石头家族的龙族 石头大家族( 三 )


这就是说,用物理的方法把一种矿物分解成微小的颗粒后,各颗粒仍然是化学成分相同的物质 。
这是矿物与岩石的根本差别 。
矿物内部的质点是原子或离子,在三维空间是有序排列的 。
因此,矿物都属于晶体 。
晶体内部质点的种类不同,排列的方式和间距不同,所以具有不同的晶体结构 。
甚至当内部质点种类相同时,由于排列的方式和间距不同,也会形成不同的晶体结构,从而成为不同的矿物 。
这种现象叫“同质多像” 。
例如,同是碳原子,当形成六边形层状结构时,就成为石墨;而当形成立方晶体结构时,就成为金刚石 。
石墨晶体中,同一层中碳原子的间距是0.142纳米,层与层的间距是0.335纳米 。
金刚石晶体中,每一个原子周围都有4个相邻原子,形成正四面体,原子间距都是0.155纳米 。
“距离产生美” 。矿物内原子间距越小,

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石墨的六边形层状结构 金刚石的立方晶体结构
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几种“同质多像”矿物的温度-压力稳定区间
碳原子能够形成石墨和金刚石这两种差别极大的晶体结构,是由于它们形成时的温度和压力条件不一样 。
金刚石只有在压力达到3GPa以上时才能形成 。这相当于地下100多公里深处的压力 。
金伯利岩是从地幔深处直接喷出到近地表的岩石,其中往往富集金刚石,形成钻石矿 。
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金伯利岩和钻石矿
这种同质多像在自然界并不少见 。
例如,我们平时常见的石英,在压力达到2.5GPa以上时会变成柯石英,压力如果再大,达到8GPa时,就会变成斯石英,它们的化学成分都是
SiO2 。
形成的压力越大,矿物的密度就越大,石英的密度是2.65 g/cm3,柯石英的密度是3.01 g/cm3,斯石英的密度是4.29 g/cm3 。
红柱石在压力大时会变成蓝晶石,温度高时会变成硅线石,它们的化学成分都是Al2SiO5 。
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SiO2的同质多像,括号中的数字是矿物的密度(g/cm3)
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Al2SiO5的同质多像
地球上已经发现的矿物有
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石英岩由石英组成 被称为“汉白玉”的大理岩由方解石组成
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榴辉岩由石榴子石和绿辉石组成 片麻岩由长石、石英和云母组成
单岩和复矿岩
1828年,苏格兰地质学家尼柯尔(William Nicol,1770~1851年)发明了偏光棱镜,并且发明了制作显微镜观测薄片技术,使地质学家们有可能在偏光显微镜下观察岩石 。
1849年,英国地质学家索比(H. Sorby,1826~1908年)改进了岩石薄片的制作技术 。
他把岩石磨制成厚度为0.025毫米的薄片,对岩石和矿物进行了大量观测 。
1858年,他发表了专辑“论晶体的显微构造”,使显微岩石学得到很大发展,从而被誉为“显微岩石学之父” 。

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