基督教復臨安息日會青年榮譽解答手冊/自然/岩石與礦物
| 岩石與礦物 | ||
|---|---|---|
| 自然 總會 另請參閱 岩石與礦物 - 進階 |
技能等級 2 | 
|
| 引入年份：1937 年 | ||
|
岩石與礦物榮譽是 自然保護大師獎 的一部分。 |
礦物是一種天然存在的、無機固體，具有確定的化學成分和由地質過程形成的晶體結構。岩石是 一種或多種礦物的集合體。（岩石也可能包含有機殘骸和礦物狀物質。）有些岩石主要由一種礦物組成。例如，石灰岩是一種幾乎完全由方解石礦物組成的沉積岩。其他岩石包含許多礦物，岩石中的特定礦物可能差異很大。一些礦物，如石英、雲母或長石很常見，而另一些礦物則僅在全世界一兩個地方發現。
識別岩石和礦物最好使用野外指南。以下特性對於識別非常有用
- 硬度
- 解理
- 比重
- 光澤
- 顏色
- 條痕
- 結構
- 晶體結構
這些特性在要求 4 和 5 中有詳細說明。
您將需要一些工具來測量岩石的各個方面。並非所有工具都是必需的，但您擁有的工具越多，您在識別標本時就越成功。
- 比重計
- 陶瓷磚，用於確定“劃痕”顏色
- 放大鏡
- 硬度工具包（您可以根據要求 4 中的說明，使用以下材料作為硬度工具包）
- 指甲
- 銅便士
- 刀片
- 窗玻璃
- 鋼銼
- 火成岩
- 火成岩是在熔岩冷卻凝固時形成的。
-
玄武岩 -
花崗岩 -
黑曜岩 -
輝長岩
- 沉積岩
- 沉積岩是在風或水攜帶的沉積物沉積並變成岩石時形成的。
-
白堊 -
石灰岩 -
砂岩 -
頁岩
- 變質岩
- 變質岩是在另一種岩石在高溫高壓下轉變時形成的。
-
板岩 -
大理石 -
片麻岩 -
片岩
莫氏礦物硬度表通過更硬的物質刮擦更軟的物質的能力來描述各種礦物的抗刮擦能力。它是由德國礦物學家弗里德里希·莫氏在 1812 年創建的，是材料科學中幾個硬度定義之一。
莫氏基於 10 種易於獲得的礦物創建了這個刻度。作為已知最硬的天然存在的物質，鑽石位於該刻度的頂端。材料的硬度通過在刻度上找到能夠刮擦該材料的最硬材料和/或能夠刮擦該材料的最軟材料來測量。例如，如果某種材料能被磷灰石刮擦，但不能被螢石刮擦，那麼它在莫氏硬度表上的硬度為 4.5。
莫氏硬度表是一個純粹的序數刻度。例如，剛玉（9）的硬度是黃玉（8）的兩倍，但鑽石（10）的硬度幾乎是剛玉（9）的四倍。下表顯示了與用硬度計測量的絕對硬度之間的比較。
| 硬度 | 礦物 | 絕對硬度 |
|---|---|---|
| 1 | 滑石 (Mg3Si4O10(OH)2) |
1 |
| 2 | 石膏 (CaSO4·2H2O) | 2 |
| 3 | 方解石 (CaCO3) | 9 |
| 4 | 螢石 (CaF2) | 21 |
| 5 | 磷灰石 (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) |
48 |
| 6 | 正長石 (KAlSi3O8) | 72 |
| 7 | 石英 (SiO2) | 100 |
| 8 | 黃玉 (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 |
| 9 | 剛玉 (Al2O3) | 400 |
| 10 | 鑽石 (C) | 1500 |
在莫氏硬度表上，指甲的硬度為 2.5；銅便士約為 3.5；刀片為 5.5；窗玻璃為 6.5；鋼銼為 6.5。使用這些已知硬度的普通材料可以作為一種簡單的方法來估計礦物在硬度表上的位置。
傳統上，地質學學生學習了一些記憶這個表的助記符，例如“女孩們可以調情，其他奇怪的東西也可以做”或“為了從範妮阿姨那裡得到糖果，別再嘲笑丹尼表弟”。另一個助記符是“兩個吉普賽人叫弗洛和弗雷德排隊去切割鑽石”。
下表顯示了一個修改後的表，其中包含可能介於兩個級別之間的其他物質。
資料來源：美國礦物學學會：莫氏礦物硬度表
| 硬度 | 物質或礦物 |
|---|---|
| 1 | 滑石 |
| 2 | 石膏 |
| 2.5 至 3 | 純金、銀 |
| 3 | 方解石、銅便士 |
| 4 | 螢石 |
| 4 至 4.5 | 鉑 |
| 4 至 5 | 鐵 |
| 5 | 磷灰石 |
| 6 | 正長石 |
| 6.5 | 黃鐵礦 |
| 6 至 7 | 玻璃、純二氧化矽玻璃 |
| 7 | 石英 |
| 7 至 7.5 | 石榴石 |
| 7 至 8 | 硬化鋼 |
| 8 | 黃玉 |
| 9 | 剛玉 |
| 10 | 鑽石 |
| 11.1 | 聚集的鑽石納米棒 |
以下术语在矿物学中具有特定含义，对于识别岩石或矿物标本的类型很有用。对于没有受过专业训练的人来说，岩石就是岩石。但如果理解、注意并交叉核对以下术语与各种标本的已知值，就可以进行阳性识别。
解理是晶体材料沿特定平面裂开的趋势，形成光滑的表面，有几种类型的命名。
- 基底解理：平行于晶体底面或横向轴平面的解理。这在石墨中很容易发生，使材料摸起来很滑。
- 立方解理：平行于立方体面的解理。这是食用盐晶体中观察到的立方形状的来源。
- 对角解理：平行于对角平面的解理。
- 横向解理：平行于横向平面的解理。
- 八面体、十二面体或菱面体解理：平行于八面体、十二面体或菱面体的面（分别）的解理。八面体解理常见于电子器件中使用的普通半导体。
- 棱柱解理，平行于垂直棱柱的解理。
解理在电子工业和宝石切割中具有技术重要性。虽然宝石通常通过冲击进行解理，但人造的半导体材料单晶通常以薄片形式出售，更容易解理。简单地将硅片压在柔软的表面上，用金刚石刻刀划过其边缘，通常就足以引起解理。
比重是指材料密度与水密度的比率。密度是物体质量与其体积的比率。例如，我们知道 1 cm^3 的水重 1 克。因此，水的密度为
一立方厘米的钻石重 3.52 克，因此我们可以计算出钻石的密度为
最后，我们可以计算出钻石的比重 (G)
除以 1 是件美妙的事！
这实际上归结为任何体积的钻石的重量都是相同体积水的 3.52 倍。如果你知道任何材料的比重，，你就会知道它的重量是相同体积水的 倍。
但比重有什么用？它可以帮助我们识别矿物。我们可以测量样品的比重，并将其与已知标本的比重进行比较。为此，我们需要进行两次测量：标本的重量和体积。重量很容易测量（假设你有一个可以测量克的秤或天平），但如何测量不规则形状标本的体积呢？你只需要一些水、一滴洗洁精和一个用公制单位标记的量筒（注意 1 毫升等于 1 立方厘米）。在量筒中加入一些水，直到液面达到一个方便、清晰标记的液面（例如 100 毫升）。加入一滴洗洁精以打破表面张力（你只需要一滴）。然后将标本放入水中，并记录新的液面高度。将新的液面高度减去旧的液面高度，即可得到标本的体积。现在你需要做的就是将重量（克）除以体积（毫升）。
光泽是对光与晶体、岩石或矿物表面相互作用方式的描述。例如，钻石被称为具有金刚光泽，而黄铁矿被称为具有金属光泽。
用于宝石的其他描述性术语包括玻璃光泽，如玻璃；树脂光泽，如琥珀；蜡状光泽，如玉石；油脂光泽，如滑石；珍珠光泽；和丝绢光泽。
颜色是指矿物在反射光（不透明标本）或透射光（半透明标本）下呈现的外观。换句话说，它的意思就是你所想的那样 - 肉眼看起来是什么样的。在记录标本的颜色之前，重要的是要将其清理干净。
矿物的条痕（也称为粉末颜色）是指其在未风化的表面上划过时产生的粉末的颜色。与大多数矿物的表观颜色不同，矿物的表观颜色可能会有很大差异，但细磨粉末的痕迹通常具有更一致的特征颜色，因此是矿物识别中的重要诊断工具。如果似乎没有留下条痕，则该矿物的条痕被称为白色或无色。条痕对于不透明和有色材料来说尤为重要。它对硅酸盐不太有用，大多数硅酸盐都有白色条痕，并且太硬，不容易磨成粉末。
表观颜色可能会有很大差异，因为微量杂质或宏观晶体结构遭到破坏。少量强烈吸收特定波长的杂质会从根本上改变标本反射的光的波长，从而改变表观颜色。然而，当标本被拖动以产生条痕时，它会分解成随机排列的微观晶体，微量杂质不会很大程度地影响光的吸收。
矿物被划过的那块表面叫做“条痕板”，通常由无釉瓷砖制成。如果没有条痕板，瓷碗或花瓶的底部、电保险丝的表面或釉面砖的背面也可以用。有时，可以通过将条痕与另一块条痕板的“条痕”进行比较来更容易或更准确地描述条痕。
由于留下的痕迹是由矿物被压碎成粉末造成的，因此只能用比条痕板更软的矿物（莫氏硬度约为 7）制作条痕。在这种情况下，可以将一小块矿物用锉刀或锤子粉碎，然后通常在条痕板上摩擦，以确定粉末的颜色。大多数硬度更高的矿物都会留下无用的白色条痕。
一些矿物留下的条痕与它们的自然颜色相似，例如辰砂和蓝铜矿。其他矿物留下的条痕则出人意料，例如萤石，它总是留下白色条痕，尽管它可以呈现紫色、蓝色、黄色或绿色的晶体。赤铁矿的外观为黑色，但会留下红色条痕，这解释了它的名称，它来自希腊语“haima”，意思是“血”。方铅矿的外观可能与赤铁矿相似，但很容易通过其灰色条痕与之区分。
地质学中的结构是指岩石的物理外观或特征，例如粒度、形状和排列方式，无论是肉眼观察还是显微镜观察。
晶体是一种固体，其原子、分子或离子以规则的有序排列方式排列，这种排列方式在所有三个空间维度上重复。雪花、钻石和普通盐是晶体的常见例子。
- 建筑材料
- 碎石
- 铺路石
- 将谷物研磨成面粉（磨石）
- 磨刀（磨刀石）
- 雕刻材料（大理石、花岗岩等）
- 填充材料
- 燃料（煤炭）
- 矿石（大多数金属都是从矿石中提取的）
- 磨料（金刚石粉、石榴石等）
- 激光器（蓝宝石、红宝石）
- 电子产品（半导体）
- 透镜（石英）
- 营养（你的身体需要多种矿物质）
- 牵引力（二氧化硅 - 也称为沙子）
- 货币（金、银、铜）
- 铅笔芯（石墨）
- 润滑剂（石墨）
- 药物（高岭土制成开胃散）
- 民数记 20:2-13
- 上帝命令摩西对岩石说话，为以色列人提供水，但摩西却敲打岩石。
- 撒母耳记上 17
- 大卫用石头打死了歌利亚。
- 约翰福音 11:38-44
- 耶稣命令移开盖在拉撒路坟墓上的石头。
- 马太福音 7:24-29
- 智者和愚者的比喻。
- 使徒行传 6-7
- 斯蒂芬被石头打死。
启示录 21:19,20 描述了新耶路撒冷的奠基石。
-
1. 玉石 -
2. 蓝宝石 -
3. 玛瑙（红宝石？） -
4. 碧玺（也称为祖母绿） -
5. 碧玉 -
6. 红玉（红宝石？） -
7. 橄榄石 -
8. 碧玺 -
9. 黄玉 -
10. 翠绿玉 -
11. 紫晶（绿松石？） -
12. 紫水晶（水晶？）
_15.jpg)
城墙有十二块奠基石，上面刻着十二使徒的名字。启示录中没有列出十二使徒的名字，也没有描述哪个名字刻在哪个奠基石上，或者所有名字是否都刻在所有奠基石上，因此这方面的安排留待推测。一位学者认为，犹大·伊斯加略的名字没有出现在奠基石上，而是被另一个使徒的名字所取代。
这些奠基石装饰着十二种宝石。在现代，对所有这些宝石的精确识别并不确定，因为一些古代名称可能指的是几种不同的宝石，或者可能不再指的是启示录写成时相同的宝石种类。此外，宝石的布局也存在争议。所有宝石都可能装饰每一块奠基石，无论是分层还是以其他方式混合在一起，或者每块单独的奠基石可能只装饰一种独特的宝石。
维基百科文章