標題:
礦 物
作者:
楊士芳
作者說明:
內文:

在戶外大自然中,常可看到受風化、侵蝕或人為因素等裸露地表的岩層,有些具似千層糕狀的層理;有些岩層巨石中夾有斑狀、大小不同顏色的斑點,這些巨石或岩層中常含不同物質的混合物,但若仔細觀察,它們都是由顏色、大小、形狀等不同的顆粒組成,而顆粒間都具有其不同的化學成分、排列和物理特性,我們稱這些物質為礦物。

地球上的礦物,種類超過三千種,它們大部分是由地球內部岩漿冷凝結晶形成的,也有來自沈積環境所產生的礦物;由於位在地球內部的深淺不同,因此溫度、壓力和岩漿成份就有不同,冷凝結晶後就產生各種不同的礦物了。這些礦物常為人們所利用成為生活中常用的材料,如石英是製玻璃的主要原料;雲母常被用來做隔熱的材料。然在眾多種的礦物中,真正和組成岩石有關的礦物常見的約只十餘種,我們將組成岩石的礦物叫造岩礦物。以下我們就依礦物的一些基本物理性質和化學成分略述如下,這也是地質學家鑑定礦物的初步依據。

(一) 物理性質:

每一種礦物具一定的化學成分,且所含成分中原子或離子多有一定的排列方式,也就呈現出特定物理性質。

  • 顏色:礦物晶體內原子對光吸收或反射不同波長而呈現在礦物表面之色澤。然同一種礦物因內部所含雜質、結晶度等都會影響對光波的吸收和反射,而呈現出不同的顏色;例如赤鐵礦有黑有紅;石英也有黃、紫、黑或無色。

  • 條痕:是礦物粉末的顏色。如硬度較小的礦物在白色瓷板上刻劃而留有礦物粉末,便是條痕。具不同顏色的同種礦物,因其中所含雜質顏色不會在條痕中出現,故條痕呈現出一定的顏色,石英條痕為白色,赤鐵礦為紅褐色。

  • 解理與斷口:結晶礦物若受外力敲擊時,常沿一定方向裂開,裂面光滑,這種容易裂開的性質稱為解理;而光滑的裂面,叫做解理面。但有些礦物受力斷裂時與裂面方向無關,然常具一定的外觀,或為鋸齒狀、貝殼狀等,這種外觀稱為斷口。

  • 硬度:兩種軟硬不同的礦物互相摩擦,礦物表面會被劃出刮傷痕跡的,硬度就較小。奧國礦物學家莫氏(Mohs)所創的十級礦物硬度,仍常作為硬度的標準,由軟至硬為a.滑石 b.石膏 c.方解石 d.螢石 e.磷灰石 f.正長石 g.石英 h.黃玉 i.剛玉 j.金剛石共十級。

  • 晶系:礦物依內部原子的排列而分為晶體和非晶體兩大類,若內部原子具一定結構呈規則排列,形成有規律的多面體,即為晶體。化學上常依晶軸間相互的交角和長度,分為等軸、正方、斜方、單斜、三斜和六方共六種晶系。

  • 比重:礦物和攝氏四度時同體積水的重量相比的比值叫該礦物的比重。例如攝氏四度時一立方公分的水為一公克而石英是2.65公克,因此石英的比重為2.65。

(二) 化學成分:

在地殼所含化學成分中,氧和矽兩種元素所含質量約佔四分之三,因此矽和氧組成的矽酸鹽類也是最常見的礦物,約佔地殼的百分之九十六以上,最常見的是橄欖石、角閃石、輝石、雲母、長石和石英;此外地表岩層中也常見到方解石,它是含碳酸鹽類的礦物。現將常見造岩礦物的化學成分和物理性質列表於後供做參考。

參考資料:

何春蓀,1984,普通地質學,五南圖書出版社印行。

高中基礎地球科學,國立編譯館編著。