩石迴圈的長過程沉入了地球的地幔深處。
| Fe2O3 | |
 赤鐵礦 | |
| 硬度 | 5.5–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 5.26 gm/cm3 |
| 光澤 | 金屬光澤 |
| 顏色 | 自色性銀色/黑色不透明 |
| 條痕 | 紅色 |
| 解理 | 顆粒狀、纖維狀或片狀晶體，無解理。 |
| 斷口 | 不平坦斷口至脆性斷口 |
| 鹽酸 | 在酸中緩慢溶解。 |
赤鐵礦的意思是血石，因為赤鐵礦在白色瓷器劃痕板上劃過時會留下深紅色的劃痕，這與相似的礦物磁鐵礦不同，磁鐵礦會留下黑色劃痕。這種紅色是由於赤鐵礦的氧比例更高。對於每 2 個鐵原子，赤鐵礦有 3 個氧原子（鐵含量為 40%）。這仍然是大量的鐵，赤鐵礦可能因此而具有磁性，並且仍然具有非常高的密度，超過 5 gm/cm3。赤鐵礦在沉積岩中比磁鐵礦更常見，這主要是因為它是在地下由還原鐵的微生物沉積的。赤鐵礦也可以在沉積岩中形成膠結物，將顆粒或碎屑粘合在一起。赤鐵礦在條帶狀鐵建造中也很常見，條帶狀鐵建造是當地球海洋中缺乏大量氧氣時沉積的古老沉積岩。它也是熱液礦床中常見的礦物，來自鐵礦物在高溫、有水存在的情況下氧化（生鏽）。
| FeO(OH) / FeO(OH)·nH2O | |
 褐鐵礦 | |
| 硬度 | 5–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.3–4.3 gm/cm3 |
| 光澤 | 暗淡 |
| 顏色 | 自色性暗棕色。黑色，帶有黃色至紅色色調。不透明 |
| 條痕 | 黃棕色（赭石） |
| 解理 | 乳頭狀、泡沫狀、結殼或放射狀，具有完全解理 |
| 斷口 | 不平坦斷口至脆性斷口 |
| 鹽酸 | 在酸中緩慢溶解。 |
針鐵礦是一種氫氧化物礦物，鐵與氧和氫氧根 (OH-) 鍵合，褐鐵礦是水合的，含有一個水分子 (H2O)。這兩種礦物實際上都是鐵鏽的一種形式，傾向於存在於富含鐵的通氣良好的沉積岩中，以及其他氧化鐵礦物的風化產物中。褐鐵礦顏色更黃，是繪畫中土黃色（黃赭石）的來源，而赤鐵礦則是更鮮豔的土紅色（印度紅）。這可以用白色陶瓷瓷器上的劃痕試驗來揭示。針鐵礦傾向於形成這些球狀黑色晶體，但在施加到劃痕板上時會產生淺色。針鐵礦存在於熱液礦床中，也存在於沉積岩中，因為一些還原鐵的細菌在地下產生這種礦物。針鐵礦和褐鐵礦賦予許多沉積岩紅色，包括猶他州摩押周圍的許多砂岩，以及整個猶他州的紅色岩石峽谷。針鐵礦和褐鐵礦傾向於在通氣良好的土壤中形成，這些土壤經歷了潮溼和乾燥的季節，這些土壤通常會隨著時間的推移在紅色沉積岩中形成。
這些氧化鐵（赤鐵礦、針鐵礦和褐鐵礦）中的許多在地球上更常見，因為沒有板塊構造，鐵沒有被拉入火星地幔，導致今天在火星表面發現的岩石和風化層的明顯紅色。
硫化物
[edit | edit source]硫化物是含有硫但不含氧的礦物。它們很稀有，但非常重要，因為它們表明這些礦物形成時該地區是缺氧的（缺乏氧氣）。硫是戈德施密特分類中的親銅元素，因此它往往存在於與一組元素相關的許多礦石中，這些元素包括金、汞、銅、銀、錫、鋅和鉛等等。因此，硫化物通常與這些型別的礦山有關。由於這些礦物通常在金礦中被發現，因此淘金者用一些色彩鮮豔的名字來稱呼它們，例如愚人金和孔雀礦石。
| CuFeS2 | |
 黃銅礦 | |
| 硬度 | 3.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.1–4.3 gm/cm3 |
| 光澤 | 金屬光澤 |
| 顏色 | 黃銅黃色，可能帶有虹彩的紫色錆光。 |
| 條痕 | 綠黑色綠黑色 |
| 解理 | 不明顯的解理，呈四面體或塊狀晶體生長 |
| 斷口 | 不規則或不平坦 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黃銅礦由銅、鐵和硫組成，常被稱為孔雀礦，因為其經常呈現出彩虹般的金屬色澤。黃銅礦是重要的銅礦石，但在地球上比較稀有。當礦石與二氧化矽（沙粒）在極高溫度下熔鍊時，可以提取青銅，青銅是一種銅合金。青銅時代（公元前 5300 年至公元前 3200 年）是人類首次學會從黃銅礦中提取銅並製造青銅金屬工具和首飾的時期。這可以在非常熱的爐子裡完成，但溫度低於今天使用的許多鐵合金。黃銅礦是一種重要的貿易礦石，因為其富含銅。黃銅礦存在於古老的火成岩中，特別是在受熱液活動影響的地區。黃銅礦也存在於太古代變質火成岩地區，被稱為綠巖帶，是大陸地殼最古老的來源之一。
| FeS2 | |
 黃鐵礦 | |
 黃鐵礦 | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.95–5.10 gm/cm3 |
| 光澤 | 金屬光澤 |
| 顏色 | 黃銅色，金黃色。 |
| 條痕 | 綠黑色 |
| 解理 | 不明顯的解理，有解理面，呈立方晶體生長 |
| 斷口 | 不均勻 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黃鐵礦也稱為愚人金，因為它呈現出黃銅色的金色，但缺乏真金的高密度和更亮的金色。黃鐵礦是鐵與硫的結合物。黃鐵礦在熱液礦床中含量豐富，並且經常在變質岩和火成岩中的金礦中發現。黃鐵礦也存在於海洋沉積岩中，沉積在深層缺氧（缺乏氧氣）的海水中。黃鐵礦在氧氣和水分存在的情況下會變成金白色。這被稱為黃鐵礦病，因為它會破壞收藏中的礦物標本。黃鐵礦是地球表面一種相當常見的硫化物礦物，存在於熱液火成岩中的脈體中。黃鐵礦從礦山尾礦中風化會導致硫酸根離子（SO42-），在水溶液中與水結合形成硫酸（H2SO4）。許多富含黃鐵礦的舊礦山會導致流域內高度汙染的酸性水，這會導致下游的魚類和其他生物死亡。
| PbS | |
 方鉛礦 | |
| 硬度 | 2.5–2.75 |
|---|---|
| 比重 | 7.2–7.6 gm/cm3 |
| 光澤 | 金屬光澤 |
| 顏色 | 鉛灰色至銀色 |
| 條痕 | 鉛灰色 |
| 解理 | 完美的立方解理，也是八面體。 |
| 斷口 | 亞貝殼狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
方鉛礦是一種鉛礦石，含有硫和鉛（Pb）。它也是重要的銀礦石，因為銀（Ag）可以與硫結合形成輝銀礦/黝銅礦（Ag2S），這種礦物經常在熱液脈體或礦山中與方鉛礦一起發現。方鉛礦歷史上一直開採用於鉛，鉛可以透過在爐中加熱礦石輕鬆冶煉出來。方鉛礦在熱液火成岩或熱液蝕變的沉積岩（如石灰岩）中相當常見。在科羅拉多州的利德維爾，方鉛礦存在於孔隙空間、斷層和脈體中，熱液水流經這些沉積岩，留下了豐富的方鉛礦和其他硫化物礦物脈體。方鉛礦的密度很高，略高於 7 gm/cm3。這使得礦物手標本與其他礦物相比非常重。它還具有經典的銀色金屬光澤和立方晶體習性。接觸方鉛礦後，最好洗手，因為礦物中含有鉛，如果攝入會中毒。
硫酸鹽
[edit | edit source]硫酸鹽礦物在其晶格結構中都含有硫酸根離子 SO42−。這些礦物通常存在於蒸發巖沉積岩中，這些硫酸根離子在這些沉積岩中與陽離子結合形成硫酸鹽。它們也可以在熱液礦床中形成，在硫化物存在的情況下，在氧化帶內形成，或者從地表附近硫化物礦物的風化作用中形成。由於硫酸鹽在沉積盆地（特別是乾涸的湖泊和海洋盆地）中含量豐富，因此在地球表面比硫化物更為常見。
| CaSO4·2H2O | |
 石膏 | |
| 硬度 | 2 |
|---|---|
| 比重 | 2.3 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤、絲絹光澤、珍珠光澤和蠟狀光澤 |
| 顏色 | 變色，無色至白色，也可能呈現其他顏色，如粉紅色至棕色。 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 塊狀、細長和稜柱狀晶體，完美的解理 |
| 斷口 | 裂片狀 |
| 鹽酸 | 會略微溶於酸中。 |
石膏是沉積岩中常見的礦物，沉積在乾涸的湖泊和海洋盆地中。石膏是重要的建築材料，用於石膏板，因為它具有防火和無毒的特點。作為一種軟礦物，在弗里德里希·莫氏硬度計上硬度為 2，石膏可以雕刻成石雕，通常被稱為雪花石膏。在沙漠中，從沉積岩中侵蝕出來的透明稜柱狀石膏晶體很常見。這些晶體被稱為“月石”和沙漠玫瑰。石膏是由鈣陽離子與硫酸根陰離子離子鍵合形成的，並含有水合（H2O）成分。因此，石膏很容易溶解，並用作石膏和粉筆，並磨成粉末用於多種用途。石膏在猶他州很常見，特別是在大盆地和尤因塔盆地，這些地區古代湖泊已經乾涸，留下礦物埋藏在沉積岩層中。
| CaSO4 | |
 硬石膏 | |
| 硬度 | 3.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.97 gm/cm3 |
| 光澤 | 油脂光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 變色，白色、淺藍色、粉紅色至淺棕色和灰色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 板狀和稜柱狀晶體，具有完美的解理 |
| 斷口 | 碎片狀、貝殼狀 |
| 鹽酸 | 會略微溶於酸中。 |
硬石膏類似於石膏，但缺乏水合物（H2O），但在水存在的情況下會風化成石膏。化學上，硬石膏被稱為無水硫酸鈣。硬石膏是地下常見的蒸發巖礦物，在乾涸的海洋和湖泊盆地中形成沉積岩中的厚層，這些盆地在埋藏過程中被加熱，導致石膏脫水形成硬石膏。當埋藏時，這些硬石膏層會形成阻止地下水和碳氫化合物（如石油和天然氣）流動的緻密屏障。硬石膏形成厚厚的珍珠白礦物和板狀晶體。硬石膏也會在地下形成鹽丘和鹽底闢，在水存在的情況下會導致遷移和流動。因此，這種礦物的存在對石油勘探和地下水很重要。
| BaSO4 | |
 重晶石 | |
| 硬度 | 3–3.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.48–5 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤到珍珠光澤 |
| 顏色 | 變色，白色、黃色、棕色、藍色至灰色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美的解理，呈管狀至纖維狀晶體習性 |
| 斷口 | 不規則/不平坦 |
| 鹽酸 | 不會發生反應 |
重晶石是元素鋇的主要礦石。純淨的重晶石無色透明，但通常含有其他礦物的雜質，使其呈現出黃棕色。重晶石存在於蒸發巖沉積岩中，但也存在於經歷熱液活動的石灰岩中。由於重晶石不溶解、無毒，但密度相對較高，因此經常被攝入作為X射線照射消化系統時的放射性對比劑。奇怪的是，元素鋇劇毒（是滅鼠藥的主要成分），但由於鋇原子與硫酸根緊密結合，並且不溶於水和酸，因此無毒。重晶石與石膏礦物最相似，但密度更大，更硬。
磷酸鹽
[edit | edit source]磷酸鹽的特徵是具有四面體磷酸根（PO43−）離子，並且不含二氧化矽。它們在自然界中相當稀有，但很重要，因為它們被開採作為肥料的來源。磷酸鹽是一種生物限制性元素，它在有機細胞的生長中是必需的，也是生物體細胞中發現的 DNA 和 ATP 等有機分子的組成部分。事實上，一種磷酸鹽礦物是羥基磷灰石，存在於你的骨骼和牙齒的釉質中，Ca10(PO4)6(OH)2，與氟磷灰石（Ca10(PO4)6F2）混合，其中氟可以取代 OH 離子。這些礦物都是磷灰石類礦物的一部分，這些礦物也存在於岩石中。並非所有的磷酸鹽礦物都在磷灰石類礦物中，例如綠松石礦物。綠松石被認為是一種有價值的藍綠色寶石。綠松石是一種含銅的磷酸鹽礦物，使其具有珠寶商和寶石學家珍視的獨特藍綠色。
| Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2 | |
 磷灰石 | |
| 硬度 | 5 |
|---|---|
| 比重 | 3.16–3.22 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤 |
| 顏色 | 變色，半透明的深綠色-紫色、黃色-棕色和紫色（藍色罕見）。 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 板狀和稜柱狀晶體，具有不明顯的解理 |
| 斷口 | 不均勻 |
| 鹽酸 | 不會發生反應 |
磷灰石類礦物是由弗里德里希·莫氏的老師亞伯拉罕·戈特洛布·維爾納命名的。磷灰石來自希臘詞 apatein，在希臘語中意為“欺騙”，因為這種礦物類有時難以與其他礦物（如長石）區分。磷灰石往往呈深紫色至綠色，但已知許多其他顏色變種。弗里德里希·莫氏將磷灰石指定為其硬度計上硬度為 5 的定義礦物。磷灰石類礦物的三個主要端元是羥基磷灰石 Ca10(PO4)6OH2、氟磷灰石 Ca10(PO4)6F2 和氯磷灰石 Ca10(PO4)6Cl2，取決於化學式，大多數磷灰石標本是這三種端元的混合物。磷灰石存在於偉晶岩火成岩和熱液火成岩中。它也是脊椎動物骨骼和牙齒的主要成分，以及一些魚鱗。大多數化石骨骼往往被二氧化矽或方解石礦物取代，但存在於牙齒釉質中的緻密磷灰石可以儲存數百萬年，在地球淺層地表非常穩定。
碳酸鹽
[edit | edit source]碳酸鹽是一類廣泛的礦物，其特徵是含有碳酸根離子 CO3-2。碳酸鹽在地球表面是一種極其常見的礦物類群，這是因為在地球表面附近碳元素 (C) 的濃度很高，實際上，由於二氧化碳 (CO2，一種氣體) 和水 (H2O，一種液體) 會形成碳酸 (H2CO3)，這與賦予蘇打水氣泡的相同化合物，碳酸鹽可以被認為是碳酸的鹽，然而，地球地表下發現的許多碳酸鹽礦物也是生物產生的，因為碳酸鹽礦物被用於生長生活在星球海洋、湖泊和河流中的許多生物的外殼和骨骼。大量的碳酸鹽礦物會形成石灰石，但碳酸鹽礦物也存在於幾乎所有沉積在水中的沉積物和地球表面的土壤中。碳酸鹽礦物也是沉積岩中“粘合”沉積物的重要礦物，作為一種成巖（造石）膠結物。一些碳酸鹽礦物易溶於地下水，並以晶體的形式沉澱在沙粒或其他小型碎屑沉積物周圍，將它們粘合在一起，透過稱為成岩作用的過程形成堅硬的岩石。碳酸鹽礦物在有機遺骸的成岩作用中也很重要，形成化石，例如古代動植物的成巖遺骸，例如恐龍。
| CaCO3 | |
 方解石 | |
 方解石 | |
| 硬度 | 3 |
|---|---|
| 比重 | 2.71 克/立方厘米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤，很少呈蠟狀 |
| 顏色 | 他色性，透明至半透明，透明無色，白色，黃色，紅色，棕色，很少呈藍色，綠色，灰色。 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 具完全解理，呈菱形晶體，但常呈粒狀（細小的閃亮晶體）、結核狀（將晶粒結合在一起）或塊狀（厚厚的晶體塊）。 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 對鹽酸高度反應，並會釋放出二氧化碳氣泡 |
弗里德里希·莫斯將方解石定為其礦物硬度為 3，比常見的石英礦物（為 7）更軟。方解石通常可以透過莫氏硬度比石英更軟來區分，然而，當只有微小的晶體存在時，這兩種礦物通常很難區分，因為這兩種礦物通常都是無色透明的。地質學家通常隨身攜帶一小瓶稀釋的鹽酸 (HCl)。透過將一些這種酸滴到礦物或岩石上，鹽酸會與 CaCO3 分子反應併產生 CO2 氣體，這將產生氣泡或冒泡。這種酸性測試將很快區分出方解石和石英，即使在岩石中難以看到單個晶體時也是如此。[CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O (水) + CO2 (氣體)]。需要注意的是，氧化鐵礦物也會與鹽酸反應，併產生氣泡，但這些礦物是不透明的，顏色為黃色帶紅色棕色至黑色。方解石在地球表面非常常見，因為該礦物會根據水的 pH 值容易溶解和沉澱在水中。通常雨水或融雪水會溶解礦物，當地下水變得更鹼性或蒸發時，它會留下方解石礦物（在土壤中，這種方解石的白色殘留物稱為鈣質土）。方解石是通常在水龍頭和管道內部形成的礦物，Ca+2 和 CO3-2 的離子在您飲用的水中很常見。方解石是石灰石中發現的主要礦物，但也可能構成砂岩中很大一部分。方解石也會在洞穴中形成石筍和鐘乳石。方解石具有很強的雙折射現象（雙折射），它會強烈彎曲穿過方解石晶體的光波。這種強烈的雙折射現象會導致透過一塊透明的方解石觀察到的物體看起來是雙重的，或者高度偏移。由於這種光學特性，方解石儘管是透明或透明的，但不能作為玻璃的良好材料，因為您將難以看到晶體，因為它會扭曲進入的光波。在晶體學中，這種強烈的雙折射使方解石易於識別，當偏振光在顯微鏡下穿過晶體時，可以透過晶體如何彎曲穿過方解石的光波來觀察強烈的雙折射現象。方解石在沉積岩中非常常見，但也可以在富含方解石沉積岩的熔體或極熱的地下水透過地表下形成的熱液岩漿岩中找到。在強烈的壓力和熱量下，方解石經常被白雲石取代，鈣被鎂取代。白雲石 (CaMg(CO3)2) 對鹽酸的反應性比方解石低。
| CaCO3 | |
 文石 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 2.95 克/立方厘米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤 |
| 顏色 | 他色性，透明至半透明，透明無色，白色，黃色，紅色，棕色，很少呈藍色，綠色，灰色。 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 不完全解理，呈柱狀晶體或針狀晶體生長。 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 對鹽酸高度反應，並會釋放出二氧化碳氣泡 |
文石與方解石具有相同的化學式，但原子排列在略微不同的晶格結構中，導致不同的晶體生長方式。文石晶體呈柱狀至針狀。這些柱狀晶體通常存在於現代貝殼中，因為在一些貝殼內看到的珍珠母般的閃亮顏色（虹彩），它也是形成珍珠的礦物。文石晶體在壓力和熱量下會壓縮成方解石，因此文石是地球表面附近和生長外殼以保護自己的水生動物中發現的一種獨特的碳酸鈣 (CaCO3) 晶體形式，例如珊瑚、蝸牛、蛤蜊和海星。一些動物會用方解石生長外殼，而另一些則會生長文石，還有一些會生長這兩種型別的礦物來形成它們的外殼。然而，隨著埋藏，這些文石礦物將在熱量和壓力下轉變為方解石；地質學家稱之為成岩作用。文石很少在經歷高壓、低溫的變質岩中發現，例如那些在俯衝帶形成的變質岩，在這些變質岩中，富含方解石的礦物在變成大理石和藍片岩時會變得亞穩態（這意味著很容易變得不穩定，但在很長一段時間內在地下保持穩定）作為文石晶體。
| Cu2(CO3)(OH)2 | |
 孔雀石 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.6–4 克/立方厘米3 |
| 光澤 | 金剛光澤至玻璃光澤，絲狀至纖維狀，最常為暗淡的土綠色 |
| 顏色 | 自色性綠色 |
| 條痕 | 淺綠色 |
| 解理 | 完全解理至中等解理，塊狀、板狀、柱狀至球狀晶體 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 會與鹽酸反應，並會釋放出二氧化碳氣泡 |
孔雀石是銅的重要礦石。孔雀石是在石灰岩層內的熱液低階變質岩中銅離子與碳酸鹽結合的地方。當加熱的地下水穿過石灰岩空洞時，銅會取代一些鈣，從而形成銅沉積物，以孔雀石的形式存在。這些銅礦床始終呈現出豐富的綠色。孔雀石是重要的顏料染料，因為它呈現出翠綠的顏色。它也經常被雕刻或拋光用於珠寶。歷史上，孔雀石在猶他州尤因塔山脈和布朗斯公園地區開採銅礦，然而，猶他州今天的大部分銅產量來自鹽湖城附近的賓漢峽谷礦或肯尼科特銅礦。該礦是一個巨大的黃銅礦礦床，位於岩漿火山岩中。孔雀石通常與藍銅礦密切相關。
| Cu3(CO3)2(OH)2 | |
 藍銅礦（藍色）和孔雀石（綠色）。 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.78 克/立方厘米3 |
| 光澤 | 土狀至玻璃光澤 |
| 顏色 | 自色性藍色（蔚藍色） |
| 條痕 | 淺藍色 |
| 解理 | 完全解理至中等解理，塊狀、板狀、柱狀至球狀晶體 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 會與鹽酸反應，並會釋放出二氧化碳氣泡 |
藍銅礦是一種含銅的碳酸鹽礦物，其銅含量比例更高，因此呈現出獨特的藍色。作為一種藍色礦物，藍銅礦是重要的天然藍色顏料染料，例如群青中發現的染料。藍銅礦在地球表面不穩定，隨著時間的推移，會在水的存在下風化成孔雀石，從藍色變為綠色。藍銅礦經常與孔雀石一起在變質或熱液蝕變的石灰岩中發現。
鹵化物
[edit | edit source]鹵化物是一組重要的礦物，由鹵化物元素的陰離子組成，例如氟 (F−)、氯 (Cl−)、溴 (Br−) 和碘 (I−)。這些礦物包括許多常見的鹽，並且經常存在於蒸發巖沉積物中，在古代海洋蒸發後，留下了這些鹽的厚層。它們通常與硫酸鹽礦物有關。
| NaCl | |
 鹽 | |
| 硬度 | 2.0–2.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.17 克/立方厘米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 無色至白色，可以是粉紅色至深灰色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理，呈立方晶體 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
鹽是食鹽的礦物學名稱。它在世界各地開採，用於醃製食物，並在日常烹飪中用作增味劑。鹽易溶於水，分解成鈉 (Na+) 和氯 (Cl-) 離子。由於這些離子以離子鍵結合在一起，它們在水的 H2O 存在下很容易斷裂，水是一種極性分子。鹽幾乎完全存在於蒸發巖沉積物中，這些沉積物是古代海洋、海洋和鹹水湖的殘留物。鹽是主要開採於大盆地的一種礦物，特別是來自鹽湖城附近的鹽湖盆地和大盆地西北部。
| CaF2 | |
 螢石 | |
| 硬度 | 4 |
|---|---|
| 比重 | 3.2 克/立方厘米3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 他色性，但通常無色，大多數呈紫色至藍綠色。 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理，呈八面體晶體。 |
| 斷口 | 貝殼狀斷口至不平坦斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
弗里德里希·莫斯將螢石定為其硬度為 4。螢石是一種相當堅硬的礦物，屬於鹵化物類礦物，並表現出清晰的外觀。螢石在自然界中經常被染成各種顏色，最常見的是淡紫色。由於其相對柔軟，螢石很少被切割成寶石，儘管礦物學標本經常被收集，因為它們形成了美麗的八面體晶體。螢石在紫外線下會表現出熒光，儘管許多碳酸鹽礦物也會在紫外線下產生熒光，這是由於電子能級下降造成的。螢石通常存在於熱液變質岩和岩漿岩中，通常存在於富含方鉛礦的區域。螢石被開採作為氟的礦石，用於許多應用。
自然金屬是一組礦物，由金、銀、銅等元素組成，以金屬鍵合的原子形式自然存在。金屬是任何能導電、表現出金屬光澤且具有延展性或延展性的物質。這些特性是由於自然金屬中原子之間透過金屬鍵共享電子而產生的個體鍵，因此這些材料是優良的導電體。自然金屬很少見，因為大多數自然金屬在氧氣存在的情況下很容易氧化（這稱為氧化）。在地表淺層，氧化鐵比自然金屬更常見，鐵最常見的是以氧化鐵的形式存在。（鐵和鎳的自然形式非常罕見，主要侷限於隕石。）金、銀和銅是自然界中常見的自然金屬，這些金屬是早期這些貴金屬的天然來源。儘管存在於自然界中，但自然金屬非常罕見，但對於這些貴金屬而言是經濟上重要的來源。天然的金塊和金片是自然金屬礦物的例子。天然硫和碳（如石墨）有時歸類為自然金屬礦物，因為它們是單一元素的天然純淨形式，儘管硫和碳在技術上是非金屬，因為它們不包含金屬鍵。金、銀、鉑和銅等元素以純淨形式自然存在的情況非常罕見，這也是這些礦物備受追捧的原因之一。自然銅比其他自然金屬更常見，但仍然罕見且具有收藏價值，而且大多數銅的來源是其他含有銅的天然礦物。
| Au | |
 自然金（金塊） | |
| 硬度 | 2.5–3 |
|---|---|
| 比重 | 19.3 gm/cm3 |
| 光澤 | 金屬光澤 |
| 顏色 | 自色，總是亮金色 |
| 條痕 | 金黃色 |
| 解理 | 無，晶體生長呈片狀或片狀。 |
| 斷口 | 延展性 |
| 鹽酸 | 不反應 |
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作為一種親鐵元素，金 (Au)在地球表面非常稀少，但在熱液活動火山區可以富集。這些金礦床是在地下水中溶解的離子被加熱並透過地下岩脈或斷層時形成的，這使得這些原子能夠在多年內逐漸積累。金幾乎總是與火成岩和變質岩有關，雖然這些岩脈會侵蝕形成沉積岩中所謂的砂金礦床。砂金礦床是透過侵蝕這些富含金的岩脈而形成的金礦床，然而由於金的密度很高，金通常會積累起來，而其他礦物會被沖走並運送到下游。這些積累物可以透過淘金者淘金、挖泥和沖刷來獲取。他們利用這種高密度特性在河流或溪流沉積物中尋找金。金的密度為 19.3 gm/cm3，遠大於其他任何列出的礦物！金也在地下或透過剝離地表進行開採，這稱為脈礦開採，母脈是侵蝕金的原始來源。金相當軟，硬度略高於指甲（2.5-3），因此很容易在純金上劃痕或留下凹痕，因為它也具有延展性，易於彎曲而不會斷裂。這種特性使金成為珠寶的良好材料。
弗雷德里克·莫斯在組織礦物方面的工作對人們對地球表面礦物出現和分佈的理解產生了重大影響，因為它使地質學家更容易識別礦物。這 40 種礦物是自然界中真實礦物多樣性的一個小型樣本，可以在地球上找到。但是，瞭解這 40 種礦物將使您能夠識別您在拾取岩石並仔細檢查時可能遇到的近 99% 的礦物。您在地殼內表面最有可能發現的常見礦物是石英，尤其是在沉積岩中。隨著深入地球的深度以及在海洋地殼（在俯衝帶和洋中脊）內，石英的含量會減少。岩石中每種礦物的百分比對於命名不同型別的岩石將很重要。岩石名稱基於構成岩石的材料型別，特別是岩石中的礦物學和結構（顆粒或晶體大小）。
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|---|---|---|
| e. 岩石圈和岩石型別（火成岩、變質岩和沉積岩）。 | f. 手標本礦物鑑定。 | g. 常用岩石鑑定。 |