1.8 美麗礦石
地殼是由巖石和礦物組成的,地殼中大約有3500種礦物,每一種都與眾不同。人們可以根據(jù)它們具體的特性,如顏色、紋理、透明度、硬度、晶體結(jié)構(gòu)、外觀等加以分類。有些礦石的數(shù)量不多,有些甚至非常稀有,天然鉆石就是稀有、珍貴的寶石,有無色、粉紅、藍色、黃色等多種顏色。有些則因為形狀和顏色而令人傾心,常制作成首飾或擺件等,如紅寶石、藍寶石、翡翠等。
小貼士
礦石還是巖石?巖石和礦石常被混淆。其實,巖石是多種礦石的集合體。例如,花崗巖就由石英、長石和云母組成。礦石是自然形成的無機固體,具有確定的化學(xué)組成和原子結(jié)構(gòu)。
1.8.1 礦物的成分
根據(jù)化學(xué)成分,礦物可分為9大類。有一些礦物廣為人知,如由單一元素形成的金、銀等。鉆石和石墨也是單質(zhì),它們都是由碳原子組成的,但它們的結(jié)構(gòu)、顏色、透明度、硬度、性能各不相同。

鉆石

石墨
1.8.2 顏色
礦石也可以根據(jù)顏色來分類。有些礦石的顏色總是很統(tǒng)一,如孔雀石。另一些礦石里由于含有不同雜質(zhì)而色調(diào)各異,如螢石和石英,它們的顏色被稱為他色。

孔雀石

紫色螢石

黃色螢石

綠色螢石
1.8.3 紋理
紋理是在礦石不拋光的釉的表面的粉狀線條,有相同晶體結(jié)構(gòu)的礦石,通常具有相同顏色的紋理。如鉻鉛礦的紋理是橙色的,丹砂的紋理是紅色的,雌黃的紋理是金黃色的,黃銅礦的紋理是墨綠色的。

鉻鉛礦

丹砂

雌黃
1.8.4 透明度
礦物所允許通過的光線多少決定了它是透明的、半透明的、還是不透明的。純凈的石英是透明的,瑪瑙多為半透明的,多數(shù)礦物等通常是不透明的(如斑銅礦、鉻鐵礦)。

石英

瑪瑙

斑銅礦

鉻鐵礦
1.8.5 莫氏硬度表
每一種礦石都是根據(jù)它刻劃所試礦物表面或用其它礦物刻劃它來判斷其硬度并加以分類的,莫氏硬度(MHS)表把礦石的硬度分為10個等級(分別如下)。最軟的是1級,如滑石,可以被手指甲劃出痕跡;方解石可被硬幣劃破,硬度是3;石英會被玻璃劃破,硬度是7;金剛石是最硬的,無法被劃出痕跡,硬度是10。

滑石(1)

石膏(2)

方解石(3)

螢石(4)

磷石灰(5)

正長石(6)

石英(7)

黃玉(8)

剛玉(9)

金剛石(10)
1.8.6 礦石的形狀
礦物在地球深處無拘無束地生長,形成礦物的晶體具有不同類型的晶面和棱角,而不論礦物的形狀或尺寸如何。晶系揭示了礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而非外觀。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)的對稱性,可將晶體分為7個晶系,其中六方晶系有一個6次對稱軸,三方晶系有一個3次對稱軸,兩者同屬于六方晶族。晶體的空間點陣類型只有14種,晶體學(xué)點群32個,空間群230個,它們對礦物類型及性質(zhì)起決定性作用。
立方晶系

黃鐵礦

天青石

石榴石
四方晶系

鋯石

維蘇威火山石

錫石
正交晶系

黃玉

重晶石

橄欖石
單斜晶系

翡翠

藍銅礦

榍石
三斜晶系

綠松石

天河石

薔薇輝石
三方晶系

赤鐵礦

電氣石

紫水晶
六方晶系

祖母綠

碳鉀鈉礬

海藍寶石
1.8.7 巖相
巖相是指礦物的整體外觀,它是晶體晶面不平衡發(fā)展的結(jié)果,因為底土中的晶體在形成過程中承受了各個方向的壓力。由不同礦物質(zhì)組成的沉積巖,呈現(xiàn)出不同的色彩,層次分明。
大塊狀的

黃金
(這些礦物看上去堅實而圓潤)
腎臟形的

赤鐵礦
(這些晶體的外觀和腎臟的形狀類似)
薄片狀的

石墨
(這類晶體以精巧平行凹陷見長)
針狀的

鈣沸石
(這類晶體擁有許多密集的“針”)
棱鏡形的

綠寶石
(若干相對的平行面形成了這類晶體的形狀)
樹枝狀的

銀
(這些晶體像是花繁葉茂的樹枝)
1.8.8 巖石的種類
巖石被定義為礦物的集合體,大約有3500種,可分為沉積巖、變質(zhì)巖和巖漿巖三大種類。或稱為原生巖(花崗巖、玄武巖、斑巖)、再生巖(頁巖、砂巖、石灰?guī)r)和變質(zhì)巖(方解石晶花等)。
沉積巖在地球表面或在水體中形成,分為三類:生物巖(由生物的殘骸組成)、碎屑巖(由各種不同類型的碎屑組成)和化學(xué)巖。不同時期的沉積層顯現(xiàn)出不同的顏色,從灰到藍再到黃等。
變質(zhì)巖是受到高壓和高溫后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化而改造形成的巖石。在這些環(huán)境下,變質(zhì)巖不但沒有熔化,反而結(jié)成了晶體,它們的質(zhì)地是層狀的或條紋狀的。
巖漿巖(也稱火成巖)通常來自地球的上地幔,這里的部分巖漿處于熔融狀態(tài)。巖漿巖顆粒的粗細取決于它們的冷卻速度。深成巖(亦稱侵入巖)凝固得較為緩慢,它們的顆粒較粗大;火成巖(亦稱噴出巖)在到達地表時凝固得較為迅速,顆粒很細膩。
巖鹽是一種化學(xué)巖,也是一種蒸發(fā)巖。它形成于海水蒸發(fā)后留下的鹽層沉淀。
砂巖由沙粒膠結(jié)而成,是一種碎屑巖,經(jīng)常作為建筑用石材。
白堊主要由方解石組成,是一種細顆粒的巖石,質(zhì)地松散、多孔,屬于生物巖,由海洋微體化石形成。
煤是由植物殘體形成的生物巖。
石灰?guī)r是由貝殼碎屑組成的生物巖。化石石灰?guī)r是一種含有化石的石灰?guī)r。
頁巖是一種沉積巖,具有薄頁狀或薄片層狀的節(jié)理,主要是由黏土沉積經(jīng)壓力和溫度形成的巖石。
石英巖是硅質(zhì)砂石發(fā)生變質(zhì)后形成的巖石,它的主要成分是石英。
花崗片麻巖是花崗石發(fā)生變形后形成的層狀巖石,具有輕薄的暗色片麻狀構(gòu)造。

大理石
在熱量或壓力下,石灰?guī)r會轉(zhuǎn)變?yōu)榇罄硎<y理清晰、顏色各異的大理石是建筑師和雕刻師的至愛。

板巖
壓力和熱量把黏土片巖轉(zhuǎn)化為板巖。這種黑色、綠色或灰色的巖石易被切成片狀,用作黑板等的原材料。

玄武巖
玄武巖是最常見的火山巖,由巖漿凝固而成,顏色較深,通常為黑色或墨綠色。圖中自然天成之雛鳥出殼是一包衣玄武巖。

花崗巖
由石英、長石和云母構(gòu)成的花崗巖是最廣為人知的深成巖。粉色的拋光花崗巖通常作為紀念碑和樓宇的建筑石材。