高中地球科学/矿物的形成
矿物无处不在。它们被用来建造你的房子、你的电脑，甚至你牛仔裤上的纽扣。但是，矿物是从哪里来的呢？有许多类型的矿物，它们并非都以相同的方式形成。有些矿物是在地球表面盐水蒸发时形成的。另一些则来自水混合物，这些混合物渗透到你脚底下远处的岩石中。还有一些则是由非常热的熔融岩石混合物冷却形成的。
- 描述熔融岩石如何产生矿物。
- 解释矿物如何从溶液中形成。
你正在海边度假。你脱掉人字拖去游泳，因为这是夏季最热的一天。沙子太热了，你的脚都受不了，所以你不得不跑到水里。想象一下，如果沙子热到融化会怎么样。有些矿物最初就存在于这种高温的液体中。
地球内部有一些地方，那里的岩石会融化。地球内部的熔融岩石也称为熔岩，或岩浆。岩浆是一种熔融的物质混合物，温度可以超过1000°C。岩浆会向上穿过地壳，但并不总是到达地表。当岩浆喷发到地球表面时，就称为熔岩。如图3.19所示，当熔岩从火山喷发出来时，就开始冷却。矿物是在岩浆和熔岩冷却时形成的。
岩浆在上升到地球表面时会缓慢冷却。当它被困在地球内部时，可能需要数千年甚至数百万年才能变成固体。随着岩浆冷却，固体岩石形成。岩石是矿物混合物。花岗岩，如图3.20所示，是一种常见的岩石，是在岩浆冷却时形成的。花岗岩包含石英、斜长石和钾长石等矿物。花岗岩中不同颜色的斑点是不同矿物的晶体。矿物晶体很大，肉眼可见，因为岩浆冷却速度很慢，这给了晶体足够的时间生长。
随着不同的矿物从岩浆中结晶出来，岩浆混合物会随着时间的推移而发生变化。岩浆中混合着极少量的水。最后凝固的岩浆部分比最初形成岩石的岩浆含有更多水。它还包含稀有化学元素。由这种岩浆形成的矿物通常具有价值，因为它们含有浓缩的稀有化学元素。当岩浆非常缓慢地冷却时，会生长出非常大的晶体。这些矿物沉积物是制造珠宝的晶体的良好来源。例如，岩浆可以形成大型黄玉晶体。
与地球内部的岩浆相比，熔岩在地球表面冷却得更快。因此，岩石形成得很快，矿物晶体非常小。流纹岩是一种由熔岩冷却形成的岩石。它包含与花岗岩相似的矿物。然而，正如你在图3.21中看到的，矿物晶体比图3.20中所示的花岗岩中的晶体小得多。有时，熔岩冷却速度非常快，以至于晶体根本无法形成，形成一种称为黑曜石的黑色玻璃。由于黑曜石不是结晶的，因此它不是矿物。
矿物也会在矿物与水混合时形成。地球上的大多数水，比如海洋中的水，都含有矿物。矿物均匀地混合在水中，形成溶液。水中的矿物颗粒非常小，以至于当你过滤水时它们不会沉淀出来。但是，有一些方法可以使水中的矿物形成固体矿物沉积物。矿物比沙粒和细菌要小。
自来水和瓶装水中含有少量的溶解矿物。为了使矿物结晶，水需要含有大量的溶解矿物。海水和一些湖泊中的水，比如加州的莫诺湖或犹他州的大盐湖，含盐量足够高，可以使矿物以固体的形式“沉淀出来”。
当水蒸发时，它会留下固体“沉淀”的矿物，而矿物不会蒸发，如图3.22所示。水蒸发后，剩余的矿物量与水中原来相同的。
水只能溶解一定量的溶解矿物和盐。当溶解量太大，无法留在水中时，这些颗粒会聚集在一起形成矿物固体，并沉到底部。盐（岩盐）很容易从水中沉淀出来，方解石也是如此，如图3.23所示。
冷却的岩浆并不是地下矿物形成的唯一来源。当岩浆加热附近的地下水时，加热的水会穿过地表以下的裂缝流动。
热水比冷水可以溶解更多的溶解颗粒。这种热的盐溶液会与周围的岩石发生反应，并吸收更多的溶解颗粒。当它穿过岩石中的空隙流动时，会沉积固体矿物。当矿物填满岩石中的裂缝时形成的矿物沉积物称为脉。图3.24显示了白色石英脉。当矿物沉积在空隙中时，会形成大型晶体。这些特殊的岩石称为晶洞。图3.25显示了一个晶洞，它是紫水晶晶体在岩石中的空隙中生长时形成的。
- 岩浆冷却形成的矿物晶体通常比熔岩冷却形成的晶体更大。
- 矿物从地球表面和地下含盐水溶液中沉积。
- 岩浆与熔岩有什么区别？
- 花岗岩和流纹岩的两个区别是什么？
- 当水蒸发时，盐水中矿物颗粒会发生什么变化？
- 解释矿脉是如何形成的。
- 熔岩
- 到达地球表面的熔融岩石。
- 岩浆
- 地球深处的熔融岩石。
- 岩石
- 矿物的混合物。
- 大多数矿物形成时，会与其他矿物结合形成岩石。这些矿物可以如何使用？
- 同一种矿物可以通过不同的过程形成。矿物的形成方式如何影响它的使用？