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什麼是礦物
撰文:方尚鴻
我們在生活中舉凡建造房屋時的各種材料,佩帶裝飾用的寶石,日常食用的食鹽等,都來自於礦物。那麼,究竟什麼是礦物呢?
礦物的定義其實在專家學者中仍有許多意見分歧,但普遍為大眾所接受的定義可歸納為四大要點,同時滿足這四個項目的才能稱之為「礦物」。
【狹義的礦物定義】
(1)天然形成的均質固體
「天然形成」也就是表示必須是由地質作用所造成的,現在有許多的礦石、鑽石與鹽,可以在實驗室中製造成功,但由於非自然作用產生,因此不能稱得上是礦物;所謂的均質固體(Homogeneous Solid)意思是指由單一元素或是無機化合物所組成,不含其他雜質者。

(2)由無機作用所造成
生物生長作用也可能形成類似礦物的物質,譬如貝殼所生成的珍珠、人體體內結石(如腎結石),雖外貌上類似礦物,但由於並非由無機作用(Inorganic Operation)造成,因此不能稱之為礦物。

(3) 具有一定的結晶構造
礦物是一種元素或一種化合物。組成元素或化合物的最小單位是「原子」,構成礦物的原子都有一定的排列方式,具有一定的內部組織,這就叫做結晶構造(Crystalline Structure),譬如石英的晶體排列是矽原子的四個角頂各連著一個氧原子形成四面體,這些四面體彼此以角頂相連在三度空間中建構出架狀結構。在適當的環境下,每一種礦物都可以長出它特有的晶體外形。但是礦物往往生長在受干擾的環境,所以大多數礦物都無法長出完整的外形。

另外還有一種礦物稱之為蛻晶質(Metamic Minerals),這一類型的礦物由於具有放射性,會在衰退中破壞自己本身原有的結構,因此當我們發現他時,可能並不具備一定的結晶構造,但我們仍將他歸類為礦物。

(4)可以一定的化學式表示
礦物具有一定的化學成份和物理性質,可以用一定的化學分子式表示出來,例如金剛石的成分為碳(C),石英為二氧化矽(SiO2)。有一些礦物可以有少量成份的變化,但仍維持於一定的範圍內。
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自然界中水凝固形成的冰塊(H2O(S))屬於礦物!
世界上唯一的液態礦物?
汞(Hg)是地球上唯一的液態礦物
當然,要滿足上述的所有條件,要成為一顆「正統」的礦物,還真的是很不容易,為了不要添加定義礦物上的煩惱,因此學者們又主張另一個「廣義的礦物定義」。
【廣義的礦物定義】
放寬上述的四大要項,可包括下列礦物:
(1)人工合成礦物(Synthetic Minerals)

實驗室中人工模仿自然界礦物形成原理製造而成者,譬如合成寶石

(2)人造礦物(Artifical Minerals)
人造礦物與人工合成礦物不同點在於,合成礦物是利用人工方式仿製自然界本來就存在的礦物;而「人造礦物」則是在實驗室中,透過置換原子或改變排列而創造出的非自然礦物。

(3)生物成礦產物(Organic Operation Products)
生物生長作用也可能形成類似礦物的物質,譬如貝殼所生成的珍珠、人體體內結石(如腎結石);或因為生物的活動而促進礦物的聚集與生成,例如:鐵礦、硫礦、鉛鋅礦、低鎂方解石及文石等。這類型與生物有關的成礦作用,我們稱之為「生物成礦作用」。

(4)非晶質礦物(Noncrystalline Minerals, Amorphous):  
不具有結晶構造的礦物,又可分為下列兩類:
  • 膠質礦物(Gel Minerals)或稱似礦物(Mineraloids):低溫低壓的風化作用下容易形成,可能具有小範圍的結晶構造,但無法形成完整的晶體。
  • 玻璃質(Glass):急遽降溫所形成的無結晶構造產物。

(5)宇宙礦物
來源為隕石、月岩或其他天體的礦物分別稱之為「隕石礦物」、「月岩礦物」與「宇宙礦物」。這樣就可以將它們與地球中形成的礦物區分開來。
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