礦物的分類和命名

礦物的分類和命名

什麼是礦物?

礦物是指在地質作用中形成的、具有一定化學成分和內部結構的天然結晶態的單質或化合物。而岩石是指由一種或幾種礦物或其他物質(如火山玻璃、生物遺骸、地外物質)組成的天然集合體,是地球中地殼和地幔的固體部分。

礦物的分類和命名

礦物的主要特徵有如下幾點。

(1)必須是自然產出的。嚴格地說,實驗室中合成的晶體不是礦物。比如,人工合成的水晶不是礦物。

(2)必須是一種結晶固體。礦物是單一的固體物質,不能通過物理方法分離成更簡單的化合物。岩石通常是礦物的集合體,可以通過物理方法使不同礦物彼此分離。比如,石英晶體是單一固體,是一種礦物;而石英岩是石英的集合體,是一種岩石。

(3)必須有確定的化學成分,可以由化學式表示。比如,石英的化學式為SiO2。

礦物的分類和命名

目前人類已發現5000多種礦物(國際礦物學會最新版礦物清單列舉出5190種礦物),每年發現新礦物五、六十種。礦物中以硅酸鹽類礦物為最多,約佔礦物總量的50%。其中,最常見的礦物有二、三十種。例如,正長石、斜長石、黑雲母、白雲母、石膏、黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等。我國查明的礦物約2000種,其中包括在我國發現的100多種新礦物。

礦物的分類和命名

礦物的命名

礦物名稱的使用可追溯到公元前3世紀。古希臘哲學家西奧弗拉斯特的《石頭論》和我國先秦古籍《山海經》中最早記載了十餘種礦物名稱。明代李時珍的《本草綱目》中記載了百餘種礦物名稱。據統計,西方古文獻中記載了超過15000個礦物名稱,其中只有約2000個是有效的礦物名稱。

礦物的分類和命名

礦物的名稱可以分為英文名、中文名和俗稱。英文名稱是礦物名稱的唯一根據,一般由礦物的發現者命名,再由國際礦物學協會審定。礦物的命名依據包括人物名稱、地理名稱、礦物化學成分或物理性質特徵等基本原則。有關統計表明,45%的礦物以人物名稱命名,23%的礦物以地理名稱命名,14%的礦物以化學成分特徵命名,8%的礦物以物理性質特徵命名。以人物名稱和地理名稱命名礦物是一種非常普遍的做法。這些礦物名稱的詞源學含義是瞭解礦物學歷史和地理的極為有趣的“窗口”。

礦物的分類和命名

礦物的中文譯名,除了歷史原因形成的以外,目前的譯名規則可以歸納如下。(1)以人物姓名或地理名稱為定名原則的,按音譯方法。例如,Lishizhenite(李時珍石)是以中國古代醫學家李時珍的姓名命名的,Huanghoite(黃河礦)是以我國第二大河黃河命名的。(2)以礦物物理性質和化學成分定名的,按其含義翻譯。例如,Chromite(鉻鐵礦)是以主要化學成分“鉻”命名的。(3)沿用中文名稱中的詞尾,如石、礦、華、礬、閃石、長石、雲母等。非金屬礦物用某某石命名,如電氣石;金屬礦物用某某礦命名,如黃銅礦;有的硫酸鹽礦物用某某礬來命名,如黃鉀鐵礬。

礦物的分類和命名

有些礦物還有許多俗稱或其他譯名。例如,電氣石俗稱碧璽。傳說碧璽特別受慈禧太后的喜愛,因與“辟邪”諧音而得其名。黃玉的另一譯名是託帕石。現在市場上常見的舒俱來石(Sugilite),其學名為杉石,是以日本岩石學家杉健一的姓名命名的。

礦物的分類和命名

礦物學文獻中有許多礦物分類方案,其中最常用的有兩個方案——達納(Dana)礦物分類方案和斯特倫茨(Strunz)礦物分類方案。

以達納礦物分類方案為例,根據主要陰離子、陰離子團或缺失陰離子,將礦物分為九個礦物類(Mineral class):

(1)自然元素

(2)硫化物和硫鹽

(3)氧化物和氫氧化物

(4)鹵化物

(5)碳酸鹽、硝酸鹽和硼酸鹽

(6)硫酸鹽、鉻酸鹽和硒酸鹽

(7)磷酸鹽、砷酸鹽和釩酸鹽

(8)硅酸鹽

(9)有機化合物

其中,硅酸鹽類根據其陰離子團特徵,可分為孤島狀、雙島狀、環狀、鏈狀(單鏈和雙鏈)、層狀和架狀六個亞類。硅氧四面體是硅酸鹽晶體結構中的基本構造單元,它由位於中心的一個硅原子與圍繞它的四個氧原子構成。在晶體結構中,各個硅氧四面體可以各自孤立存在,也可以通過共用四面體角頂上的一個、兩個、三個乃至全部四個氧原子,相互連接而形成多種不同形式的陰離子團,從而形成不同結構類型的硅酸鹽晶體。

礦物類和亞類中,有的可細分為

礦物家族(Mineral family)

礦物超族(Mineral supergroup)

礦物族(Mineral group)

礦物亞族(Mineral subgroup)

礦物系列(Mineral series)

礦物的分類和命名

其中礦物族是最常見的類別。礦物族是由兩個或兩個以上的礦物種組成,具有相同或基本相同的結構,並由相似的化學元素構成。

礦物種是礦物分類中的最小單元。礦物種的確定主要依據其晶體結構和化學成分。新礦物種的確定和命名必須向國際礦物學協會新礦物、礦物命名與分類委員會提出申請,獲得批准,才能生效。

礦物的成分變種是指晶體結構相同、但化學成分有較小變化的礦物。

礦物的分類和命名

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