地球/6f. 手標本礦物識別
奧地利維也納的精英階層贊助的 貝多芬的第七交響曲 的高貴優雅和奢華，是音樂創作的勝利。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，其崛起基於銀幣鑄造。該銀行鑄造了一種被稱為瑪麗亞·特蕾莎·塔勒的銀幣。這種銀幣從1741年開始成為德語系國家官方貨幣，但被世界各地採用，最後一枚銀幣於1962年鑄造。它特別用於北非和中東，因為銀的純度相對較高，而奧地利、匈牙利和波希米亞的統治者瑪麗亞·特蕾莎皇后的影像是標誌性的。鑄造銀幣的能力，使莫里茨·馮·弗里斯能夠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中獲取銀，為此他依靠了一批科學家，他們掌握著從薩克森礦山岩石中提取銀的秘密。
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·紐爾的男子。紐爾直接與銀礦的工人合作，當在礦山開採礦石時發現美麗的晶體或岩石時，他會要求將其送到維也納他奢華的礦物櫃。隨著時間的推移，雅各布·弗里德里希·範·德·紐爾的巨量礦物、晶體和岩石收藏變得眾所周知。紐爾與著名的珠寶商的孫女伊格納茨·馮·施瓦布斯結婚，他們住在 恰爾託雷斯基宮，在那裡，礦物和晶體收藏增長到5000多件。儘管它們多樣而美麗，但他的收藏中的礦物和岩石並沒有以任何系統的方式進行組織。於是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·韋爾納，問他是否認識有學生可以幫助他整理他的岩石、礦物和晶體收藏。韋爾納認識可以幫助他的那個人，一位名叫弗里德里希·莫斯（Friedrich Mohs）的年輕學生。莫斯剛剛在1801年加入了德國薩克森州礦山的一支隊伍，他很高興地接受了奧地利的這份工作，以幫助整理和識別富有的雅各布·弗里德里希·範·德·紐爾的岩石和礦物收藏。從一個髒兮兮的汗流浹背的礦山，到1802年的維也納的繁華，對他來說一定很奇妙。當他到達那裡時，他面臨著一個主要問題，那就是在那個歷史時期，還沒有一個組織化的識別岩石和礦物的方法。
他的老師，亞伯拉罕·戈特洛布·韋爾納將岩石分為Urgebirge（堅硬的原始岩石）、Übergangsgebirge（過渡性岩石，如石灰岩）、Flötz（層狀岩石或有層狀的岩石）和Aufgeschwemmte（鬆散的岩石，如沙子或礫石）。韋爾納認為所有的岩石都是由水形成的，這就是海王星理論，而另一些人則認為岩石是由火形成的（熔化的岩漿或熔岩），被稱為火成說。今天我們知道它們是由這兩種過程形成的。當時另一位傑出的科學家卡爾·林奈，他設計了一種動物和植物分類法，也試圖對岩石和礦物進行分類。他在他的經典著作《自然系統》中將其分為三類，即Petrae（Lapides siplices）、Minerae（Lapides compositi）和Fossilia（Lapides aggregati）。他認為岩石、晶體（礦物）和化石像生物一樣在地下生長。這些過時的想法和分類從未被後來的科學家採用。當莫斯到達維也納時，他意識到他所學到的岩石分類在區分這個龐大收藏中各種晶體和礦物時不起作用。
礦物如今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，一種礦物可以透過離散的化學式和該化學式特有的晶體格子結構來描述。礦物是岩石的組成部分。對莫斯來說，在沒有對礦物進行復雜實驗的情況下，這是很難確定的。例如，他不被允許研磨無價的礦物樣本，以檢視它們對酸的反應，從而確定岩石中含有哪些元素。當他在1801年試圖完成這項任務時，已知元素的數量才從大約16種增加到33種。弗里德里希·莫斯知道這些礦物中含有許多新發現的元素，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來對其進行分類。當你打破或刮擦岩石時，你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，金屬鍵使固體具有延展性（韌性），就像純金一樣，很容易被塑造成首飾。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。透過使用一個包含已知礦物的工具包，可以確定未知礦物的硬度級別。以下是他在1812年的論文中提出的莫氏硬度表，以及化學式和組成每種礦物的元素。
- 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]
每一種礦物都可以用來刮擦另一種礦物或水晶，看看是否會留下劃痕。在進行測試時必須小心，確保測試不會破壞標本的價值，還要觀察礦物是否只留下痕跡，比如粉筆，並沒有留下永久的劃痕。其他物體也可能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。銅便士的硬度為 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，但看起來像許多其他更軟的透明礦物，如方解石。現代地質學家可以使用鎬，其中有由不同硬度材料製成的鋒利針，可以用來快速測試未知礦物。硬度不是識別礦物的唯一方法，比重也很重要。
比重（也稱為相對密度）
[edit | edit source]密度是物體的質量除以它的體積。如果你拿著兩個體積（大小）相同的物體，密度更大的那個會感覺更重。比重是物體密度與相同體積水的密度之比，比重小於 1 的物體將在純水中漂浮。幾乎所有礦物和岩石都不會漂浮在水中（罕見的例外是火山浮石，它具有很高的孔隙率，比重可以低至 0.5，可以漂浮在水中）。要測量未知礦物的比重，先將礦物樣品放入裝滿水的量筒中，觀察水位變化量來確定體積。然後將礦物樣品放在天平上稱重，以確定質量。比重是透過將質量除以體積來確定的。1 g/cm3（克每立方厘米）等於純水的比重。礦物的比重範圍很廣。金的比重為 19.32 g/cm3，使其相對於體積而言非常重。銀的比重為 10.49 g/cm3。這些元素的貴金屬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的比重為 2.65 g/cm3。岩鹽（鹽）的比重只有 2.16 g/cm3。碳氫化合物，即由碳和氫組成的岩石和礦物，在岩石和礦物中通常具有最低的比重，煤的比重只有 1.29 g/cm3。比重對地球內部礦物丰度有重大影響。維克多·戈德施密特的親石、親鐵、親硫和親氣元素分類來自於每種包含這些型別元素的礦物的獨特密度。含鐵、金和鎳的礦物比重更大，因此在地球內部的核心更常見（親鐵元素）。比重是礦物的一個非常重要的特徵，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是否有一顆有價值的鑽石，或者是一塊毫無價值的碎玻璃。
光澤
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光澤是指光波與礦物表面的相互作用方式。這種相互作用會產生可見的影響，使礦物能夠被歸類到不同的組別。礦物的主要分類之一是它們是否產生金屬光澤。金屬礦物看起來具有與拋光金屬或鋼相同或類似的光澤，包括方鉛礦、黃鐵礦和磁鐵礦等礦物。這種金屬光澤是由晶體化學結構中金屬鍵的存在產生的。有時，金屬礦物在空氣中與氧氣氧化後會失去這種金屬光澤，使其顏色變得暗淡。這種氧化是金屬鍵容易氧化形成的一種形式的鏽蝕。黃鐵礦病是指黃鐵礦透過氧化過程而鏽蝕，這個過程讓礦物收藏者擔心，因為它會使黃鐵礦覆蓋一層白色暗淡的晶體。另一種常見的光澤是玻璃光澤，這是一種在透明或半透明礦物中發現的光澤，看起來像玻璃，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。許多時候，這些礦物可以呈現出一定的色調或顏色，但始終保持相當的半透明。像鑽石和石榴石一樣非常閃亮或閃光的礦物被稱為金剛光澤，因為它們具有較高的折射率，切割後可以產生閃光，使它們作為寶石具有吸引力。具有玻璃光澤和金剛光澤的礦物都是常見的半透明寶石。非金屬和非透明的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，這種對光澤的分類是比較主觀的，因此礦物的光澤被簡單地描述為金屬或非金屬。
顏色
[edit | edit source]顏色可能是分類礦物最明顯的方法。記住，當光波照射到原子表面時，能量可以使每個原子中的電子在離散波長處躍遷到更高的能級（當電子從高能級躍遷到低能級時，釋放這種能量會產生熒光礦物，在受到紫外線照射後，留在黑暗中）。在正常光線下，被礦物表面吸收的光線不會產生它的顏色，而是被表面反射或散射的其他可見光波。這些被反射回來的光波會在正常光線下賦予礦物表面它的顏色。如果表面吸收了所有的可見光波，它將呈現黑色。如果礦物吸收紅色光（700-620 奈米波長），它將呈現綠色，如果礦物吸收橙色光（620-580 奈米波長），它將呈現藍色，如果礦物吸收黃色光（580-560 奈米波長），它將呈現紫色，如果它吸收綠色光（560-490 奈米波長），它將呈現紅色，如果它吸收藍色光（490-430 奈米波長），它將呈現橙色，而如果它吸收紫色光（430-380 奈米波長），它將呈現黃色。請注意，這會導致成對的顏色，即互補色[紅-綠、橙-藍和黃-紫]。
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通常會吸收可見光譜光的元素是元素週期表上的過渡金屬，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，這意味著它們由於其化學成分中存在關鍵元素，因此始終具有相同的顏色。然而，許多礦物是異色礦物，這意味著它們呈現出的顏色會根據微量元素的不同而變化，而這些微量元素通常不是礦物化學成分的一部分。這些微量元素可以來自雜質、其他礦物的包裹體，更罕見的是原子之間的電子轉移或晶格結構缺陷。
作為一種礦物，石英在自然界中可以呈現出多種顏色（一種異色礦物），這是非常顯著的。這些顏色變化通常來自於雜質或其他礦物的包裹體。紫水晶（一種石英）呈紫色，這是由於鐵的雜質。黃水晶（另一種石英）呈黃色，這是由於 Fe3+ 離子的雜質。玫瑰石英呈粉紅色，這是由於微量的鈦或錳。石英的顏色也可能因其他次生礦物的包裹體而異，如碧玉（一種石英，其中含有赤鐵礦的包裹體），或瑪瑙（一種石英，其中含有各種各樣的其他礦物的包裹體，如方解石），這些雜質和包裹體導致了一種型別礦物呈現出多種顏色。根據異色礦物的顏色進行識別存在問題。
然而，自色礦物，即自然界中只呈現一種顏色的礦物，可以根據顏色進行識別。自色礦物的例子包括橄欖石（始終呈綠色）、石榴石（始終呈深紅色至黑色）和正長石（鉀長石或 K-spar）通常呈粉紅色。
條痕
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礦物的條痕是指礦物在無釉瓷板上摩擦時顯示的顏色。這種顏色來自礦物的粉末形式，可能與手標本中的礦物顏色不同。條痕可用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。
礦物由相互鍵合的單個原子的晶格結構形成。解理和斷口都描述了當礦物受到應力時這些鍵是如何斷裂的。一些鍵將形成片狀晶體，它們將沿著平行平面分裂，而另一些鍵將形成複雜的晶格結構，具有相同的鍵合強度，並且將在複雜的斷口中斷裂。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斷裂，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，形成光滑表面。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，因為每片都可以拉開，留下光滑的表面。這是由於單個原子如何組成單個層。一些礦物缺乏解理，將在不規則的鋸齒狀粗糙表面中斷裂。一些礦物可以在完美解理和無解理的極端之間表現出解理，例如良好的解理，那裡有光滑的表面，但有殘餘的粗糙度，到差的解理，那裡有粗糙的表面，但沿著特定的平面或表面。解理通常更多地體現在晶格的形成方式，而不是它斷裂的方式，因為完美解理存在於沿著這些弱鍵合表面分裂或斷裂的礦物中。斷口是指礦物自然斷裂的方式，描述這種斷裂的性質，而解理是指礦物沿著平面分裂或斷裂的方式。斷口是指你用錘子砸碎礦物時發生的事情，以及它斷裂的方式。一種特徵性的斷口型別是貝殼狀斷口，它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，具有光滑的碗狀裂片。貝殼狀斷口使這些礦物可以用作石器，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。大多數考古石器都使用二氧化矽礦物，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、鋸齒狀、不規則或光滑。
最後一個測試，通常用於識別礦物樣本，是使用稀酸（最常見的是鹽酸）來檢視它是否對礦物有反應。這在確定方解石（和其他碳酸鹽礦物）方面尤其重要，方解石是一種常見的礦物，它會與酸反應產生 CO2 氣體，當酸滴到樣品上時，會使礦物起泡或冒泡。
目前已經命名了近 5,000 種礦物型別，但其中絕大多數礦物非常稀有。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的天然礦物變化。然而，你拾起的絕大多數岩石將只包含地球上最常見的 40 種礦物。因此，與其花費時間列出完整的礦物清單，你可以學習地球表面上最常見的 40 種礦物（或礦物組）。透過學習如何識別這 40 種礦物，你將能夠在自然存在於地球表面的各種岩石中識別它們，並且這些岩石用於岩石命名。
這 40 種常見礦物可以根據它們的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 種常見礦物中幾乎有一半屬於矽酸鹽）。
地球表面最豐富的礦物是矽酸鹽，顧名思義，它們包括二氧化矽 (SiO2)。這在大陸地殼中發現的礦物中尤其如此。只有大約 8% 的地殼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、團狀矽酸鹽和框架矽酸鹽，以及各種形式的二氧化矽。這些細分是基於矽和氧在每種礦物的晶格結構中的化學排列。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，紫水晶變種。 | |
| 硬度 | 7 |
|---|---|
| 比重 | 2.65 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 多種顏色（異色性） |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 不可辨認 |
| 斷口 | 貝殼狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
以四面體 (SiO4) 排列的純二氧化矽是石英礦物。石英是地球大陸表面最豐富的礦物之一。石英很常見，因為它在地球表面溫度和壓力下非常穩定，並且具有相對較低的熔點。石英在沉積岩中很常見，因為它在地表具有硬度和穩定性，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。作為一種異色性礦物，石英有許多不同的顏色和變種，但始終表現出玻璃光澤或玻璃狀質量。石英還表現出非常典型的貝殼狀斷口模式，這可以在斷裂或用岩石錘敲碎的邊緣觀察到。由於石英非常常見，因此很可能存在於你在地球表面收集的大多數岩石中，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（異色性） |
| 條痕 | 無色或白色 |
| 解理 | 不可辨認 |
| 斷口 | 貝殼狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
玉髓是一個非常通用的術語，指的是含有亞微觀晶體或微晶雜質的二氧化矽變種，這些雜質為二氧化矽增加了多種顏色和紋理。這些顏色變化和化學變化也以許多其他名稱命名，包括瑪瑙、碧玉、蛋白石、燧石和燧石，所有這些都屬於這種礦物類別。二氧化矽中通常含有其他微量元素的雜質，使其具有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，更罕見的是具有虹彩。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，顏色為深紅色，而瑪瑙是玉髓的多色變種。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常常存在爭議，有時被稱為礦物類而不是礦物。它在沉積岩和火成岩中很常見，通常形成結核、脈和層，這可能是由於熔點非常低造成的，尤其是在有水的情況下，導致它流入地球淺部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 | 玻璃光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 異色性，最常見形式為粉紅色，但也可能是白色和藍綠色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美至良好解理 |
| 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，在火成岩中也很常見。它是三種長石的端元礦物之一，根據其化學成分進行區分。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（元素週期表中用K表示）。正長石通常在偉晶岩花崗岩中以粉紅色礦物形式出現，但也存在於其他火成岩中。更罕見的是，它存在於沉積岩中。這是因為與石英相比，它在地球表面的穩定性較差（正長石會在鉀溶解的情況下風化為高嶺石）。當正長石存在於砂岩等沉積岩中時，砂岩被稱為長石砂岩。正長石表現出獨特的兩個解理方向和晶格結構中的孿晶模式。這使礦物在薄片下呈現獨特的紋理，晶體看起來在珍珠光澤表面有閃閃發光的條紋。微斜長石與正長石密切相關，它們的化學式相同，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鈉長石，它在高溫下形成，往往呈白色到灰色。正長石被認為是一種架狀矽酸鹽，因為它含有鉀、鋁和矽。
| NaAlSi3O8 | |
 鈉長石（斜長石） | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.62 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 異色，最常見形式為白色到半透明 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美至良好解理 |
| 斷口 | 不規則到不平整 |
| 鹽酸 | 不反應 |
鈉長石是另一種常見的長石類礦物端元，含有鈉 (Na)。它通常與鈣長石（鈣長石）一起被歸入更一般的長石類礦物斜長石。鈉長石通常為白色礦物，與正長石和鈣長石具有許多相同的特性，但主要含有鈉而不是鉀或鈣。然而，它往往會逐漸過渡到鈣長石，因為鈉的含量被鈣取代，並逐漸過渡到正長石，因為鈉的含量被鉀取代。作為長石類礦物端元之一，鈉長石通常與其他長石非常相似，具有孿晶結構，但主要呈白色。
| CaAl2Si2O8 | |
 鈣長石（黑色品種） | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.74–2.76 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 異色，最常見形式為灰色、紅色灰色和白色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美至良好解理 |
| 斷口 | 不規則到不平整 |
| 鹽酸 | 不反應 |
鈣長石是長石類礦物的第三個端元。鈣長石含有鈣。由於它與鈉長石具有許多相同的特性，因此很難與鈉長石區分，並且通常與鈉長石一起被鑑定為斜長石，因為兩者都通常是白色長石類礦物。就像鈉長石一樣，鈣長石也表現出孿晶結構，呈白色。
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% 包含這些礦物。在大陸地殼中，這些礦物甚至更常見，特別是石英。在地球更深層的內部情況並非如此，它表現出截然不同的礦物。但是，由於你與這些常見於大陸地殼的淺層地殼岩石進行互動，因此你很可能每天都會遇到這些礦物，並且它們構成了任何岩石收藏中很大一部分岩石。
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 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 自色，黑色到深棕色綠色 |
| 條痕 | 白色或灰色 |
| 解理 | 完全 |
| 斷口 | 裂成扁平的薄片 |
| 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（如花崗岩和閃長巖）中，但也存在於許多變質岩（如片岩和千枚巖）中。作為一種自色礦物，黑雲母始終呈深黑色，但在薄片下呈半透明的深棕色綠色。黑雲母的晶體結構形成片狀晶體，這些晶體在彼此之間完美解理成層狀薄片。黑雲母是最常見的層狀矽酸鹽。晶體結構的獨特之處在於，兩層鋁矽酸鹽四面體夾在鎂和鐵的內層之間，這些三層晶體結構進一步被鉀的非常弱的層隔開，這些層很容易溶解，並且在靠近地表風化時會變得脆弱。這促使這些層沿著鉀的弱層分裂。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 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 自色，銀色或半透明 |
| 條痕 | 白色或灰色 |
| 解理 | 完全 |
| 斷口 | 裂成扁平的薄片 |
| 鹽酸 | 不反應 |
白雲母是一種銀色到透明的雲母，在花崗岩火成岩中相當常見。它與黑雲母的顏色不同，這是因為它缺乏鐵和鎂，而是在其晶格結構中含有鋁。像黑雲母一樣，白雲母也是一種層狀矽酸鹽，很容易分裂或解理成薄片，這些薄片是透明的。當存在於岩石中時，白雲母通常會閃閃發光，呈銀色，像魚鱗或亮片。每一層晶體都由與鉀的弱鍵連線，這些鍵很容易風化。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 gm/cm3 |
| 光澤 | 不透明且無光澤 |
| 顏色 | 自色，白色到暗灰色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全 |
| 斷口 | 土質和泥土狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
高嶺石是一種非常柔軟的白色礦物，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。高嶺石在表層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端元。高嶺石在風化的火成岩和沉積岩中很常見。它看起來非常像白堊，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，可以用指甲刮擦。高嶺石是本清單中唯一的粘土礦物，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，作為微小的粘土大小顆粒。
| Mg3Si4O10(OH)2 | |
 滑石 | |
| 硬度 | 1 |
|---|---|
| 比重 | 2.7–2.8 gm/cm3 |
| 光澤 | 不透明且無光澤 |
| 顏色 | 自色，白色到石灰綠色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美，解理成薄片 |
| 斷口 | 土質和泥土狀 |
| 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，可以很容易地以粉末形式塗抹在皮膚上，不會引起刺激。一種常見的層狀礦物，可以用指甲刮擦，很容易分解，滑石是許多家用產品中的天然成分。滑石含有鎂，與水合二氧化矽結合，並很容易解理成薄片。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。蛇紋石與滑石的區別在於它略硬（莫氏硬度為 2.5-3.0），這是由於晶格結構中鍵合更強，並且形成二氧化矽的微小纖維。蛇紋石（石棉）製成的粉末如果吸入會進入肺部，並導致肺組織損傷。由於滑石和蛇紋石非常相似，因此滑石通常會被更硬的石棉礦物（如蛇紋石）汙染。美國的一家主要滑石粉生產商在 2018 年因滑石粉中含有石棉而被判賠 47 億美元。滑石在變質岩中很常見，在這些岩石中，富鎂礦物在高壓和高溫下與水和二氧化碳發生反應形成滑石。滑石在弗雷德里克·莫氏硬度計上的硬度為 1，是本清單中硬度最低的礦物。
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，輝石 | |
| 硬度 | 5.5–6 |
|---|---|
| 比重 | 3.2–3.6 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤、樹脂光澤到無光澤 |
| 顏色 | 異色，大多數呈深黑色，但也有呈綠色的 |
| 條痕 | 綠色灰色，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 | 不平整 |
| 鹽酸 | 不反應 |
輝石類礦物是一組約 22 種深色礦物，這些礦物是由矽氧四面體 (Si2O6) 的單鏈形成的，這些單鏈之間散佈著金屬離子。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，從而導致該礦物組的化學成分變化很大。作為一個組，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，但它們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。
輝石類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。大多數輝石類礦物呈深黑色，具有樹脂狀或玻璃狀的光澤，呈綠色甚至藍色。在許多方面，該礦物組類似於長石類礦物，但顏色要深得多。翡翠，一種用於綠色翡翠的常見礦物，是一種輝石類礦物，以其美麗的深綠色而聞名。輝石是岩漿和熔岩中的一種常見礦物，由海洋地殼組成，在洋中脊和新形成的海底地殼中很常見。
| (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 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤、樹脂光澤到無光澤 |
| 顏色 | 異色，黑色，但有時呈不透明的綠色、綠色棕色 |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 解理角為 56 度和 124 度 |
| 斷口 | 不平整 |
| 鹽酸 | 不反應 |
與輝石類似，角閃石族是一個複雜的鏈狀矽酸鹽礦物族，它們的區別在於具有雙鏈的矽氧四面體 (Si8O22)，其中鋁和鈦取代了晶格結構中的矽。這種雙鏈的矽氧四面體形成一層，它們被各種元素的離子層隔開，從而導致複雜的化學式。角閃石族中的大多數礦物只能用 XRD、ICP-MS 或其他工具識別。角閃石族中最常見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。以下是對普通角閃石的描述。
角閃石的顏色和特性與輝石非常相似。常見的角閃石礦物普通角閃石往往是閃亮的黑色，而常見的輝石礦物輝石則呈較暗的黑色。普通角閃石往往形成細長的矩形晶體，而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，角閃石礦物的小晶體也類似於黑色閃亮的礦物黑雲母。像普通角閃石這樣的角閃石礦物往往是唯一一種閃亮的、不透明的黑色礦物，沒有云母狀解理，密度相對較低 (2.9-3.4 gm/cm3)。角閃石族礦物在玄武岩、輝長岩和閃長巖等火成岩中很常見。通常存在於洋殼中，以及洋中脊附近或活躍的火山地區。這種礦物在沉積岩中很少見，因為鏈狀矽酸鹽很容易風化成鐵質針鐵礦、鋁質水鋁石和高嶺石等粘土礦物。
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 | |
 黑色電氣石 (黑電氣石) | |
| 硬度 | 7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.1–3.2 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 異色，黑色（其他型別的電氣石：紅色、粉紅色、綠色、棕色） |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 不明顯（有稜柱狀晶體） |
| 斷口 | 不平整 |
| 鹽酸 | 不反應 |
電氣石族礦物與其他環狀矽酸鹽礦物族不同，它們具有環狀或圓形排列的矽氧四面體 (Si6O18)，這些環之間穿插著其他元素，通常包括鐵或鎂。這導致許多這些礦物呈現出廣泛的顏色和半透明外觀，使電氣石礦物經常成為珠寶中寶石級石頭，並在礦物收藏中受到高度追捧。電氣石與其他環狀矽酸鹽礦物族不同，它含有硼元素。電氣石族中最美麗的礦物之一是鋰電氣石，它是一種多色的寶石級礦物。寶石術語“祖母綠”通常用於環狀矽酸鹽礦物，包括一些鋰電氣石變種，但祖母綠通常用於鮮綠色寶石綠柱石。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罕見。然而，這些礦物中的許多品種都是非常搶手的寶石。考慮到電氣石的硬度為 7.5，這些彩色品種可以切割成用於珠寶的寶石。許多電氣石礦物具有多色性，這意味著它們根據觀察的角度呈現不同的顏色。一些電氣石標本售價高達數千美元。電氣石存在於火成岩和變質岩中，通常以小的稜柱狀半透明黑色晶體形式出現，很難與不透明的黑色角閃石和深綠色輝石區分開來。
| Be3Al2Si6O18 | |
.jpg) 紅色綠柱石 | |
| 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、粉紅色、白色 |
| 條痕 | 無 |
| 解理 | 不完美（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，但它也是一種環狀矽酸鹽礦物，就像電氣石一樣。綠柱石具有簡單的化學式，鋁和鈹環繞著每個矽氧四面體環。這種排列導致晶體呈六方形狀，硬度在弗里德里希·莫氏硬度計上高於 7。綠柱石是半透明的，但往往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，這兩種寶石都是用於珠寶的流行寶石，但黃色、粉紅色、白色和透明色也是已知的。區分綠柱石和更為常見的礦物石英的一種方法是，它缺乏石英的典型貝殼狀斷口。綠柱石也往往在晶體中呈現出條紋狀垂直線，形狀更加柱狀。綠柱石是一種稀有礦物，但在發現時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
[edit | edit source]正矽酸鹽被定義為矽酸鹽礦物組，其中矽氧四面體不共享氧原子，因此在其他元素之間是孤立的。它們有時被稱為島狀矽酸鹽。這些礦物在高壓和高溫下更穩定，在地表附近很容易風化，因為隨著時間的推移，分離單個矽氧四面體的離子會在地下水中溶解。因此，正矽酸鹽在地幔深處、在承受高溫高壓的深埋岩石中更為常見。這些礦物存在於上地幔衍生岩石中。這些礦物中許多在地表很少見，典型情況是，它們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，包圍著矽氧四面體 (SiO4)，其中鐵在地幔中更深的礦物中更為常見。橄欖石實際上是一組礦物，其中也可能含有鈣和錳的離子。橄欖石也是一種寶石，被稱為綠寶石，具有美麗的綠橄欖色。橄欖石在火成岩中最為常見，特別是來自洋殼的玄武岩，例如洋中脊內，以及地幔上升的地方的新形成的地殼中很常見，例如島弧火山和熱點（如夏威夷火山）。橄欖石是地幔和深層地殼中最常見的礦物族（作為鐵橄欖石-鎂橄欖石系列）。由於地幔很厚，並且比薄的地殼岩石體積更大，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（稱為布氏礦物）被認為是地球內部最常見的礦物，但它並不存在於地球表面。橄欖石在地殼中非常罕見，地殼以石英和長石為主。然而，橄欖石在地下深處的深層地幔岩石中非常常見。它在洋底年輕的火成岩中也很常見，以及從月球帶回的月岩中也很常見。
| 通常為 Mg3、Fe3、Ca3(Al2 (SiO4)3)，但許多其他陽離子也取代了 Mg、Fe、Ca，以及 Al，也可能是含水的 (含 OH)。端元紅榴石 (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）大多為暗紅色，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暗紅色，由複雜的晶格結構組成。紅榴石礦物主要含有鎂，而鐵鋁榴石礦物主要含有鐵，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的複雜框架。在立方結構中，氧原子與一個矽氧四面體和一個矽氧八面體以及兩個二價十二面體位置相連，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，這些矽氧四面體和八面體緊密地壓縮在一起形成複雜的晶體結構，這導致石榴石晶體具有特徵性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筒和火山莖中，那裡岩漿被迅速帶到地表，以及在許多經歷過強烈熱量和壓力作用的變質岩中，例如片岩。石榴石可以加工成寶石級石頭，最常見的是暗紅色。
| Al2SiO4(F,OH)2 | |
 託帕石 | |
| 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 | 完全解理，形成稜柱狀晶體 |
| 斷口 | 不均勻至貝殼狀斷口 |
| 鹽酸 | 不反應 |
託帕石是一種半透明礦物，弗里德里希·莫氏將其硬度定義為 8。它是一種含鋁和氟的矽酸鹽礦物。在純淨狀態下，它是玻璃狀透明的，但通常帶有一些淡淡的顏色，包括黃色、藍色、紅色和綠色。硬度為 8，它經常被加工成寶石。託帕石是火成岩中相當常見的寶石，特別是偉晶岩花崗岩（緩慢冷卻的富含二氧化矽的岩漿），並在猶他州的大盆地中發現。事實上，託帕石是猶他州的州寶石。託帕石基本上是由鋁原子包圍的二氧化矽，帶有氟和氫氧根 (OH) 陰離子，使其具有玻璃狀品質。
| ZrSiO4 | |
 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 | 完全解理，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，因為它由鋯包圍著矽氧四面體 (SiO4)。鋯是一種親石元素，但與鋁、鎂和鈣相比相當罕見。鋯石晶體往往非常小，但在地殼表面相當穩定（不像其他正矽酸鹽）。鋯石是許多火成岩中典型的副礦物，但由於其穩定性，它也經常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），因為它們非常穩定，無論是在表面還是在地殼深處。鋯石很重要，因為它們可以使用鈾的放射性同位素很容易進行年代測定，鈾會衰變成鉛。在沉積岩中被搬運和沉積的鋯石被稱為碎屑鋯石，對於確定火成岩如何侵蝕、沉積物如何搬運以及沉積在地球表面非常有用，因為每個顆粒都可以進行年代測定並追溯到其起源。鋯石具有相對較高的密度。手持尺寸的鋯石礦物相當罕見，存在於火成岩中，往往呈紅褐色。族矽酸鹽
| Ca2Al2(Fe,Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH) | |
_2.JPG) 黝簾石（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 | 完全解理，有纖維狀稜柱狀晶體，有條紋 |
| 斷口 | 不均勻至平整規則 |
| 鹽酸 | 不反應 |
綠簾石是一種矽酸鹽礦物，其中一些二氧化矽四面體透過共用氧原子連線形成 Si2O7 分子，其中一個矽原子被 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 Si2O7 雙矽分子。 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，例如片岩和熱液岩漿岩。 綠簾石也存在於大理石中，大理石是變質的石灰石，使岩石呈現淺綠色。
| 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，其他顏色也可能出現 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理至不完全解理 |
| 斷口 | 碎片狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
藍晶石是一種纖維狀藍色礦物，由鋁與矽鏈結合而成，形成細長且柱狀的晶體。 它是變質岩中常見的礦物，通常呈藍色至白色。 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。 藍晶石的含量，與紅柱石和矽線石（另外兩種由 Al₂SiO₅ 組成的礦物）的含量相比，可以用來確定岩石在地下所經歷的壓力和溫度歷史。 藍晶石也可能存在於一些沉積岩中，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 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黝簾石表現出非常典型的十字形雙晶，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。 黝簾石具有獨特的十字形和棕色，即使在岩石中以小晶體形式出現，也很容易識別。
氧化物是含有氧的礦物，氧化物陰離子 (O2−) 與另一種元素結合。 由於矽、硫、磷和碳與氧結合，所以它們在技術上是氧化物，然而，在礦物學中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，因為它含有與氫結合的氧。 氧化物缺乏矽，而矽存在於所有矽酸鹽礦物中。 儘管如此，許多氧化物都是非常常見的礦物，存在於變質岩、岩漿岩和沉積岩中。 它們還包括鐵、銅和鈾的重要礦石。
| 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 | 雙錐狀晶體、稜柱狀，但無解理。 |
| 斷口 | 貝殼狀至不規則狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
弗里德里希·莫斯根據剛玉定義了他的第 9 個硬度級別。 剛玉是一種非常堅硬的礦物，比最硬的礦物——金剛石更常見，但也很有名貴，因為它具有鮮豔的顏色。 紅寶石和藍寶石是剛玉的寶石術語，它們都非常堅硬，但具有透明的顏色。 紅寶石是紅色剛玉寶石，藍寶石是藍色剛玉寶石。 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結構中的雜質。 剛玉不含矽，而是由鋁原子包圍著氧原子，形成緻密的晶格結構。 密度大於大多數透明礦物，比重約為 4 gm/cm3，比相同體積的玻璃或石英要重。 為了使剛玉在自然界中形成，岩石必須含有極少的二氧化矽。 這通常是在缺少二氧化矽的變質岩中，例如大理石，或是在超鎂鐵質的貧矽岩漿岩中。 剛玉的硬度為 9，也以碎屑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，但因為它具有硬度而很重要，並且通常包含在莫氏硬度計中用於礦物識別。 與剛玉類似的合成氧化鋁正被用來開發防彈玻璃，因為它們是透明的，但很難破壞。
| 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），通常為閃亮的黑色，或深紅色或紫色。 |
| 條痕 | 無/白色 |
| 解理 | 八面體晶體，無解理 |
| 斷口 | 貝殼狀至不規則狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
尖晶石是一種氧化鋁，但含有鎂，使晶體呈現較深的顏色，通常為黑色，但當晶格結構中含有鐵雜質時，可以呈現深紫色。 尖晶石通常存在於與剛玉相同的地方，在變質岩中，但也存在於超鎂鐵質的貧矽岩漿岩中。 尖晶石很可能在地幔中更為常見，在地幔中二氧化矽含量較低，氧與鎂、鋁和鐵結合。 它是地幔中橄欖岩岩漿岩和深層火山岩（如金伯利岩管道）中常見的礦物。 有時會被切割成寶石。
| 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，不明顯解理，至非常好的解理 |
| 斷口 | 不規則狀至脆性 |
| 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%）。 由於它既重又具有磁性，因此該礦物很容易識別。 磁鐵礦是一種常見的礦物，存在於岩漿岩、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，它們是密度很大的磁鐵礦顆粒，在淘金過程中被發現。 這些黑沙通常用磁鐵從淘金盤中去除。 磁鐵礦也存在於泥土和土壤中，可以透過在鬆散的泥土中拖動磁鐵來吸引這種礦物。 鐵和氧在地球內部和下地幔中相當常見。 磁鐵礦的大塊標本主要存在於貧矽的岩漿岩和變質岩中。 磁鐵礦是重要的鐵礦石，在地球表面上最豐富的礦石是古老的變質岩，例如那些在美國密歇根州和威斯康星州的鐵鏽帶中發現的礦石。 磁鐵礦在地球形成時可能更常見，但由於鐵是親鐵元素，它透過漫長的岩石迴圈過程沉入地球地幔深處。
| 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/黑色不透明 |
| 條痕 | 紅色 |
| 解理 | 粒狀、纖維狀或片狀晶體，無解理。 |
| 斷口 | 不規則狀至脆性 |
| 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，這與類似的礦物磁鐵礦不同，磁鐵礦會留下黑色。 這種紅色是由於赤鐵礦中氧的比例較高。 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，赤鐵礦由於含有大量的鐵，所以具有磁性，並且仍然具有很高的密度，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細菌沉積的。 赤鐵礦也可以形成沉積岩中的膠結物，將顆粒或碎屑粘在一起。 赤鐵礦在條帶狀鐵建造中也很常見，這是在海洋中缺少顯著氧氣時沉積的古代沉積岩。 它也是熱液沉積物中常見的礦物，是鐵礦物在高溫和有水的環境中被氧化（生鏽）形成的。
| 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，帶黃色至紅色。 不透明 |
| 條痕 | 黃褐色（赭石） |
| 解理 | 乳頭狀、氣泡狀、結殼狀，或放射狀，具有完全解理 |
| 斷口 | 不規則狀至脆性 |
| 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-) 結合，褐鐵礦是含水礦物，含有一個水分子 (H2O)。 這兩種礦物實際上都是一種鐵鏽，並且傾向於存在於含氧量高的富鐵沉積岩中，以及其他氧化鐵礦物風化形成的沉積岩中。 褐鐵礦呈黃色，是繪畫中土黃色（黃赭石）的來源，而赤鐵礦是鮮豔的土紅色（印度紅）。 這可以透過在白色陶瓷瓷器上進行劃痕試驗來揭示。 針鐵礦往往會形成這些球狀黑色晶體，但在劃痕板上會產生淺色。 針鐵礦存在於熱液沉積物以及沉積岩中，因為一些還原鐵細菌在地下會產生這種礦物。 針鐵礦和褐鐵礦是賦予許多沉積岩紅色的礦物，包括猶他州摩押周圍的許多砂岩，以及整個猶他州的紅巖峽谷。 針鐵礦和褐鐵礦往往在含氧量高的土壤中形成，這些土壤會經歷潮溼和乾燥的季節，它們隨著時間的推移通常會在紅色沉積岩中形成。
這些氧化鐵（赤鐵礦、針鐵礦和褐鐵礦）在火星上更常見，因為沒有板塊構造，鐵沒有被拉入火星地幔，導致了今天在該星球表面發現的岩石和風化層獨特的紅色。
硫化物是含有硫但缺乏氧的礦物。 它們很稀有，但非常重要，因為它們表明在這些礦物形成時，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，因此它往往存在於許多與一組元素相關的礦石中，其中包括金、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。 由於這些礦物通常存在於金礦中，因此淘金者會用色彩鮮豔的名字來命名它們，例如愚人金和孔雀礦。
| 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，可能有虹彩的紫色錆光。 |
| 條痕 | 綠黑色綠黑色 |
| 解理 | 不明顯解理，呈四面體或塊狀晶體生長 |
| 斷口 | 不規則狀或不平整狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黃銅礦由銅、鐵和硫組成，通常被稱為孔雀礦，因為它們經常呈現彩虹般的金屬色。黃銅礦是重要的銅礦，但在地球上相當稀有。當礦石在非常高的溫度下與二氧化矽（沙粒）一起熔鍊時，可以提取青銅，青銅是一種銅合金。青銅時代（公元前 5300 年至 3200 年）是人類首次學會從黃銅礦中提取銅並製作青銅金屬工具和珠寶的時期。這可以在非常熱的熔爐中完成，但溫度低於今天使用的許多鐵合金。黃銅礦因其豐富的銅含量而成為重要的貿易礦石。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，稱為綠巖帶，它們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，金色。 |
| 條痕 | 綠黑色 |
| 解理 | 不明顯的解理，有部分解理，呈立方晶體生長 |
| 斷口 | 不平整 |
| 鹽酸 | 不反應 |
黃鐵礦也被稱為愚人金，因為它呈現黃銅色，但沒有真金的高密度和更亮的金色。黃鐵礦是鐵與硫結合形成的。黃鐵礦在熱液礦床中含量豐富，通常存在於變質岩和火成岩中的金礦中。黃鐵礦也存在於海洋沉積岩中，沉積在深層的缺氧（缺乏氧氣）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產生硫酸根離子 (SO42-)，它們在含水溶液中與水反應形成硫酸 (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，這會殺死魚類和其他生物，這些生物位於礦山的下游。
| 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，也是八面體解理。 |
| 斷口 | 次貝殼狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
方鉛礦是一種鉛礦，含有硫和鉛 (Pb)。它也是一種重要的銀礦，因為銀 (Ag) 可以與硫結合形成輝銀礦/閃銀礦 (Ag2S)，它經常與方鉛礦一起存在於熱液脈體或礦山中的礦穴中。方鉛礦歷史上一直被開採用於鉛，鉛可以透過在熔爐中加熱礦石輕鬆冶煉。方鉛礦在熱液火成岩或熱液蝕變沉積岩（如石灰岩）中相當常見。在科羅拉多州的鉛維爾，方鉛礦存在於熱液水流經沉積岩的孔隙空間、斷層和脈體中，留下了富含方鉛礦和其他硫化物礦物的脈體。方鉛礦的密度超過 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。處理完方鉛礦後，最好洗洗手，因為礦物中含有鉛，鉛如果攝入會中毒。
硫酸鹽
[edit | edit source]所有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，這些硫酸根離子與陽離子結合形成硫酸鹽。它們也可以在熱液礦床中形成，存在於氧化帶中，在硫化物存在的情況下，或來自地表附近硫化物礦物的風化。硫酸鹽在地球表面比硫化物更常見，因為它們在沉積盆地中含量豐富，特別是乾涸的湖泊和海洋盆地。
| 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 | 自色，無色至白色，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 | 碎片狀 |
| 鹽酸 | 會略微溶解於酸中。 |
石膏是沉積岩中的一種常見礦物，沉積在乾涸的湖泊和海洋盆地中。石膏是石膏板的重要建築材料，因為它具有阻燃性和無毒性。作為一種軟礦物，莫氏硬度為 2，石膏可以雕刻成石雕，通常被稱為雪花石膏。石膏的透明稜柱狀晶體通常存在於沙漠中，從沉積岩中侵蝕出來。這些晶體被稱為硒石“月光石”和沙漠玫瑰。石膏是由鈣陽離子離子結合硫酸根陰離子形成的，並具有含水（H2O）成分。因此，石膏很容易溶解，並用作石膏和粉筆，並研磨成粉末用於許多用途。石膏在猶他州很常見，特別是在大盆地和尤因塔盆地，古代湖泊在那裡乾涸，留下礦物被埋在沉積岩層中。
| 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 | 自色，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 | 會略微溶解於酸中。 |
硬石膏與石膏相似，但缺乏水合物（H2O），但在水分存在的情況下會風化成石膏。硬石膏在化學上被稱為無水硫酸鈣。硬石膏是一種常見的地下蒸發巖礦物，在乾涸的海洋和湖泊盆地的沉積岩中形成厚層，這些沉積岩被埋藏並加熱，導致石膏脫水形成硬石膏。當這些硬石膏層被埋藏時，它們會形成緻密的屏障，阻止地下水和碳氫化合物（如石油和天然氣）的流動。硬石膏形成厚厚的珍珠白色礦物和板狀晶體。硬石膏也會在地下形成鹽丘和底闢，導致在水分存在的情況下發生遷移和流動。因此，礦物的存在對於石油勘探和地下水具有重要意義。
| BaSO4 | |
 重晶石 | |
| 硬度 | 3–3.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.48–5 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至珍珠光澤 |
| 顏色 | 自色，白色、黃色、棕色、藍色至灰色 |
| 條痕 | 白色 |
| 解理 | 完美的解理，具有管狀至纖維狀晶體習性 |
| 斷口 | 不規則/不均勻 |
| 鹽酸 | 不會反應 |
重晶石是鋇元素的主要礦石。純淨的重晶石是無色透明的，但通常含有其他礦物的雜質，使它呈現黃棕色。重晶石存在於蒸發巖沉積岩中，但也存在於經歷過熱液活動的石灰岩中。由於它不溶、無毒，但密度相對較高，重晶石經常被攝入以在進行消化系統 X 光檢查時提供放射對比劑。奇怪的是，鋇元素本身具有劇毒（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，因此它們是無毒的。重晶石與石膏礦物最相似，但密度更大，硬度更高。
磷酸鹽
[edit | edit source]磷酸鹽的特徵是具有四面體磷酸根 (PO43−) 離子，而沒有二氧化矽。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，也是存在於生物體細胞中的 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，它存在於你的骨骼和牙齒的牙釉質中，Ca10(PO4)6(OH)2，混合有氟磷灰石 (Ca10(PO4)6F2)，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，也存在於岩石中。並非所有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寶貴的藍綠色寶石。綠松石是一種含有銅的磷酸鹽礦物，賦予它獨特的藍綠色，受到珠寶商和寶石匠的重視。
| 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 | 自色，半透明深綠色至紫色、黃色至棕色和紫色（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 | 不平整 |
| 鹽酸 | 不會反應 |
磷灰石類礦物由弗雷德里克·莫氏的老師亞伯拉罕·戈特洛布·韋納命名。磷灰石來自希臘語 apatein，在希臘語中意為“欺騙”，因為這種礦物類有時很難從其他礦物（如長石）中識別出來。磷灰石往往呈現深紫色至綠色，但許多其他顏色變體是已知的。弗雷德里克·莫氏將磷灰石指定為他硬度標尺上 5 級硬度的代表性礦物。磷灰石類礦物的主要三個端元是羥基磷灰石 Ca10(PO4)6OH2、氟磷灰石 Ca10(PO4)6F2 和氯磷灰石 Ca10(PO4)6Cl2，具體取決於化學式，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，但存在於牙釉質中的緻密磷灰石可以儲存數百萬年，並且在地球淺表層非常穩定。
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，因為地球表面的碳元素（C）含量很高，事實上，由於二氧化碳（CO2，氣體）和水（H2O，液體）會形成碳酸（H2CO3），而碳酸也是使蘇打水起泡的同一種化合物，碳酸鹽可以被認為是碳酸的鹽，然而，在地球地表以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來生長生活在海洋、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以及地球表面的土壤中。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。一些碳酸鹽礦物很容易溶解在地下水中，並在砂粒或其他小型碎屑沉積物周圍以晶體形式沉澱，將它們粘合在一起，透過一個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，如恐龍。
| CaCO3 | |
 方解石 | |
 方解石 | |
| 硬度 | 3 |
|---|---|
| 比重 | 2.71 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤，稀有蠟狀光澤 |
| 顏色 | 他色礦物，透明至半透明，無色透明、白色、黃色、紅色、棕色，稀有藍色、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（微小閃亮晶體）、結核狀（將顆粒粘合在一起）或塊狀（厚厚的晶體塊）。 |
| 斷口 | 貝殼狀至不規則狀 |
| 鹽酸 | 對鹽酸高度反應，並會與CO2氣泡發生反應 |
弗里德里希·莫斯將方解石定為他的礦物硬度3，使其比普通礦物石英（7）更軟。方解石通常透過在莫氏硬度計上比石英更軟來區分，但是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。地質學家經常隨身攜帶一小瓶稀釋的鹽酸（鹽酸）。透過在礦物或岩石上滴幾滴這種酸，鹽酸會與CaCO3分子反應併產生CO2氣體，從而產生氣泡或起泡。這種酸性測試可以快速區分方解石和石英，即使岩石中單個晶體難以辨認。[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，顏色為黃紅色棕色至黑色。方解石在地球表面非常常見，因為這種礦物很容易溶解和沉澱在水中，具體取決於水的pH值。通常雨水或融雪水會溶解這種礦物，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，方解石的白色殘留物被稱為鈣質土）。方解石是石灰石中常見的一種礦物，但它也可能佔砂岩的很大一部分。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（雙折射），它會強烈彎曲透過方解石晶體的光波。這種強烈的雙折射導致透過一塊透明方解石觀察到的物體出現雙重或高度位移。由於這種光學性質，方解石儘管是透明或透明的，但它不是製造玻璃的好材料，因為你很難看穿晶體，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，當偏振光透過顯微鏡下的晶體時，透過晶體彎曲光波的方式可以看到強烈的雙折射。方解石在沉積岩中非常常見，但也可以在由富含方解石的沉積岩融化或極熱地下水穿過地表以下形成的熱液岩漿岩中找到。在高壓和高溫下，方解石通常被白雲石取代，鈣被鎂取代。白雲石（CaMg(CO3)2）對鹽酸的反應性不如方解石。
| CaCO3 | |
 文石 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 2.95 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤至樹脂光澤 |
| 顏色 | 他色礦物，透明至半透明，無色透明、白色、黃色、紅色、棕色，稀有藍色、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，並會與CO2氣泡發生反應 |
文石的化學式與方解石相同，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，因為一些貝殼內部看到的珍珠母光澤顏色（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實成方解石，因此文石是地球表面附近和生長貝殼以保護自己的水生動物中發現的碳酸鈣（CaCO3）的一種獨特的晶體形式，例如珊瑚、蝸牛、蛤蜊和海星。一些動物會生長含有方解石的貝殼，而另一些會生長文石，還有一些會生長兩種型別的礦物來形成它們的貝殼。然而，隨著埋藏，這些文石礦物會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，其中富含方解石的礦物存在於大理岩和藍片岩中，成為亞穩態（意味著很容易變得不穩定，但在地下保持穩定很長時間）作為文石晶體。
| Cu2(CO3)(OH)2 | |
 孔雀石 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.6–4 gm/cm3 |
| 光澤 | 金剛光澤至玻璃光澤，絲狀至纖維狀，最常見的是暗淡的土綠色 |
| 顏色 | 自色礦物，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，並會與CO2氣泡發生反應 |
孔雀石是銅的重要礦石。孔雀石是銅離子與碳酸鹽在石灰岩層中的低階熱液變質岩中結合的地方。當加熱的地下水穿過石灰岩腔體時，銅會取代一些鈣，形成銅沉積物，以孔雀石的形式存在。這些銅礦床將始終呈現出豐富的綠色。孔雀石是重要的顏料染料，因為它呈現出濃重的綠色。它也常被雕刻或拋光製成珠寶。歷史上，孔雀石在猶他州的尤因塔山脈和布朗斯帕克地區被開採用於銅，但是今天猶他州的大部分銅產量來自鹽湖城附近的賓厄姆峽谷礦或肯尼科特銅礦。該礦是火成岩漿巖中的黃銅礦的大型礦床。孔雀石經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 gm/cm3 |
| 光澤 | 土狀至玻璃光澤 |
| 顏色 | 自色礦物，藍色（天藍色） |
| 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 | 貝殼狀至不規則狀 |
| 鹽酸 | 會與鹽酸反應，並會與CO2氣泡發生反應 |
藍銅礦是一種含銅的碳酸鹽礦物，它的銅含量更高，導致其呈現出獨特的藍色。作為一種藍色礦物，藍銅礦是重要的天然藍色顏料染料，如群青中的藍色染料。藍銅礦在地球表面不穩定，隨著時間的推移，在水存在的情況下會風化成孔雀石，從藍色變為綠色。藍銅礦經常與孔雀石一起出現在變質或熱液蝕變的石灰岩中。
鹵化物
[edit | edit source]鹵化物是一組重要的礦物，它們由鹵素元素的陰離子組成，例如氟離子（F−）、氯離子（Cl−）、溴離子（Br−）和碘離子（I−）。這些礦物包括許多常見的鹽，經常在蒸發巖沉積中發現，古代海洋在那裡蒸發，留下了這些鹽的厚層。它們通常與硫酸鹽礦物一起被發現。
| NaCl | |
 石鹽 | |
| 硬度 | 2.0–2.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.17 gm/cm3 |
| 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 | 貝殼狀至不規則狀 |
| 鹽酸 | 不反應 |
石鹽是食鹽的礦物學名稱。它在世界各地被開採用於醃製食物，以及在日常烹飪中用作增味劑。石鹽易溶於水，形成鈉離子（Na+）和氯離子（Cl-）。由於這些離子以離子鍵結合在一起，因此它們在水H2O存在的情況下很容易斷裂，而水H2O是一種極性分子。石鹽幾乎完全存在於蒸發巖沉積物中，是古代海洋、海洋和鹹水湖的殘留物。石鹽是主要從大盆地開採的礦物之一，特別是從鹽湖城附近的鹽湖盆地以及猶他州西北部。
| CaF2 | |
 螢石 | |
| 硬度 | 4 |
|---|---|
| 比重 | 3.2 gm/cm3 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 顏色 | 他色礦物，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·莫斯將螢石定為他的硬度4。螢石是一種相當堅硬的礦物，屬於鹵化物礦物組，具有清晰的外觀。螢石在自然界中通常呈現出各種顏色，最常見的是淺紫色。由於其相對柔軟，螢石很少被切割成寶石，雖然礦物標本經常被收集，因為它們形成美麗的八面體晶體。螢石在紫外線下會發出熒光，雖然許多碳酸鹽礦物也會在紫外線下發出熒光，這是由於電子能態下降造成的。螢石通常存在於熱液變質岩和火成岩中，通常在富含方鉛礦的地區。螢石被開採作為氟礦石，廣泛應用於許多領域。
自然金屬
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本地金屬是一組礦物，由金、銀、銅等元素組成，以金屬鍵合原子形式自然存在。金屬是指任何能導電、表現出金屬光澤且具有延展性或韌性的材料。這些特性是本地金屬中原子之間透過金屬鍵共享電子的結果，因此這些材料是優良的導電體。本地金屬很稀有，因為大多數本地金屬在氧氣存在下會很容易氧化（這被稱為鏽蝕）。鐵氧化物在淺層地表比本地金屬更常見，鐵最常以鐵氧化物形式存在。（鐵和鎳的原生形式非常罕見，主要侷限於隕石）。金、銀和銅是自然界中常見的本地金屬，它們是這些貴金屬的早期天然來源。儘管存在於自然界中，但本地金屬非常稀有，但對於這些貴金屬來說是重要的經濟來源。天然的金塊和金片是本地金屬礦物的例子。天然硫和碳（如石墨）有時被歸類為本地金屬類礦物，因為它們是自然界中單一元素的純淨形式，儘管硫和碳從技術上講是非金屬，因為它們不是由金屬鍵組成的。元素（如金、銀、鉑和銅）以純淨形式自然存在非常罕見，這也是這些礦物備受追捧的原因之一。本地銅比其他本地金屬更常見，但也仍然稀有且具有收藏價值，大多數銅來源是其他含有銅的天然礦物。
| Au | |
 原生金（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 | 金色/黃色 |
| 解理 | 無，晶體生長呈片狀或薄片狀。 |
| 斷口 | 延展性 |
| 鹽酸 | 不反應 |
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作為親鐵元素，金 (Au) 在地球表面非常稀有，但在熱液活動火山區可能富集。這些金礦床是在地下水中溶解的離子被加熱並穿過地下岩脈或斷層時形成的，這些原子在多年內逐漸積累形成。金幾乎總是與火成岩和變質岩有關，儘管這些岩脈會侵蝕形成沉積岩中的所謂砂礦。砂礦是由這些富含金的岩脈侵蝕形成的金礦床，但由於金的密度很高，金通常會堆積，而其他礦物會被沖走並向下遊運輸。這些堆積物可以被淘金者用淘金盤、挖泥機和淘金槽淘洗。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，遠大於任何其他列出的礦物！金也可以在地下開採或透過地表剝離開採，這被稱為礦脈開採，而主礦脈是侵蝕金的原始來源。金相當柔軟，硬度略高於指甲（2.5-3），因此很容易刮傷或在純金上留下凹痕，因為它也是延展性的，很容易彎曲而不會斷裂。這種特性使金成為製作首飾的良好材料。
弗雷德里克·莫氏在整理礦物方面的貢獻對理解地球表面礦物的出現和分佈產生了重大影響，因為地質學家更容易識別礦物。這 40 種礦物只是自然界中礦物種類繁多的一個縮影，它們可以在地球上找到。然而，瞭解這 40 種礦物將使您能夠識別幾乎 99% 的您可能會遇到的礦物，當您撿起岩石並仔細觀察它們時。您在大陸表面或內部最有可能找到的最常見礦物是石英，尤其是在沉積岩中。隨著地球深度的增加，石英的含量也隨之減少，在海洋地殼（俯衝帶和洋中脊）中也是如此。岩石中每種礦物的百分比對不同型別岩石的命名至關重要。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（顆粒或晶體尺寸）。
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|---|---|---|
| e. 岩石圈和岩石型別（火成岩、變質岩和沉積岩）。 | f. 手標本的礦物鑑定。 | g. 常規岩石識別。 |