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2025年3月6日 星期四

走進礦物晶體的神奇王國

 摘自中國湖南國際礦物寶石博覽會 

以下文章若出現藍字乃本人註解。 


01

礦物是什麼?


地球上目前已發現5000多種礦物

每年還會發現新種礦物

依照國際礦物學協會的標準

需要符合以下三大要點的

才可以稱之為礦物



1.由大自然生成

礦物是自然作用中

形成的天然固態單質和化合物

它具有一定的化學成分和內部結構

是固體地球和地外天體中

岩石和礦石的基本組成單位

因此,由生物遺骸形成的石炭、化石

皆不屬於礦物

 成分與礦物相同,但卻不是礦物的東西 

黃鐵礦化的菊石

舌形貝化石

煤炭


2.由固定成分組成

礦物由固定比例的元素組成

任何一塊碎片的主要成分都相同




👆方解石有各式各樣的顏色與形狀,但他們都是由碳氧元素和鈣元素(CaCO₃)組合而成的礦物。

3.為固體結晶

礦物成分的原子依照一定規則排列而成的固體

稱為結晶

基本上

礦物都是由結晶組成

不過,有部分非結晶物質也被分類為礦物

雖然是固體

但礦物原子、分子並非依照某一規則排列

稱為「非晶質」

蛋白石為非晶質物

但也屬於礦物的一種

固體是礦物的必備條件之一

不過有些液體也被視為礦物

例如水銀(自然汞)本身就是液體,也是礦物

02

礦物的生成環境

礦物誕生於富含礦物成分的「礦床」內

而礦床則會形成於

地下緩慢冷卻的岩漿內及周圍

或是綠洲、湖底、河底、火山口附近等


👇漂沙礦床/淺沙礦床

由河流或風搬運礦物和礦物元素

使之聚集在同一處形成的礦床

例如河流可將山裡的水晶或天然金等礦物

搬運至同一處,形成礦床


👇沉積礦床

位於湖或內海的底部

由沉澱在底部的物質形成的礦床

可產出如南極石等礦物


👇風化、氧化礦床

出現在常受風吹雨打的地表

或常接觸地下水、海水等氧化的地方

礦物會與水或空氣中所含的氧氣結合

形成別種礦物

如孔雀石、藍銅礦、天然銅、青鉛礦等


👇火山噴射礦床

火山噴出的氣體、熱水、水蒸氣中的成分

落到地面上後形成的礦床

可產出硫磺等礦物


👇熱液礦床

岩漿熱液所含成分在冷卻後會形成礦物

這些礦物密集分佈之處就是熱液礦床

可產出金、銀、銅、鉛、鋅、水銀等礦物


👇接觸交換礦床/矽卡岩礦床

石灰岩與高溫岩漿接觸後所形成的礦床

在高熱的影響下

許多元素變得可以任意移動

故可產生許多礦物

包括磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、

方鉛礦、鉍、石榴石、透輝石等

03

礦物的特徵

礦物有著許多特徵

包括成分、顏色、形狀等外形特徵

硬度以及由其劈裂方向判斷的解理等

這些特徵都是我們分辨礦物時的重點

1.礦物的成分與分類

礦物有許多種分類方式

不過一般來說

通常會以其組成元素進行分類


元素礦物

👆狗頭金

由單一元素組成的礦物,和元素週期表上的元素名稱相同,不過如果是天然礦物,往往會含有其他雜質,因此就會在名字前加上「天然」,如「天然金」或「天然鉍」等。


氧化礦物

👆尖晶石

金屬元素與氧結合形成的礦物,稱為氧化礦物。與其他礦物相比,氧化礦物通常硬度較高。


硫化礦物

👆方鉛礦

金屬元素與硫結合形成的礦物,成為硫化礦物,通常為不透明並帶有金屬光澤,但也有種類如硃砂、雄黃等呈透明狀。


鹵化礦物

👆螢石

金屬元素與鹵素結合形成的礦物,稱為鹵化礦物。如螢石、岩鹽等。


碳酸鹽礦物

👆方解石

由碳酸鹽類形成的礦物,稱為碳酸鹽礦物,化學分子式中有CO₃為其特徵,此類有方解石、霰石、孔雀石、藍銅礦等。


其他

👆綠銅礦(矽酸鹽礦物)

如硫酸鹽礦物、磷酸鹽礦物、矽酸鹽礦物、硝酸鹽礦物、硼酸鹽礦物等。

2.結晶外形

礦物成分在有一定充裕空間緩慢成長後

可形成該礦物特有的結晶形狀

結晶的形狀非常多

以下介紹特別常見的幾種


立方體

👆黃鐵礦

由6個正方形圍繞而成的立體

如黃鐵礦、方鉛礦、螢石等


八面體

👆磁鐵礦

由8個正三角形圍繞而成的立體

如磁鐵礦、鑽石、尖晶石等


十二面體

👆石榴石

由12個正五邊形圍繞而成的立體

如石榴石、黃鐵礦等


柱狀

👆綠柱石

像細長柱子一樣的形狀

有時會再依長度分為長柱狀或短柱狀

如綠柱石、正長石等


針狀

👆鈉沸石

較細的柱狀結晶又叫做針狀結晶


球狀

👆藍銅礦

看起來像球形

因為它可以朝著任意方向自由成長

切開後可看到它是由放射狀的細小結晶集合而成

3.硬度

有些礦物很軟

有些礦物很硬

而「硬度」就是用來區分

各種礦物軟硬的基準

德國礦物學者Friedrich Mohs

比較了不同的礦物硬度

將其分為十個等級

作為礦物硬度的比較基準

這就是「摩氏硬度」

硬度
代表礦物
1
滑石
2
石膏
3
方解石
4
螢石
5
磷灰石
6
正長石
7
石英
8
托帕石
9
剛玉
10
鑽石


初識礦物

你可能會被它們多彩的顏色、奇特的形狀所吸引

走進礦物世界

你也許又會沉迷於每種礦物的特性

如果你想了解地球往事

那麼,絢麗美妙的礦物

就是開啟這段史詩的鑰匙



 

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