以狹義的礦物定義,「正統」的礦物須具備四個條件
1️⃣天然形成的「均質固體」(需要天然形成)
大部分岩石因為是由多種成份組成,因此不能視為礦物。
在實驗室製造出來的礦物晶體,Ex人造鉍,故不在狹義的礦物定義內。
2️⃣由「無機作用」產生 (非生物作用造成的)
無機作用是指非經過生物作用,天然生成。
琥珀、珍珠為生物作用產生的,故不屬於狹義的礦物。
3️⃣具一定的「晶體結構」
所謂的晶體就是分子之間有規律的排列。
黑曜石(火山玻璃)內部的分子並非有規律的排列,故沒有特定的晶體結構,不屬於狹義的礦物。
4️⃣有一定的「化學式」表示
礦物必定是單一成分,可以用「化學式」表示。例如:方解石(CaCO3)
詳細可以參考 http://nadm.gl.ntu.edu.tw/nadm/cht/class_mineral_1.php
而本社團所指的礦物主要以「狹義的礦物定義」為主
不過偶而也會涉及到廣義的礦物定義
狹義的礦物定義中,不屬於礦物的東西: 琥珀、貝殼(珍珠、硨磲)、琥珀、蛋白石、黑耀岩(火山玻璃)等等
在地質學的命名上,礦物的名稱都常以「XX石」或者「XX礦」稱之,成分為含鋁的硫酸複鹽水合物(XAl(SO4)2·12H2O)礦物「XX礬」,少數例外者(例如:剛玉、石膏),但是稱為「XX石」者有些不是礦物,而岩石則以「XX岩」稱之,而不會用「XX石」來稱。
*補充:有機礦物則會稱為「XX蠟」(例如黃地蠟(Carpathite),但是很少見),基本上很少遇到,看看就好。
岩石為「礦物」和其他物質的組成體,因此一個岩石中可能包含一種以上的礦物
甚至是不屬於礦物的有機質或生物殼體,依照形成方式岩石分成三大岩系(火成岩、沉積岩、變質岩)
火成岩:由岩漿或熔岩冷卻或凝固後形成。
沉積岩:其他岩石經過風化後的碎屑經過搬運、堆積再經過成岩作用的岩石。
變質岩:由其他岩石在地底下經過高溫或高壓,使岩石內部的構造組織發生了變化而形成的岩石。
化石為古代生物的遺體、遺留物、留下來痕跡都可以稱為化石,之所以稱之為「化石」的原因在於這些東西可以都做為以前古生物存在/生活的證據,所以除了貝殼化石、恐龍骨頭外,古代生物的排遺、留下的足跡、所挖的洞穴都屬於化石的範疇,而琥珀是古代松科植物分泌的樹脂化石,因此在這裡就直接歸類為化石了,同理矽化的珊瑚也可以稱為化石。
由於礦物晶體結構的關係,常常會出現一些比較脆弱的地方,礦物受力之後,會沿著一定的方向碎裂。
因此觀察解理只要看礦物破裂的地方是沿著哪個方向裂開(可以拿拉長石來觀察)。
[例如]
*雲母有一組完好的解理(雲母會呈現一片又一片堆疊起來的感覺)
*輝石和角閃石有兩組解理 (輝石的兩組解理接近直角,角閃石則接近120度和60度)。
*方解石和方鉛礦有三組明顯的解理
礦物斷裂之後呈現的外觀特徵,常見有貝狀斷口(Conchoidal)、次貝狀斷口(Subconchoidal)、參差斷口(Uneven)。
礦物晶體表面呈現的光澤特徵。像是金屬光澤、玻璃光澤、土狀光澤...等。
[例如]
*黃鐵礦:大多呈現金屬光澤
*石英:大多呈玻璃光澤
*鑽石:金剛光澤
硬度可以透過兩者物品相互摩擦來測試,較硬的物品不易被摩損。 通常硬度大多使用「摩式硬度(莫氏硬度)」來表示之,摩式硬度為相對硬度(因此和絕對硬度無任何正比之關係),以10種特定礦物做為基準來比較哪個比較硬或比較軟 。
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-黃玉 9-剛玉 10-金剛石(鑽石)
[指甲 2.5 / 刀片 5.5]
礦物晶體劃在堅硬物品上,留下來痕跡的顏色。(即該礦物粉末之顏色)。
有些礦物的條痕顏色和晶體顏色會不一樣。
[例如]
*黃鐵礦:灰黑色
*方解石:白色
因為晶體結構的關係,礦物晶體時常常會以特定的形狀生長。
[例如]
*黃體礦、螢石常見正方體晶型
根據該礦物晶格中三軸(a,b,c)長短、軸角(α,β,γ)分成六個晶系,通常礦物晶體生長出來呈現的形狀往往受到晶系影響。
主要 六大晶系:等軸晶系、正方晶系、斜方晶系、六方晶系、單斜晶系、三斜晶系。
等軸晶系(Isometric/Cubic) (又稱立方晶系) ex.石榴石、黃鐵礦
a=b=c α=β=γ=90°
正方晶系(Tetragonal) (又稱四方晶系) ex.鋯石、金紅石
a=b≠c α=β=γ=90°
斜方晶系(Orthorhombic) (又稱正交晶系) ex.霰石
a≠b≠c α=β=γ=90°
三方晶系(Trigonal) ex.水晶
a=b≠c α=β=90° γ≠90°
六方晶系(Hexagonal) ex.綠柱石
a=b≠c α=β=90° γ=120°
單斜晶系(Monoclinic) ex.石膏
a≠b≠c α=β=90° γ≠90°
三斜晶系(Triclinic) ex.斜長石
a≠b≠c α≠β≠γ≠90°
以目前有些文獻會把三方晶系歸類到六方晶系中。
詳細參見這裡
延伸:32點群、空間群、晶體對稱性,因為這部分是比較進階的東西,並非入門的範疇,就不放上去了,如果對結晶學、晶體有觀的研究有興趣可以參考看看。
兩個種礦物,雖然有同樣的化學式(同樣個數及同樣種類的原子),但是因晶體構造中有不一樣的分子排列,故兩者視為不一樣的礦物。
[例如]
*方解石、霰石 (兩者皆為碳酸鈣,但是晶體結構不一樣)
*藍晶石、紅柱石、矽線石 (三者皆為Al2SiO5,但是晶體結構不一樣)
因為受到環境的影響(例如變質作用/換質作用),原始的礦物轉變成另一個礦物,而在轉變之後仍保留原始礦物的晶體形狀。
另外A礦物晶體被B礦物晶體取代,仍保留A礦物的晶型,通常稱為「A礦物假象B礦物」
[例如]
*櫻石(Cerasite) 菫青石晶體被白雲母取代
結晶(Crystal):礦物晶體,內部分子會有週期性的排列。
因此非晶質的黑曜石、蛋白石皆不是結晶。
水晶:狹義的水晶單純指透明的石英晶體-白水晶(Rock crystal),廣義的水晶則泛指石英(Quartz)晶體。所以請不要將非石英晶體以水晶來稱之,像是藍晶石、重晶石都不是水晶。
市面上常見的礦物就是石英(Quartz)了,主成分為二氧化矽,同時石英也算是地殼表面最常見的礦物,以下皆為石英的亞種
水晶
(白水晶、紫水晶[又稱紫晶]、黃水晶[又稱黃晶]、薔薇水晶[又稱粉晶]、煙水晶[又稱煙晶、墨晶、黑水晶]...等)
凡是顯晶質(晶體可以透過肉眼觀察到)的石英都可以用「水晶」稱之
玉髓
(隱晶質石英,大部分的皆為塊狀礦物,下列為玉髓的亞種)
※瑪瑙 (玉髓的一種,具有帶狀紋路,又稱鐵石英)
※碧玉 (玉髓的一種,呈紅色)
※彼得石(Pietersite) (玉髓的一種,多種顏色,有類似虎眼石的構造,差別在於虎眼石是顯晶質)
虎眼石
(主要為被石英取代的石棉,主要成分為石英,但是仍然含有其他礦物,在mindat上則是寫石英、鈉閃石(石棉的部分)、褐鐵礦的混和體,具貓眼構造,大部分產於南非) 參見https://www.mindat.org/min-3960.html
東陵(菱)石/東陵(菱)玉
(又稱砂金石,內含鉻雲母大多顏色為綠色)
另外有鱗石英、柯石英、斯石英、方矽石、高溫水晶等,成分同為二氧化矽的礦物,但因為晶體結構不同,所以不歸類為石英的亞種。
紅寶石
藍寶石
通常非紅色的剛玉都稱為藍寶石
海水藍寶石 / 海藍寶石
祖母綠
金綠柱石
紅綠柱石
摩根石
變石
透石膏
沙漠玫瑰
在購買礦物時,留意一下礦物的性質
ex.溶於強酸、溶於水等等,少部分礦物則避免照光
[方解石怕酸,岩鹽、樊類易溶於水,雄黃、雌黃及辰砂則怕光]
避免日光直接照射或是長期放在強烈的燈光底下
日光可能會造成礦物顏色改變,甚至變質。
避免放在潮濕的地方
部份礦物容易潮解(ex.岩鹽),有些礦物放在潮濕的地方還會發霉(ex.藍鐵礦)。
定時清理灰塵
部份礦物一旦受到灰塵入侵就會變得難以清理,有些較脆弱的礦物則可以用保鮮膜等東西封起來防止灰塵侵入
[通常礦物會變色、變質很多都是吸收空氣中的成分而變質或是受到強列的日光直射的關係,少數不適合保存一般的環境的礦物則另當別論]
其他教學請參見FB社團的教學單元