此块岩石乃火成岩之一种,美其名曰花岗岩。细观其上,可见肉红色、白色及黑小点点,实乃无数晶体,即矿物晶体也。花岗岩内含长石、石英及辉石等矿物。
何为矿物乎?依其定义:矿物乃经由地质作用所形成,具有相对固定化学成分及物理性质之天然单质或化合物。
此定义虽稍显抽象,然可将其分解为四个条件。凡被视为矿物者,必满足此四条件。今来细观此四条件。
一、必须经由地质作用形成。
何为地质作用?盖因自然原因所致,地壳(地球之外壳)发生改造及变化之过程也。由此可知,塑料非由地质作用形成,故非矿物。
二、必须具有固定化学成分。
所谓固定化学成分,意指矿物之化学成分固定不变。每一种矿物皆有其特定元素组合,且这些元素以固定比例结合。例如,石英矿物总由硅及氧元素组成,其化学式为SiO₂,此比例恒定不变。
三、需有特定晶体结构。
所谓特定晶体结构,是指矿物之原子或分子排列有序,形成固定之三维晶体格子。例如石英之晶体结构如硅与氧原子所构成之三维网络。
四、必须为纯净物。
矿物通常由一种单质或化合物组成。但此条件通常隐含在第三个条件之中,即大多数具有相同晶体格架之晶状物质为纯净物。
今试以诸条件测试一物。此物乃煤,问其为矿物乎?
依第二个条件,煤之成分因地及类型而异,化学成分不固定。依第三个条件,煤内无矿物所需之有序晶体结构。故煤非矿物也。
再试以液态汞。依第三个条件,液体汞之排列无序,不似晶体之有规律。故液态汞非矿物,然在极低温之下,其转为固态时可视为矿物。
再问金为矿物否?
依第一个条件,黄金常以天然金粒或金块之形式存在;依第二个条件,黄金为单质矿物;依第三个条件,黄金在自然界中常以面心立方晶体结构存在。故黄金为矿物也。
那么,矿物有何特征?或曰矿物流学家从哪些方面描述矿物?至少有五方面。
- 颜色
- 条痕
- 硬度
- 解理
- 光泽
现详述如下:
一、颜色乃矿物之外在表现。有颜色不必然代表不透明。若光能透过3mm之矿物薄片,则可视为透明。如紫晶(Amethyst)乃紫色石英之变种,不仅颜色鲜艳,且透明度良好。
二、条痕乃矿物在未经风化或氧化时之粉末颜色。通过在未经釉面之瓷板上刮擦所得条痕可助识别矿物。
三、硬度者,矿物抵抗划痕之能力也。常以摩氏硬度表示,范围从1至10。例如方解石、萤石等各有其特定之硬度。
四、解理乃矿物沿特定晶面或晶轴方向易断裂之特性。如猫眼之金绿宝石受力后易沿一方向解理破碎。
五、光泽乃矿物表面之亮度或光滑程度。矿物体表可展现出不同类型之光泽如金属光泽、玻璃光泽等。
以下略述几类常见贵重宝石矿物及其特征:
- 宝石类矿物
- 造岩类矿物