研究地球的组成

矿物学

作为一个纪律,矿物学已经与地质历史关系密切。矿物质是基本的成分的岩石和矿床是显然的积分地质学方面的。矿物学的问题和技术,然而,在许多方面不同于其他地质学、矿物学的结果已经发展成为一个大型的、复杂的学科本身。

大约3000不同矿物物种是公认的,但相对较少的种类是重要的岩石中丰富的外的一部分地球。因此一些矿物质如长石组成,石英,云母是花岗岩的基本成分及其近亲属。石灰岩,广泛分布在各大洲,主要由只有两种矿物质,方解石和白云石。许多有一个更复杂的矿物学,岩石和在某些矿物粒子是如此微小,它们只能通过专门的鉴定技术。

可以识别单个矿物中标本通过检查和测试其物理属性。确定硬度的矿物是最实用的方法来识别它。这可以通过使用莫氏硬度范围,列出了10个常见矿物的硬度相对顺序:滑石(柔软的规模数量1),石膏(2),方解石(3),萤石(4),磷灰石(5),正长石(6),石英(7),黄玉(8),刚玉(9)钻石(10)。矿物质抓柔和的难得多,这样一个未知的矿石矿物之间很容易定位。某些常见的对象被分配对应的硬度值莫氏硬度(例如,指甲[2.5],随身小折刀刀刃[5.5],钢文件[6.5])通常与规模上的矿物质结合使用额外的参考。

其他物理性质有助于识别晶体形成的矿物,乳沟类型、断裂,条纹,光泽,颜色,比重和密度。此外,折射率可以确定矿物的精确校准浸油。一些矿物质独特的属性,有助于识别它们。例如,碳酸盐矿物与稀酸冒泡;岩盐是溶于水,有咸的味道;萤石(约100其他矿物质)遇紫外线;和矿床矿物是放射性的。

的科学的晶体学涉及的几何属性和内部结构吗晶体。因为矿物质通常晶体,晶体学矿物学是一个重要的方面。调查人员在场可以使用反射测角仪测量晶面之间的角度,以帮助确定水晶矿物质所属系统。他们经常使用的另一个工具x射线衍射仪,利用x射线,通过矿物标本时,在常规衍射角度。衍射光线的路径被记录在胶卷,和由此产生的衍射线的位置和强度在电影提供一个特定的模式。每个矿物都有自己的独特的衍射图样,所以晶体学家们不仅能够确定矿物的晶体结构,但矿物的类型。

当一个复杂的物质等岩浆结晶形成火成岩不同的谷物组成矿物生长在一起,相互影响,结果他们不保留外部辨认水晶的形式。研究矿物在这种岩石,矿物学家使用偏光显微镜构造岩石薄片,查看地面均匀的厚度约0.03毫米,在由两个偏振光线偏振棱镜在显微镜。如果岩石是水晶,重要的矿物质可以由其独特的光学特性显示在透射光放大,提供个人水晶谷物可以区分。不透明的矿物,如那些金属元素的高含量,需要技术采用抛光的表面反射的光。这种显微分析金属矿石矿物的特定应用程序。然而,偏光显微镜有下限的大小颗粒可尊敬的眼睛;即使是最好的显微镜不能解决颗粒小于0.5微米直径(0.0005毫米)。更高的放大矿物学家使用电子显微镜产生图像与直径放大成千上万次。

上述方法都是基于矿物的物理性质的研究。矿物学的另一个重要的领域是与化学有关作文的矿物质。是使用的主要仪器电子探针。这一束电子专注于岩石薄片,高度抛光和镀碳。的电子束可以缩小到一个直径大约一微米,因此可以集中在一个单粒矿物,与一个普通的光学显微镜可以观察到系统。电子导致原子的矿物在检查中发出诊断x射线,强度和浓度是衡量一台电脑。除了现场分析,这种方法允许一种矿物遍历可能的化学分区。此外,元素的浓度和相对分布等镁和铁跨边界的两个共存矿物石榴石和辉石可以用热力学数据计算的温度和压力在这种类型的矿物结晶。

尽管矿物学的主要问题是几何描述和分类,化学和物理性质的矿物质,也关心他们的起源。物理化学对理解矿物和热力学的基本工具。的一些观察数据矿物学的关心行为的解决方案在实验室控制条件下沉淀晶体材料。某些矿物可以创建综合条件下的温度和浓度的解决方案是仔细监控。其他实验方法包括研究固体的变换在高温和压力产生特定的矿物或矿物的集合体。在实验室获得的实验数据,再加上化学和物理理论,使许多天然矿物质的来源条件推断。