地球/6f. 手标本矿物鉴定
贝多芬的第七交响曲，A 大调 的王者风范和奢华是为奥地利维也纳市精英阶层赞助人创作的音乐的胜利。它由贝多芬在 1812 年献给莫里茨·冯·弗里斯，一位富有的银行家和艺术赞助人。弗里斯的父亲创办了一家非常成功的银行，该银行依靠银币铸造而兴起。该银行铸造了一种被称为玛丽亚·特蕾西亚塔勒的银币。这种银币从 1741 年开始成为德语国家官方货币，但被世界各地采用，最后一枚银币铸造于 1962 年。它特别用于北非和中东，因为银的纯度较高，玛丽亚·特蕾西亚女皇（奥地利、匈牙利和波西米亚的统治者）的形象具有标志性意义。能够铸造银币，使莫里茨·冯·弗里斯成为他那个时代最富有的人之一。贝多芬第七交响曲的音乐体现了他的重要性，但弗里斯必须从矿山获取银，为此，他依靠了一群了解萨克森矿山从岩石中提取银的秘密的科学家。
他最宝贵和最忠诚的助手是他的首席会计，一个名叫雅各布·弗里德里希·范·德·努尔的男子。努尔直接与银矿的工人一起工作，当在矿山的矿石开采过程中发现美丽的晶体或岩石时，他会要求将它们送到他位于维也纳的奢华矿物柜中。随着时间的推移，雅各布·弗里德里希·范·德·努尔的巨型矿物、晶体和岩石收藏变得声名远扬。努尔与著名的珠宝商的孙女伊格纳兹·冯·施瓦布结婚，他们住在 查托里斯基宫，在那里，矿物和晶体收藏增长到 5000 多件。尽管它们的多样性令人惊叹，但他收藏的矿物和岩石并没有以任何系统的方式进行整理。因此，他联系了弗赖贝格矿业学院的首席教授亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳，询问他是否认识任何学生可以帮助他整理他的岩石、矿物和晶体收藏。维尔纳知道那个能帮助他的人，一个名叫弗里德里希·莫斯的年轻学生。莫斯在 1801 年刚刚加入了在德国萨克森州的矿山中工作的一组人，他很乐意接受在奥地利的工作，以帮助整理和识别富有的雅各布·弗里德里希·范·德·努尔的岩石和矿物收藏。对他来说，从一个肮脏、汗流浃背的矿山来到 1802 年维也纳的奢华之中一定很令人惊叹。他一到那里就遇到了一个主要问题，那就是在那个时代，还没有一个有组织的方法来识别岩石和矿物。
他的老师亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳将岩石分类为Urgebirge（坚硬的原始岩石）、Übergangsgebirge（过渡性岩石，如石灰岩）、Flötz（层状岩石或具有层的岩石）和Aufgeschwemmte（松散的岩石或松散的岩石，如沙子或砾石）。维尔纳认为所有岩石都是由水形成的，形成了海王星论，而其他人则认为岩石是由火（熔化的岩浆或熔岩）形成的，这被称为火成岩论。今天我们知道它们是由这两种过程形成的。当时另一位著名的科学家卡尔·林奈，他设计了动物和植物的分类系统，也尝试对岩石和矿物进行分类。他的经典著作自然系统中，岩石、晶体（矿物）和化石他认为它们像生物有机体一样在地下生长。这些过时的观点和分类从未被后来的科学家采用。莫斯到达维也纳后，他意识到他学到的岩石分类方法在区分庞大收藏中的各种晶体和矿物方面是行不通的。
矿物 今天有一个非常具体的定义，它们是天然存在的无机固体，具有确定的化学成分和有序的内部结构。换句话说，矿物可以通过离散的化学式和特定于该化学式的晶格结构来描述。矿物是岩石的构成要素。对于莫斯来说，在不进行复杂的矿物实验的情况下，这很难确定。例如，他不允许研磨无价的矿物样本以观察它们对酸的反应，从而确定岩石中含有哪些元素。当他试图完成这项任务时，到 1801 年，已知元素的数量才从大约 16 种增加到 33 种。弗里德里希·莫斯知道这些矿物包含许多这些新发现的元素，但他必须依靠自己的敏锐观察和分类来应用名称。
莫斯敏锐的观察之一是，他可以通过矿物的硬度对其进行分类。当您破坏或刮擦岩石时，您就是在破坏将固体结合在一起的化学键。离子键很弱，共价键很强，而金属键使固体具有延展性（韧性），例如纯金很容易被塑造成珠宝。硬度，以及矿物被刮擦的难易程度，可以帮助试图识别矿物的人。通过使用一组已知矿物，可以确定未知矿物的硬度等级。以下是他在 1812 年的论文中提出的莫氏硬度表，以及每个矿物的化学式和组成元素。
- 滑石 [Mg3Si4O10(OH)2]
- 石膏 [CaSO4·2H2O]
- 方解石 [CaO3]
- 萤石 [CaF2]
- 磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2]
- 正长石 [KAlSi3O8]（一种长石）
- 石英 [SiO2]
- 黄玉 [Al2SiO4(F,OH)2]
- 刚玉 [Al2O3]（红宝石宝石）
- 金刚石 [C]
这些矿物可以用来刮擦另一种矿物或晶体，看看是否会留下划痕。在进行测试时要小心，确保测试不会破坏样本的价值，同时还要观察矿物是否只是留下了痕迹，比如粉笔，而不是永久的划痕。其他物体也具有可以用来快速测试未知矿物的硬度等级。指甲的硬度为 2.5，这意味着你可以用指甲刮擦滑石和石膏。铜硬币的硬度为 3，铁钉的硬度为 4，而玻璃的硬度为 5.5。刀的硬度约为 6，而陶瓷的硬度为 6.5 到 7。石英是一种非常常见的矿物，硬度为 7，但它看起来像许多其他更软的透明矿物，比如方解石。现代地质学家可以使用采矿工具，这些工具配备了由不同硬度材料制成的尖锐针，可以用来快速测试未知矿物。硬度并不是识别矿物的唯一方法，比重也很重要。
密度是物体质量与其体积之比。如果你拿两个体积（大小）相同的物体，密度更大的那个会感觉更重。比重是物体密度与其相同体积水的密度之比。比重小于 1 表示物体会在纯水中漂浮。几乎所有矿物和岩石都不会在水中漂浮（火山浮石是罕见的例外，它具有高孔隙率，比重低至 0.5，可以在水中漂浮）。为了测量未知矿物的比重，可以将矿物样本放入装满水的量筒中，观察水位变化来确定体积。然后，将矿物样本放在天平上称重以确定质量。比重由质量除以体积确定。1 g/cm3（克每立方厘米）等于纯水的比重。矿物的比重范围很大。金的比重为 19.32 g/cm3，使其相对于体积非常重。银的比重为 10.49 g/cm3。这些元素的贵重矿石往往具有较高的比重。磁铁矿是一种氧化铁矿物，比重为 5.17 g/cm3。地表最常见的矿物石英，其比重为 2.65 g/cm3。石盐（岩盐）的比重仅为 2.16 g/cm3。碳氢化合物，即由碳和氢形成的岩石和矿物，在岩石和矿物中通常具有最低的比重，煤的比重仅为 1.29 g/cm3。比重对地球内部矿物的丰度有重大影响。维克托·戈德施密特对亲石、亲铁、亲硫和亲气元素的分类，源于这些矿物中每种元素独特的密度。含有铁、金和镍的矿物具有更高的比重，因此在地球内部的核心更常见（亲铁元素）。比重是矿物的非常重要的特征，用于确定宝石、金银首饰和矿石的价值。它可以用来判断你手中的是一颗珍贵的钻石，还是一块毫无价值的碎玻璃。
.jpg)
光泽是光波与矿物表面相互作用的方式。这种相互作用会产生可见的效果，使矿物能够被分类为不同的组别。矿物中的一项主要分类是它们是否产生金属光泽。金属矿物看起来与抛光的金属或钢具有相同或相似的光泽，包括方铅矿、黄铁矿和磁铁矿等。这种金属光泽是由晶体化学结构中存在金属键产生的。有时，金属矿物在空气中被氧氧化后会失去这种金属光泽，使其颜色变得暗淡。这种氧化是一种形式的褪色，会在容易氧化的金属键上形成。黄铁矿病是指黄铁矿通过氧化过程而褪色，这个过程让矿物收藏家感到担忧，因为它会将黄铁矿覆盖上白色暗淡的晶体。另一种常见的光泽是玻璃光泽，这种光泽存在于透明或半透明的矿物中，看起来像玻璃，并且是透明的。具有玻璃光泽的常见矿物包括石英、方解石、黄玉、绿柱石和萤石。很多时候，这些矿物会呈现出某种色调或颜色，但始终保持相当程度的半透明。非常明亮或闪闪发光的矿物，如钻石和石榴石，被称为金刚光泽，因为它们具有较高的折射率，并且在切割后可以产生闪光，使它们成为具有吸引力的宝石。具有玻璃光泽和金刚光泽的矿物都是常见的半透明宝石。非金属和非透明光泽可以描述为油脂状、珍珠状、丝绸状、蜡状、树脂状或暗淡。通常，这种光泽的分类是主观的，因此矿物的光泽被简单地描述为金属或非金属。
颜色可能是分类矿物最明显的方法。请记住，当光波照射到原子表面时，能量可以在每个原子的离散波长上将电子提升到更高的能级（这种能量的释放是在暴露于紫外线下并置于黑暗中后，电子从高能级下降到低能级时产生的荧光矿物）。在正常光线下，被矿物表面吸收的光不会产生颜色，而是被表面反射或散射的其他可见光波。这些反射回来的光波在正常光线下赋予了矿物表面颜色。如果表面吸收了所有可见光波，它将呈现黑色。如果矿物吸收红光（700-620 纳米波长），它将看起来是绿色的；如果矿物吸收橙光（620-580 纳米波长），它将看起来是蓝色的；如果矿物吸收黄光（580-560 纳米波长），它将看起来是紫色的；如果它吸收绿光（560-490 纳米波长），它将看起来是红色的；如果它吸收蓝光（490-430 纳米波长），它将看起来是橙色的；而如果它吸收紫光（430-380 纳米波长），它将看起来是黄色的。请注意，这会导致成对的颜色，即互补色 [红-绿、橙-蓝、黄-紫]。
.jpg)
通常吸收可见光谱光的元素是元素周期表中的过渡金属，如铁、钴、镍、钒、锰、铬、金、钛和铜，以及一些稀土元素。如果这些元素存在于矿物中，它们会改变矿物的颜色。有些矿物被称为自色矿物，这意味着由于其化学成分中存在关键元素，它们始终具有相同的颜色。但是，许多矿物是异色矿物，这意味着它们表现出不同的颜色，具体取决于不属于矿物化学成分的微量元素。这些微量元素可能来自杂质、其他矿物的包裹体，更罕见的是，来自原子之间的电子转移或晶格结构中的缺陷。
作为一种矿物，石英以其在自然界中表现出的多种颜色而引人注目（异色矿物）。这些颜色变化通常来自杂质或其他矿物的包裹体。紫水晶（一种石英）由于铁的杂质而呈紫色。黄水晶（另一种石英）由于 Fe3+离子的杂质而呈黄色。玫瑰石英由于钛或锰的微量元素而呈粉红色。石英也可能由于其他次生矿物的包裹体而呈现颜色，例如碧玉（一种石英，其中包裹着赤铁矿），或玛瑙（一种石英，其中包裹着各种其他矿物，例如方解石），这些杂质和包裹体导致了单一类型矿物的各种颜色。根据异色矿物的颜色进行识别是有问题的。
然而，自色矿物，即只在自然界中表现出一种颜色的矿物，可以根据颜色进行识别。自色矿物示例包括橄榄石（始终呈绿色）、石榴石（始终呈深红色到黑色）以及正长石（钾长石或 K-spar），通常呈粉红色。
矿物的条痕是指矿物在未上釉的瓷板上摩擦后显示的颜色。这种颜色来自矿物的粉末形式，这可能与手标本中的矿物颜色不同。条痕有助于区分不同的氧化铁矿物，例如磁铁矿、赤铁矿、针铁矿和褐铁矿，它们具有不同的条痕颜色。
矿物是由相互键合的单个原子的晶格结构形成的。解理和断口都描述了矿物在受到应力时这些键是如何断裂的。一些键将形成片状晶体，这些晶体会沿着平行平面分裂，而另一些键将形成具有相同键合强度的复杂晶格结构，并会在复杂断口处断裂。从技术上讲，解理是指矿物在受到应力时沿着特定平面分裂或解理，并且矿物保持与之前相同的形状或表面。例如，具有完美解理的矿物将在没有任何粗糙表面的情况下解理，形成光滑的表面。云母（包括白云母和黑云母）是具有完美解理的矿物的一个例子，因为每片都可以分开，留下光滑的表面。这是由于单个原子如何组成单个层。一些矿物没有解理，会在不规则的参差不齐的粗糙表面处断裂。一些矿物可以在完美解理和没有解理的极端之间表现出解理，例如良好的解理，其中存在光滑的表面，但残留有粗糙度，到差的解理，其中存在粗糙的表面，但沿着特定平面或表面。解理通常更多地体现在晶格的形成方式，而不是其断裂方式，因为完美解理存在于沿着这些弱键合表面解理或分裂的矿物中。断口是指矿物如何自然断裂，并描述这种断裂的性质，而解理是指矿物如何沿着平面解理或分裂。断口是指你用锤子砸矿物时发生的现象，以及它断裂的方式。一种典型的断口类型是贝壳状断口，存在于石英和其他以二氧化硅为主的矿物中。贝壳状断口是指矿物像碎玻璃一样剥落成碎片，并带有光滑的碗形裂痕。贝壳状断口使这些矿物可以用作石器工具，例如箭头、矛尖和凿子，因为这些类型的断口会产生锋利的边缘。大多数考古石器利用二氧化硅矿物，例如石英和以石英为主的岩石。断口的其他描述包括易碎、裂片状、参差不齐、不均匀或光滑。
最后一个测试通常用于鉴定矿物样品，即使用稀酸（最常见的是盐酸）来观察其是否与矿物发生反应。这在确定方解石（和其他碳酸盐矿物）时尤其重要，方解石是一种常见的矿物，它会与酸反应生成 CO2 气体，当酸滴在样品上时，会导致矿物冒泡或起泡。
目前，已经命名的矿物类型近 5000 种，但绝大多数矿物都很罕见。请记住，矿物是指任何天然存在的无机固体，具有确定的化学成分和有序的内部结构。因此，地球上可能存在大量天然存在的矿物。但是，你捡起的绝大多数岩石只包含地球上最常见的 40 种矿物。因此，与其花时间列出所有矿物的清单，不如只学习地球表面最常见的 40 种矿物（或矿物群）。通过学习如何识别这 40 种矿物，你将能够识别它们在地球上自然存在的各种岩石中，以及它们在岩石命名中的应用。
这 40 种常见矿物可以根据其化学成分分为以下几组：卤化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硫化物、氧化物、氢氧化物、自然金属和硅酸盐（这 40 种常见矿物中近一半属于硅酸盐）。
地球表面最丰富的矿物是硅酸盐，顾名思义，它们包含二氧化硅 (SiO2)。这在大陆地壳中发现的矿物中尤其如此。地壳中只有约 8% 由非硅酸盐矿物组成。硅酸盐可以细分为正硅酸盐、环状硅酸盐、片状硅酸盐、链状硅酸盐、团状硅酸盐和骨架硅酸盐，以及各种形式的二氧化硅。这些细分是基于每种矿物晶格结构中硅和氧的化学排列。硅与氧键合形成四面体分子，这些分子相互连接形成这些矿物的晶格结构。这些矿物通常包含地球地壳中的常见元素，包括钙 (Ca)、钠 (Na)、钾 (K)、铝 (Al)、镁 (Mg) 和铁 (Fe)。
| SiO4 | |
 石英 | |
 石英，变种紫水晶。 | |
| 硬度 | 7 |
|---|---|
| 比重 | 2.65 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 多种颜色（异色） |
| 条痕 | 无 |
| 解理 | 无法辨认 |
| 断口 | 贝壳状 |
| 盐酸 | 不反应 |
以四面体 (SiO4) 形态排列的纯二氧化硅就是石英矿物。石英是地球大陆表面发现的最丰富的矿物之一。石英很常见，因为它在地球表面的温度和压力下高度稳定，并且具有相对较低的熔点。石英在沉积岩中很常见，因为它的硬度和在地表上的稳定性，但也存在于许多火成岩和变质岩中。石英也用于制造玻璃和陶瓷，是重要的建筑材料之一。作为一种异色矿物，石英有多种不同的颜色和变种，但始终呈现玻璃光泽或玻璃般的品质。石英还呈现出非常典型的贝壳状断口模式，这可以在用岩石锤子敲碎或劈开的边缘观察到。由于石英非常常见，所以地球表面上你收集的大多数岩石中可能都存在石英，尤其是来自大陆内部的岩石。
| 隐晶质 SiO2 或 SiO2 nH2O | |
 玉髓 | |
| 硬度 | 6–7 |
|---|---|
| 比重 | 2.65 gm/cm3 gm/cm3 |
| 光泽 | 蜡状 |
| 颜色 | 多种颜色（异色） |
| 条痕 | 无或白色 |
| 解理 | 无法辨认 |
| 断口 | 贝壳状 |
| 盐酸 | 不反应 |
玉髓是一个非常笼统的术语，指的是含有亚微观晶体或微晶杂质的各种二氧化硅，这些杂质会为二氧化硅增添各种各样的颜色和纹理。这些颜色变化和化学变化也以许多其他名称而闻名，包括玛瑙、碧玉、蛋白石、燧石和燧石，这些都属于这种矿物类别。二氧化硅通常含有其他微量元素的杂质，这些杂质赋予其独特的颜色和蜡状光泽。蛋白石是含水的二氧化硅（含有 H2O），它通常是透明的，或者更罕见的是虹彩的。燧石通常用作由玉髓矿物组成的岩石的名称。碧玉或燧石用于含有氧化铁的玉髓，颜色较深的红色，而玛瑙是多色玉髓的一种变种。由于玉髓没有确定的化学成分，因此它是否是一种真正的矿物经常受到争议，有时也被称为类矿物。它常见于沉积岩和火成岩中，通常形成结核、脉和层，这可能是由于非常低的熔点造成的，尤其是在有水存在的情况下，这会导致它流入地球浅层内部的断层和裂缝中。
| KAlSi3O8 | |
 正长石 | |
| 硬度 | 6 |
|---|---|
| 比重 | 2.55–2.63 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽到珍珠光泽 |
| 颜色 | 异色，最常见形式为粉红色，但可以是白色和蓝绿色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完美到良好的解理 |
| 断口 | 不规则 |
| 盐酸 | 不反应 |
正长石是地球地壳中最常见的矿物，在火成岩中很常见。它是三种长石的端元之一，这三种长石根据其化学成分而被识别。正长石通常被称为钾长石（或 K-Spar）或碱性长石，因为这种矿物含有钾（在元素周期表中缩写为 K）。正长石通常作为一种粉红色的矿物存在于伟晶岩花岗岩中，但也存在于其他火成岩中。更罕见的是，它存在于沉积岩中。这是因为它不像石英那样在地球表面稳定（正长石会随着钾的溶解而风化成高岭石）。当正长石存在于沉积岩中时，如砂岩，该砂岩被称为长石砂岩。正长石在晶格结构中表现出独特的两个解理方向和一个双晶模式。这使矿物在薄片中呈现出独特的纹理，并且晶体会在其珍珠光泽表面呈现出闪闪发光的条纹。微斜长石与正长石密切相关，两者具有相同的化学式，但晶格角度略有不同。微斜长石往往呈现白色、绿色和蓝色，而另一种晶体形式是正长石，它在高温下形成，往往呈白色到灰色。正长石被认为是一种骨架硅酸盐，因为它含有钾、铝和二氧化硅。
| NaAlSi3O8 | |
 钠长石（斜长石） | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.62 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽到珍珠光泽 |
| 颜色 | 变色，最常见形式为白色到半透明 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完美到良好的解理 |
| 断口 | 不规则到不均匀 |
| 盐酸 | 不反应 |
钠长石是长石矿物类中另一个常见的端元，含有钠 (Na)。它通常与钙长石 (钙长石) 归类为更一般的长石矿物斜长石。钠长石通常以白色矿物形式存在，与正长石和钙长石具有许多相同的性质，但主要含有钠而不是钾或钙。然而，它往往会向钙长石转变，因为钠的含量被钙取代，并向正长石转变，因为钠的含量被钾取代。作为长石类中的一个端元，钠长石通常与其他长石非常相似，具有双晶晶体结构，但颜色主要为白色。
| CaAl2Si2O8 | |
 钙长石（黑色品种） | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.74–2.76 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽到珍珠光泽 |
| 颜色 | 变色，最常见形式为灰色、灰红色和白色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完美到良好的解理 |
| 断口 | 不规则到不均匀 |
| 盐酸 | 不反应 |
钙长石是长石类中的第三个端元。钙长石含有钙。由于它与钠长石具有许多相同的特征，因此通常很难将其与钠长石区分开来，并且通常与钠长石一起被称为斜长石，因为两者通常都是白色的长石矿物。与钠长石一样，钙长石也表现出双晶晶体结构，并且是白色的。
石英和长石（包括正长石、钠长石和钙长石）根据戈德施密特的分类包含亲石元素；氧、硅、铝通常与钾、钙和钠结合。所有这些元素在地球表面发现的岩石中都很常见。事实上，在地球表面发现的所有岩石中，有 63% 到 75% 会包含这些矿物。在大陆地壳中，这些矿物更为常见，尤其是石英。在地球深部内部并非如此，那里存在着截然不同的矿物。然而，由于你每天都会接触到这些常见于大陆地壳的浅层地壳岩石，因此你很可能会每天都遇到这些矿物，而且它们构成了任何岩石收藏中很大一部分的岩石。
层状硅酸盐
[edit | edit source]| K(Mg,Fe)3AlSi3O10(F,OH)2 | |
 黑云母 | |
| 硬度 | 2.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.7–3.4 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽到珍珠光泽 |
| 颜色 | 自色，黑色到深褐绿色 |
| 条痕 | 白色或灰色 |
| 解理 | 完全 |
| 断口 | 沿着平面分裂成薄片 |
| 盐酸 | 不反应 |
黑云母通常被称为黑云母，以区别于被称为白云母的银色云母。黑云母通常与长石和石英一起存在于常见的火成岩中，如花岗岩和闪长岩，但也存在于许多变质岩中，如片岩和千枚岩。作为一种自色矿物，黑云母始终呈深黑色，但在薄片中呈半透明的深褐绿色。黑云母的晶体晶格结构形成片状晶体，这些晶体完美地彼此之间劈裂成层状薄片。黑云母是最常见的层状硅酸盐。其晶体结构独特，有两层铝硅酸盐四面体夹着一个镁和铁内层，这些三层晶体结构之间又通过非常薄弱的钾层隔开，这些钾层在接近地表风化时容易溶解和弱化。这促使这些层沿着钾层薄弱层分裂。镁和铁的存在使黑云母呈现深黑色。黑云母很常见，约占地球地壳中矿物的 5%。它在沉积岩中很少见，因为它很容易风化。
| K(Al2)Si3AlO10(F,OH)2 | |
 白云母 | |
| 硬度 | 2.25 |
|---|---|
| 比重 | 2.76–3.0 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽到珍珠光泽 |
| 颜色 | 自色，银色或半透明 |
| 条痕 | 白色或灰色 |
| 解理 | 完全 |
| 断口 | 沿着平面分裂成薄片 |
| 盐酸 | 不反应 |
白云母是常见的火成岩花岗岩中的银色到透明云母。它与黑云母的颜色不同，这是因为它缺乏铁和镁，而在其晶体晶格结构中含有铝。与黑云母一样，白云母也是一种层状硅酸盐，很容易分裂或劈裂成薄片，这些薄片是透明的。在岩石中发现时，白云母通常闪耀着银色，像鱼鳞或亮片。每一层晶体通过与钾的弱键结合在一起，钾很容易风化。因此，白云母很少在沉积岩中发现。
| Al2Si2O5(OH)4 | |
 高岭石 | |
| 硬度 | 2 |
|---|---|
| 比重 | 2.16–2.68 克/厘米3 |
| 光泽 | 不透明且暗淡 |
| 颜色 | 自色，白色到暗灰色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完全 |
| 断口 | 土质和粘土状 |
| 盐酸 | 不反应 |
高岭石是一种非常软的白色矿物，类似于粘土。它是最常见的粘土矿物之一，但属于层状硅酸盐。高岭石是由长石风化形成的，钾被地下水和大气水溶解。高岭石在表面温度和压力下非常稳定，使其成为许多其他类型硅酸盐矿物风化的终产物。高岭石在风化的火成岩和沉积岩中很常见。它在外观上非常类似于粉笔，会在陶瓷板上留下强烈的白色条痕。高岭石常用于陶瓷，因为它提供了粘土状的质地。高岭石非常柔软，可以用指甲划伤。高岭石是本列表中唯一的粘土矿物，尽管还有许多其他粘土矿物，其中许多常见于许多土壤和沉积岩层中，以微小的粘土大小颗粒形式存在。
| Mg3Si4O10(OH)2 | |
 滑石 | |
| 硬度 | 1 |
|---|---|
| 比重 | 2.7–2.8 克/厘米3 |
| 光泽 | 不透明且暗淡 |
| 颜色 | 自色，白色到灰绿色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完全，劈裂成薄片 |
| 断口 | 土质和粘土状 |
| 盐酸 | 不反应 |
滑石是爽身粉（滑石粉）中的一种常见成分，因为它是一种非常柔软的白色矿物，可以轻松地以粉末形式涂抹在皮肤上，不会引起刺激。滑石是一种常见的层状矿物，可以用指甲划伤，并且很容易破碎，是许多家用产品的天然成分。滑石含有镁，与含水的二氧化硅结合在一起，很容易劈裂成薄片。它与蛇纹石（Mg3Si2O5(OH)4）的化学性质非常相似，蛇纹石是石棉的一种常见形式。蛇纹石与滑石的不同之处在于它略硬（莫氏硬度 2.5-3.0），这是由于晶体晶格结构内部的键合更强，并形成微小的二氧化硅纤维。由蛇纹石（石棉）制成的粉末如果吸入，会进入肺部并对肺组织造成损害。由于滑石和蛇纹石非常相似，因此滑石通常会受到像蛇纹石这样的更硬的石棉矿物的污染。美国一家主要的滑石粉生产商在 2018 年因滑石粉中石棉污染而支付了 47 亿美元的诉讼费用。滑石在变质岩中很常见，在那里它是由富含镁的矿物在高温高压下与水和二氧化碳发生反应形成的。滑石在弗里德里希·莫氏硬度表上的硬度为 1，是本列表中最软的矿物。
链状硅酸盐
[edit | edit source]| (Ca,Na,Fe,Mg,Zn,Mn,Li)(Mg,Fe,Cr,Al,Co,Mn,Sc,Ti,Vn)(Si,Al)2O6 | |
 辉石，普通辉石 | |
| 硬度 | 5.5–6 |
|---|---|
| 比重 | 3.2–3.6 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃状、树脂状到暗淡 |
| 颜色 | 变色，主要为深黑色，但也呈绿色 |
| 条痕 | 灰绿色，浅棕色到深棕色 |
| 解理 | 两个不同的解理方向，交角大于 90 度。 |
| 断口 | 不均匀 |
| 盐酸 | 不反应 |
辉石类矿物是一组约 22 种深色矿物，由单链硅酸盐四面体 (Si2O6) 构成，这些四面体之间穿插着金属离子。Ca、Na、Fe、Mg、Zn、Mn、Li 的离子在一个层中排列，而 Mg、Fe、Cr、Al、Co、Mn、Sc、Ti、Vn 的离子在另一个层中排列，导致该矿物类具有很大的化学变化。作为一类，所有这些矿物都呈深黑色到深绿色，尽管它们的化学式不同，但也表现出许多相似之处。普通辉石 (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6 是辉石类矿物中最常见的成员，也是下面描述的辉石类型。
辉石矿物在许多火成岩中非常常见，包括玄武岩和辉长岩，使这些类型的岩石呈现黑色。大多数辉石矿物呈深黑色，具有树脂状或玻璃状光泽，呈绿色甚至蓝色。在许多方面，该矿物类与长石相似，但颜色要深得多。硬玉，一种常见的绿色翡翠矿物，是一种类型的辉石，以其美丽的深绿色而闻名。辉石是在由洋壳组成的岩浆和熔岩中发现的常见矿物，在洋中脊和新形成的洋底地壳中很常见。
| (Na,K,Ca,Pb)(Li, Na, Mg, Fe, Mn, Ca)2(Li,Na,Mg,Fe,Mn,Zn,Co,Ni,Al,Fe,Cr,Mn,V,Ti,Zr)5 (Si,Al,Ti)8O22(OH,F,Cl,O)2 | |
.jpg) 角闪石（角闪石） | |
| 硬度 | 5–6 |
|---|---|
| 比重 | 2.9–3.4 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃状、树脂状到暗淡 |
| 颜色 | 变色，黑色，但有时不透明的绿色、绿褐色 |
| 条痕 | 无 |
| 解理 | 解理角为 56 度和 124 度 |
| 断口 | 不均匀 |
| 盐酸 | 不反应 |
与辉石一样，角闪石类也是一类复杂的链状硅酸盐矿物，它们的不同之处在于具有双链硅酸盐四面体 (Si8O22)，其中铝和钛取代了晶体晶格结构中的硅。这双链硅酸盐四面体形成一层，这些层被各种元素的离子层隔开，导致复杂的化学式。角闪石类中的大多数矿物只能用 XRD、ICP-MS 或其他工具来识别。角闪石类中分布最广的矿物是普通角闪石。普通角闪石含有钙和钠，以及镁、铁或铝的金属离子 (Ca,Na)2–3(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH,F)2。普通角闪石是下面描述的矿物类型
角闪石在颜色和特征方面与辉石非常相似。常见的角闪石矿物普通角闪石往往是闪亮的黑色，而常见的辉石矿物普通辉石是更暗淡的黑色。普通角闪石往往形成细长的矩形晶体，而普通辉石晶体往往呈块状。然而，区分辉石和角闪石可能很棘手。在火成岩中，角闪石矿物的微小晶体也类似于黑色的闪亮矿物黑云母。像普通角闪石这样的角闪石矿物往往是唯一一种闪亮的黑色不透明矿物，没有云母状解理，密度相对较低 (2.9-3.4 克/厘米3)。角闪石类矿物在玄武岩、辉长岩和闪长岩等火成岩中很常见。通常在洋壳中发现，以及靠近洋中脊或活火山的地方。该矿物在沉积岩中很少见，因为链状硅酸盐很容易风化成矿物，例如含铁针铁矿、含铝三水铝石和粘土矿物高岭石。
环状硅酸盐
[edit | edit source]| (Ca,Na,K)(Li,Mg,Fe,Mn,Zn,Al,Cr,V,Fe,Ti)3(Mg,Al,Fe,Cr,V)6 (Si,Al,B)6O18 (B,O3)3(OH,O)3(OH,F,O) | |
_1.JPG) 电气石 | |
 电气石（黑色电气石） | |
| 硬度 | 7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.1–3.2 克/厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 异色，黑色（其他类型的电气石：红色、粉色、绿色、棕色） |
| 条痕 | 无 |
| 解理 | 不明显（具有棱柱状晶体） |
| 断口 | 不均匀 |
| 盐酸 | 不反应 |
电气石族矿物在硅酸盐四面体 (Si6O18) 的环形或圆形排列中有所不同，这些环状结构与其他元素交织在一起，通常包括铁或镁。这导致许多这些矿物具有广泛的颜色和半透明外观，使电气石矿物通常成为珠宝中的宝石级石头，并且在矿物收藏中极具收藏价值。电气石与其他环状硅酸盐矿物族群的不同之处在于它含有硼元素。电气石族中最美丽的一种是锂辉石矿物，它是一种多色宝石级矿物。宝石术语“祖母绿”通常用于环状硅酸盐矿物，包括一些锂辉石矿物的品种，但祖母绿通常用于鲜绿色绿柱石矿物。电气石族中最常见的矿物是黑电气石，如下所述。
除了常见的黑色品种黑电气石外，电气石族矿物往往比较稀有。然而，这些矿物的许多品种作为宝石受到高度追捧。考虑到电气石的硬度为 7.5，这些彩色的品种可以切割成宝石用于珠宝。许多电气石矿物是多色性的，这意味着它们会根据观察的角度呈现不同的颜色。一些电气石标本的售价高达数千美元。电气石存在于火成岩和变质岩中，通常以细小的棱柱状半透明黑色晶体形式存在，这些晶体可能难以与不透明的黑色角闪石和深绿色辉石区分开来。
| Be3Al2Si6O18 | |
.jpg) 绿柱石（红色品种） | |
| 硬度 | 7–8 |
|---|---|
| 比重 | 2.9 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 异色，绿色、蓝色、黄色、无色、红色、粉色、白色 |
| 条痕 | 无 |
| 解理 | 不完美（具有棱柱状晶体） |
| 断口 | 不规则 |
| 盐酸 | 不反应 |
绿柱石是一种含有铍元素的矿物，但它也是一种与电气石类似的环状硅酸盐矿物。绿柱石的化学式很简单，铝和铍环绕着每个硅酸盐四面体环。这种排列导致晶体呈六边形，并且在弗雷德里克·莫氏硬度标度上的硬度超过 7。绿柱石是半透明的，但通常会呈现各种颜色或色调。绿色绿柱石被称为祖母绿，蓝色绿柱石被称为海蓝宝石，两者都是流行的宝石，用于珠宝，但黄色、粉色、白色和透明的颜色也被发现。区分绿柱石和更常见的石英矿物的一种方法是，它缺乏石英的经典贝壳状断口模式。绿柱石也倾向于在晶体中表现出条纹状的垂直线，并且形状更像柱状。绿柱石是一种稀有矿物，但被认为是一种有价值的宝石。绿柱石存在于深成花岗岩伟晶岩（火成岩）和一些变质岩如片岩中。
正硅酸盐被定义为硅酸盐矿物族群，其中硅酸盐四面体不共享氧原子，因此它们被其他元素隔离。它们有时被称为岛状硅酸盐。这些矿物在高压和高温下更加稳定，并且在接近地表时容易风化，因为随着时间的推移，分离单个硅酸盐四面体的离子会溶解在地下水中。因此，正硅酸盐在地幔深处更常见，存在于深埋的岩石中，这些岩石经受了高温和高压。这些矿物存在于上地幔衍生的岩石中。许多这些矿物在地表很少见，但可能构成了地球下地壳和地幔的大部分。
| Mg2SiO4 或 Fe2SiO4 | |
 橄榄石，玄武岩中常见的矿物。 | |
| 硬度 | 6.5–7 |
|---|---|
| 比重 | 3.2–4.4 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 自色，橄榄绿色 |
| 条痕 | 无 |
| 解理 | 粒状晶体 |
| 断口 | 不规则，贝壳状断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
橄榄石含有镁和铁的组合，这些组合围绕着硅酸盐四面体 (SiO4)，其中铁在地幔中更深处的矿物中更常见。橄榄石实际上是一组矿物，其中也可以含有钙和锰的离子。橄榄石也是一种称为黄绿宝石的宝石，它具有美丽的绿橄榄色。橄榄石在火成岩中最为常见，尤其是来自海洋地壳的玄武岩，例如洋中脊以及地幔上升的地方（如岛弧火山和热点（如夏威夷火山））中新形成的地壳。橄榄石是地幔和深层地壳中最常见的矿物族群（作为铁橄榄石-镁橄榄石系列）。由于地幔很厚，并且比薄地壳岩石体积更大，因此橄榄石是构成地球内部最常见的固体。在地幔深处，橄榄石的高压形式（称为布氏石）被认为是地球内部最常见的矿物，但它在地球表面不存在。橄榄石在大陆地壳中非常罕见，大陆地壳主要由石英和长石组成。然而，橄榄石在大陆下方深处的深层地幔岩石中非常常见。它也存在于洋底的年轻火成岩中，以及从月球带回来的月岩中。
| 通常 Mg3, Fe3,Ca3(Al2 (SiO4)3)，但许多其他阳离子也会取代 Mg、Fe、Ca，以及 Al，也可能含水（含有 OH）。端元石榴石 (Mg3Al2(SiO4)3)、铁铝榴石 (Fe2Al2(SiO4)3)、锰铝榴石 (Mn3Al2(SiO4)3) 和钙铝榴石 (Ca3Al2(SiO4)3) | |
 石榴石 | |
.jpg) 岩石中的一颗巨大的石榴石晶体。 | |
| 硬度 | 6.5–7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.1–4.3 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至树脂光泽 |
| 颜色 | 异色（多种颜色）主要为深红色，但其他颜色很少见。 |
| 条痕 | 白色/无 |
| 解理 | 不明显（晶体习性为菱形十二面体或立方体） |
| 断口 | 不规则，贝壳状断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
石榴石族矿物通常为深红色，由复杂的晶体晶格结构组成。镁铝榴石主要含有镁，而铁铝榴石主要含有铁，该族中的其他矿物含有钙或锰。石榴石的晶体结构显示出八面体和四面体硅酸盐的复杂框架。在立方结构中，氧原子与一个硅酸盐四面体和一个硅酸盐八面体以及两个二价十二面体位置相结合，以复杂的方式将它们连接在一起，就像拼图一样。石榴石是一种迷人的矿物，因为它在地壳和上地幔深处形成，并且这些硅酸盐四面体和八面体以复杂的晶体结构紧密地压缩在一起，这导致石榴石晶体具有典型的菱形十二面体形状（像 12 面骰子）。石榴石通常存在于金伯利岩管道和火山茎中，那里岩浆迅速上升到地表，以及在许多经受了强烈热量和压力（如片岩）的变质岩中。石榴石可以制成宝石级的石头，并且通常为深红色。
| Al2SiO4(F,OH)2 | |
 黄玉 | |
| 硬度 | 8 |
|---|---|
| 比重 | 3.49–3.57 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 异色（多种颜色）黄色、棕色、蓝色、橙色、绿色和粉红色品种。 |
| 条痕 | 白色/无 |
| 解理 | 完美，形成棱柱状晶体 |
| 断口 | 不均匀至贝壳状断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
黄玉是一种半透明的矿物，弗雷德里克·莫氏将其定义为 8 的硬度。它是一种含有铝和氟的硅酸盐矿物。在纯净状态下，它是玻璃状透明的，但通常具有轻微的色调，包括黄色、蓝色、红色和绿色。硬度为 8，它经常被制成宝石。黄玉是火成岩中相当常见的宝石，尤其是伟晶岩花岗岩（缓慢冷却的富含硅的岩浆），并且存在于犹他州的大盆地。事实上，黄玉是犹他州的州宝石。黄玉基本上是由铝原子包围的硅酸盐，具有氟和氢氧根 (OH) 阴离子，使其具有玻璃般的性质。
| ZrSiO4 | |
 一颗小小的锆石晶体 | |
| 硬度 | 7.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.6–4.7 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至金刚光泽 |
| 颜色 | 异色（多种颜色）红色、黄色、绿色、蓝色和无色。 |
| 条痕 | 白色/无 |
| 解理 | 完美，形成板状棱柱状晶体 |
| 断口 | 不均匀至贝壳状断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
锆石矿物相当罕见，因为它是由锆原子包围的硅酸盐四面体 (SiO4) 组成。锆是一种亲石元素，但与铝、镁和钙相比，它相当罕见。锆石晶体往往非常小，但在地球地壳表面相当稳定（与其他正硅酸盐不同）。锆石是许多火成岩中典型的副矿物，但由于其稳定性，它通常也会保存在沉积岩和变质岩中。锆石晶体是地球上最古老的固体之一（除了陨石材料），因为它们在表面和地球地壳深处都非常稳定。锆石很重要，因为它们可以使用铀的放射性同位素（衰变为铅）轻松测年。在沉积岩中运输和沉积的锆石被称为碎屑锆石，它们对于确定火成岩如何侵蚀以及沉积物如何在地球表面运输和沉积非常有用，因为每个颗粒都可以进行测年并追溯到其来源。锆石具有相对较高的比重。手大小的锆石矿物相当罕见，存在于火成岩中，并且往往呈红棕色。族硅酸盐
| Ca2Al2(Fe,Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH) | |
_2.JPG) 绿帘石（绿色晶体）和石英（白色透明晶体）。 | |
| 硬度 | 6–7 |
|---|---|
| 比重 | 3.3–3.6 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至树脂光泽 |
| 颜色 | 异色（多种颜色）绿色、黄绿色、黑色、褐绿色 |
| 条痕 | 灰白色 |
| 解理 | 完美，具有纤维状棱柱状晶体，带有条纹 |
| 断口 | 不均匀至扁平规则 |
| 盐酸 | 不反应 |
绿帘石是一种硅酸盐矿物，其中一些硅氧四面体通过共享氧原子连接在一起，形成一个 Si2O7 分子，在这个分子中，一个硅原子被 4 个氧原子包围，其中一个氧原子与另一个硅原子共享。这形成了独特的二硅分子 Si2O7。绿帘石通常呈深绿色，具有纤维状或棱柱状晶体。它存在于许多变质岩中，例如片岩和热液火成岩。绿帘石也存在于大理石中，大理石是由石灰石变质而成的，赋予岩石浅绿色色调。
| Al2SiO5 | |
 蓝晶石，蓝色 | |
| 硬度 | 4.5–7 |
|---|---|
| 比重 | 3.53–3.65 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至不透明白色 |
| 颜色 | 异色性（多种颜色），主要为浅蓝色至白色，也可能出现其他颜色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理至不完全解理 |
| 断口 | 裂片状 |
| 盐酸 | 不反应 |
蓝晶石是一种纤维状的蓝色矿物，由铝与硅链结合而成，形成细长柱状晶体。它是变质岩中常见的矿物，典型颜色为蓝色至白色。蓝晶石对研究变质岩的地质学家很重要，因为它是在高压和低温下形成的。蓝晶石与红柱石和硅线石（另外两种由 Al₂SiO₅ 组成的矿物）的比例可以用来确定岩石在地下经历的压力和温度历史。蓝晶石也可以在一些沉积岩中找到，但容易风化。
| Fe2Al9O6(SiO4)4(O,OH)2 | |
 黝帘石 | |
| 硬度 | 7–7.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.74–3.83 gm/cm3 |
| 光泽 | 不透明玻璃光泽至树脂光泽 |
| 颜色 | 异色性（多种颜色），主要为深棕色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 明显，呈十字形双晶习性 |
| 断口 | 次贝壳状断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
黝帘石具有非常典型的双晶十字形晶体，只存在于变质岩中。黝帘石是一种相当稀有的岩石，存在于变质岩中特定的压力-温度区域，例如片岩和片麻岩。黝帘石独特的十字形和棕色色调使其易于识别，即使是在岩石中以小晶体形式出现时也是如此。
氧化物
[edit | edit source]氧化物是含有氧的矿物，氧阴离子 (O2−) 与另一种元素键合。由于硅、硫、磷和碳与氧键合，因此从技术上讲它们是氧化物，但是，在矿物学中，它们被归类为单独的矿物组（硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐和碳酸盐），因此矿物氧化物是指那些含有氧但缺乏这些常见元素的矿物。事实上，冰 (H2O) 是一种属于这种分类的矿物，因为它含有与氢键合的氧。氧化物缺乏硅，而硅存在于所有硅酸盐矿物中。然而，许多氧化物是非常常见的矿物，存在于变质岩、火成岩和沉积岩中。它们还包括重要的铁、铜和铀矿石。
| Al2O3 | |
 刚玉 | |
 切割的红宝石宝石也是刚玉。 | |
| 硬度 | 9 |
|---|---|
| 比重 | 3.95–4.10 gm/cm3 |
| 光泽 | 金刚光泽至玻璃光泽 |
| 颜色 | 异色性（多种颜色），透明无色、灰色、棕色、紫色、红色、橙色、蓝色、绿色 |
| 条痕 | 无/白色 |
| 解理 | 双锥晶体，棱柱状，但无解理。 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
弗里德里希·莫斯根据刚玉定义了他的第 9 级硬度。刚玉是一种非常硬的矿物，比最硬的矿物——金刚石更常见，但也以其鲜艳的彩色宝石而闻名。红宝石和蓝宝石是刚玉宝石的术语，它们都很硬，但都是透明的彩色宝石。红宝石是红色的刚玉宝石，而蓝宝石是蓝色的刚玉宝石。大多数刚玉实际上是暗淡的绿紫色灰色，相当不透明。这些颜色变化来自铝氧化物晶格中的杂质。刚玉不含硅，而是由铝原子围绕着氧原子，以密集的晶格结构排列。其密度大于大多数透明矿物，比重约为 4 gm/cm3，感觉比相同体积的玻璃或石英更重。要使刚玉在自然界中形成，岩石必须含有非常少量的二氧化硅。通常，这要么是在缺乏二氧化硅的变质岩中，例如大理石，要么是在超镁铁质贫硅火成岩中。刚玉的硬度为 9，也以小碎屑颗粒的形式存在于一些沉积岩中，例如砂岩。刚玉是一种相当稀有的矿物，但由于其硬度而很重要，并且经常被包含在用于矿物识别的莫氏硬度计中。与刚玉类似的合成氧化铝正被用于开发防弹玻璃，因为它们是透明的，但很难打破。
| MgAl2O4 | |
 尖晶石 | |
| 硬度 | 7.5–8.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.58–3.61 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 异色性（多种颜色），通常为有光泽的黑色，或深红色或紫色。 |
| 条痕 | 无/白色 |
| 解理 | 八面体晶体，无解理 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
尖晶石是一种氧化铝，但含有镁，赋予晶体更深的颜色，通常为黑色，但当晶格结构中含有铁杂质时，可能会呈深紫色。尖晶石通常在与刚玉相同的地方被发现，在变质岩中，但也在超镁铁质贫硅火成岩中。尖晶石可能在地幔的下层更常见，那里二氧化硅含量较低，氧与镁、铝和铁键合。它是地幔中橄榄岩火成岩和深层上升的火山岩（如金伯利岩管）中常见的矿物。有时被切割成宝石。
| Fe3O4 | |
 磁铁矿 | |
| 硬度 | 5.5–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 5.17–5.18 gm/cm3 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 颜色 | 自色性黑色 |
| 条痕 | 黑色 |
| 解理 | 八面体晶体，不明显的解理，到非常好的解理 |
| 断口 | 不平坦断口至脆性断口 |
| 盐酸 | 在酸中缓慢溶解。 |
磁铁矿是一种非常重的矿物，密度超过 5 gm/cm3。它也是磁性的，因为它含有大量的铁原子，铁原子与氧原子的比例为 3:4（铁含量为 43%）。由于它既重又磁性，因此很容易识别。磁铁矿是一种常见的矿物，存在于火成岩、变质岩和沉积岩中。淘金者将松散沙子中的磁铁矿颗粒称为黑沙，它们是高密度磁铁矿的重颗粒，在淘金时被发现。通常，这些黑沙可以通过磁铁从淘金盘中去除。磁铁矿也可以在泥土和土壤中被发现，方法是将磁铁穿过松散的泥土，磁铁会吸引矿物。铁和氧在地球内部和下地幔中都相当常见。在地球表面，许多大型磁铁矿标本是在贫硅火成岩和变质岩中发现的。磁铁矿是重要的铁矿石，在地球表面的最古老变质岩中含量最丰富，例如美国密歇根州和威斯康星州锈带中的那些变质岩。磁铁矿在地球形成初期可能更为常见，但由于铁是一种亲铁元素，它通过岩石循环的长过程沉入了地球的地幔深处。
| Fe2O3 | |
 赤铁矿 | |
| 硬度 | 5.5–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 5.26 gm/cm3 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 颜色 | 自色性银色/黑色不透明 |
| 条痕 | 红色 |
| 解理 | 颗粒状、纤维状或片状晶体，无解理。 |
| 断口 | 不平坦断口至脆性断口 |
| 盐酸 | 在酸中缓慢溶解。 |
赤铁矿的意思是血石，因为赤铁矿在白色瓷器划痕板上划过时会留下深红色的划痕，这与相似的矿物磁铁矿不同，磁铁矿会留下黑色划痕。这种红色是由于赤铁矿的氧比例更高。对于每 2 个铁原子，赤铁矿有 3 个氧原子（铁含量为 40%）。这仍然是大量的铁，赤铁矿可能因此而具有磁性，并且仍然具有非常高的密度，超过 5 gm/cm3。赤铁矿在沉积岩中比磁铁矿更常见，这主要是因为它是在地下由还原铁的微生物沉积的。赤铁矿也可以在沉积岩中形成胶结物，将颗粒或碎屑粘合在一起。赤铁矿在条带状铁建造中也很常见，条带状铁建造是当地球海洋中缺乏大量氧气时沉积的古老沉积岩。它也是热液矿床中常见的矿物，来自铁矿物在高温、有水存在的情况下氧化（生锈）。
| FeO(OH) / FeO(OH)·nH2O | |
 褐铁矿 | |
| 硬度 | 5–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 3.3–4.3 gm/cm3 |
| 光泽 | 暗淡 |
| 颜色 | 自色性暗棕色。黑色，带有黄色至红色色调。不透明 |
| 条痕 | 黄棕色（赭石） |
| 解理 | 乳头状、泡沫状、结壳或放射状，具有完全解理 |
| 断口 | 不平坦断口至脆性断口 |
| 盐酸 | 在酸中缓慢溶解。 |
针铁矿是一种氢氧化物矿物，铁与氧和氢氧根 (OH-) 键合，褐铁矿是水合的，含有一个水分子 (H2O)。这两种矿物实际上都是铁锈的一种形式，倾向于存在于富含铁的通气良好的沉积岩中，以及其他氧化铁矿物的风化产物中。褐铁矿颜色更黄，是绘画中土黄色（黄赭石）的来源，而赤铁矿则是更鲜艳的土红色（印度红）。这可以用白色陶瓷瓷器上的划痕试验来揭示。针铁矿倾向于形成这些球状黑色晶体，但在施加到划痕板上时会产生浅色。针铁矿存在于热液矿床中，也存在于沉积岩中，因为一些还原铁的细菌在地下产生这种矿物。针铁矿和褐铁矿赋予许多沉积岩红色，包括犹他州摩押周围的许多砂岩，以及整个犹他州的红色岩石峡谷。针铁矿和褐铁矿倾向于在通气良好的土壤中形成，这些土壤经历了潮湿和干燥的季节，这些土壤通常会随着时间的推移在红色沉积岩中形成。
这些氧化铁（赤铁矿、针铁矿和褐铁矿）中的许多在地球上更常见，因为没有板块构造，铁没有被拉入火星地幔，导致今天在火星表面发现的岩石和风化层的明显红色。
硫化物
[edit | edit source]硫化物是含有硫但不含氧的矿物。它们很稀有，但非常重要，因为它们表明这些矿物形成时该地区是缺氧的（缺乏氧气）。硫是戈德施密特分类中的亲铜元素，因此它往往存在于与一组元素相关的许多矿石中，这些元素包括金、汞、铜、银、锡、锌和铅等等。因此，硫化物通常与这些类型的矿山有关。由于这些矿物通常在金矿中被发现，因此淘金者用一些色彩鲜艳的名字来称呼它们，例如愚人金和孔雀矿石。
| CuFeS2 | |
 黄铜矿 | |
| 硬度 | 3.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.1–4.3 gm/cm3 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 颜色 | 黄铜黄色，可能带有虹彩的紫色锖光。 |
| 条痕 | 绿黑色绿黑色 |
| 解理 | 不明显的解理，呈四面体或块状晶体生长 |
| 断口 | 不规则或不平坦 |
| 盐酸 | 不反应 |
黄铜矿由铜、铁和硫组成，常被称为孔雀矿，因为其经常呈现出彩虹般的金属色泽。黄铜矿是重要的铜矿石，但在地球上比较稀有。当矿石与二氧化硅（沙粒）在极高温度下熔炼时，可以提取青铜，青铜是一种铜合金。青铜时代（公元前 5300 年至公元前 3200 年）是人类首次学会从黄铜矿中提取铜并制造青铜金属工具和首饰的时期。这可以在非常热的炉子里完成，但温度低于今天使用的许多铁合金。黄铜矿是一种重要的贸易矿石，因为其富含铜。黄铜矿存在于古老的火成岩中，特别是在受热液活动影响的地区。黄铜矿也存在于太古代变质火成岩地区，被称为绿岩带，是大陆地壳最古老的来源之一。
| FeS2 | |
 黄铁矿 | |
 黄铁矿 | |
| 硬度 | 6–6.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.95–5.10 gm/cm3 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 颜色 | 黄铜色，金黄色。 |
| 条痕 | 绿黑色 |
| 解理 | 不明显的解理，有解理面，呈立方晶体生长 |
| 断口 | 不均匀 |
| 盐酸 | 不反应 |
黄铁矿也称为愚人金，因为它呈现出黄铜色的金色，但缺乏真金的高密度和更亮的金色。黄铁矿是铁与硫的结合物。黄铁矿在热液矿床中含量丰富，并且经常在变质岩和火成岩中的金矿中发现。黄铁矿也存在于海洋沉积岩中，沉积在深层缺氧（缺乏氧气）的海水中。黄铁矿在氧气和水分存在的情况下会变成金白色。这被称为黄铁矿病，因为它会破坏收藏中的矿物标本。黄铁矿是地球表面一种相当常见的硫化物矿物，存在于热液火成岩中的脉体中。黄铁矿从矿山尾矿中风化会导致硫酸根离子（SO42-），在水溶液中与水结合形成硫酸（H2SO4）。许多富含黄铁矿的旧矿山会导致流域内高度污染的酸性水，这会导致下游的鱼类和其他生物死亡。
| PbS | |
 方铅矿 | |
| 硬度 | 2.5–2.75 |
|---|---|
| 比重 | 7.2–7.6 gm/cm3 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 颜色 | 铅灰色至银色 |
| 条痕 | 铅灰色 |
| 解理 | 完美的立方解理，也是八面体。 |
| 断口 | 亚贝壳状 |
| 盐酸 | 不反应 |
方铅矿是一种铅矿石，含有硫和铅（Pb）。它也是重要的银矿石，因为银（Ag）可以与硫结合形成辉银矿/黝铜矿（Ag2S），这种矿物经常在热液脉体或矿山中与方铅矿一起发现。方铅矿历史上一直开采用于铅，铅可以通过在炉中加热矿石轻松冶炼出来。方铅矿在热液火成岩或热液蚀变的沉积岩（如石灰岩）中相当常见。在科罗拉多州的利德维尔，方铅矿存在于孔隙空间、断层和脉体中，热液水流经这些沉积岩，留下了丰富的方铅矿和其他硫化物矿物脉体。方铅矿的密度很高，略高于 7 gm/cm3。这使得矿物手标本与其他矿物相比非常重。它还具有经典的银色金属光泽和立方晶体习性。接触方铅矿后，最好洗手，因为矿物中含有铅，如果摄入会中毒。
硫酸盐
[edit | edit source]硫酸盐矿物在其晶格结构中都含有硫酸根离子 SO42−。这些矿物通常存在于蒸发岩沉积岩中，这些硫酸根离子在这些沉积岩中与阳离子结合形成硫酸盐。它们也可以在热液矿床中形成，在硫化物存在的情况下，在氧化带内形成，或者从地表附近硫化物矿物的风化作用中形成。由于硫酸盐在沉积盆地（特别是干涸的湖泊和海洋盆地）中含量丰富，因此在地球表面比硫化物更为常见。
| CaSO4·2H2O | |
 石膏 | |
| 硬度 | 2 |
|---|---|
| 比重 | 2.3 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽和蜡状光泽 |
| 颜色 | 变色，无色至白色，也可能呈现其他颜色，如粉红色至棕色。 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 块状、细长和棱柱状晶体，完美的解理 |
| 断口 | 裂片状 |
| 盐酸 | 会略微溶于酸中。 |
石膏是沉积岩中常见的矿物，沉积在干涸的湖泊和海洋盆地中。石膏是重要的建筑材料，用于石膏板，因为它具有防火和无毒的特点。作为一种软矿物，在弗里德里希·莫氏硬度计上硬度为 2，石膏可以雕刻成石雕，通常被称为雪花石膏。在沙漠中，从沉积岩中侵蚀出来的透明棱柱状石膏晶体很常见。这些晶体被称为“月石”和沙漠玫瑰。石膏是由钙阳离子与硫酸根阴离子离子键合形成的，并含有水合（H2O）成分。因此，石膏很容易溶解，并用作石膏和粉笔，并磨成粉末用于多种用途。石膏在犹他州很常见，特别是在大盆地和尤因塔盆地，这些地区古代湖泊已经干涸，留下矿物埋藏在沉积岩层中。
| CaSO4 | |
 硬石膏 | |
| 硬度 | 3.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.97 gm/cm3 |
| 光泽 | 油脂光泽至珍珠光泽 |
| 颜色 | 变色，白色、浅蓝色、粉红色至浅棕色和灰色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 板状和棱柱状晶体，具有完美的解理 |
| 断口 | 碎片状、贝壳状 |
| 盐酸 | 会略微溶于酸中。 |
硬石膏类似于石膏，但缺乏水合物（H2O），但在水存在的情况下会风化成石膏。化学上，硬石膏被称为无水硫酸钙。硬石膏是地下常见的蒸发岩矿物，在干涸的海洋和湖泊盆地中形成沉积岩中的厚层，这些盆地在埋藏过程中被加热，导致石膏脱水形成硬石膏。当埋藏时，这些硬石膏层会形成阻止地下水和碳氢化合物（如石油和天然气）流动的致密屏障。硬石膏形成厚厚的珍珠白矿物和板状晶体。硬石膏也会在地下形成盐丘和盐底辟，在水存在的情况下会导致迁移和流动。因此，这种矿物的存在对石油勘探和地下水很重要。
| BaSO4 | |
 重晶石 | |
| 硬度 | 3–3.5 |
|---|---|
| 比重 | 4.48–5 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽到珍珠光泽 |
| 颜色 | 变色，白色、黄色、棕色、蓝色至灰色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完美的解理，呈管状至纤维状晶体习性 |
| 断口 | 不规则/不平坦 |
| 盐酸 | 不会发生反应 |
重晶石是元素钡的主要矿石。纯净的重晶石无色透明，但通常含有其他矿物的杂质，使其呈现出黄棕色。重晶石存在于蒸发岩沉积岩中，但也存在于经历热液活动的石灰岩中。由于重晶石不溶解、无毒，但密度相对较高，因此经常被摄入作为X射线照射消化系统时的放射性对比剂。奇怪的是，元素钡剧毒（是灭鼠药的主要成分），但由于钡原子与硫酸根紧密结合，并且不溶于水和酸，因此无毒。重晶石与石膏矿物最相似，但密度更大，更硬。
磷酸盐
[edit | edit source]磷酸盐的特征是具有四面体磷酸根（PO43−）离子，并且不含二氧化硅。它们在自然界中相当稀有，但很重要，因为它们被开采作为肥料的来源。磷酸盐是一种生物限制性元素，它在有机细胞的生长中是必需的，也是生物体细胞中发现的 DNA 和 ATP 等有机分子的组成部分。事实上，一种磷酸盐矿物是羟基磷灰石，存在于你的骨骼和牙齿的釉质中，Ca10(PO4)6(OH)2，与氟磷灰石（Ca10(PO4)6F2）混合，其中氟可以取代 OH 离子。这些矿物都是磷灰石类矿物的一部分，这些矿物也存在于岩石中。并非所有的磷酸盐矿物都在磷灰石类矿物中，例如绿松石矿物。绿松石被认为是一种有价值的蓝绿色宝石。绿松石是一种含铜的磷酸盐矿物，使其具有珠宝商和宝石学家珍视的独特蓝绿色。
| Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2 | |
 磷灰石 | |
| 硬度 | 5 |
|---|---|
| 比重 | 3.16–3.22 gm/cm3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至树脂光泽 |
| 颜色 | 变色，半透明的深绿色-紫色、黄色-棕色和紫色（蓝色罕见）。 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 板状和棱柱状晶体，具有不明显的解理 |
| 断口 | 不均匀 |
| 盐酸 | 不会发生反应 |
磷灰石类矿物是由弗里德里希·莫氏的老师亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳命名的。磷灰石来自希腊词 apatein，在希腊语中意为“欺骗”，因为这种矿物类有时难以与其他矿物（如长石）区分。磷灰石往往呈深紫色至绿色，但已知许多其他颜色变种。弗里德里希·莫氏将磷灰石指定为其硬度计上硬度为 5 的定义矿物。磷灰石类矿物的三个主要端元是羟基磷灰石 Ca10(PO4)6OH2、氟磷灰石 Ca10(PO4)6F2 和氯磷灰石 Ca10(PO4)6Cl2，取决于化学式，大多数磷灰石标本是这三种端元的混合物。磷灰石存在于伟晶岩火成岩和热液火成岩中。它也是脊椎动物骨骼和牙齿的主要成分，以及一些鱼鳞。大多数化石骨骼往往被二氧化硅或方解石矿物取代，但存在于牙齿釉质中的致密磷灰石可以保存数百万年，在地球浅层地表非常稳定。
碳酸盐
[edit | edit source]碳酸盐是一类广泛的矿物，其特征是含有碳酸根离子 CO3-2。碳酸盐在地球表面是一种极其常见的矿物类群，这是因为在地球表面附近碳元素 (C) 的浓度很高，实际上，由于二氧化碳 (CO2，一种气体) 和水 (H2O，一种液体) 会形成碳酸 (H2CO3)，这与赋予苏打水气泡的相同化合物，碳酸盐可以被认为是碳酸的盐，然而，地球地表下发现的许多碳酸盐矿物也是生物产生的，因为碳酸盐矿物被用于生长生活在星球海洋、湖泊和河流中的许多生物的外壳和骨骼。大量的碳酸盐矿物会形成石灰石，但碳酸盐矿物也存在于几乎所有沉积在水中的沉积物和地球表面的土壤中。碳酸盐矿物也是沉积岩中“粘合”沉积物的重要矿物，作为一种成岩（造石）胶结物。一些碳酸盐矿物易溶于地下水，并以晶体的形式沉淀在沙粒或其他小型碎屑沉积物周围，将它们粘合在一起，通过称为成岩作用的过程形成坚硬的岩石。碳酸盐矿物在有机遗骸的成岩作用中也很重要，形成化石，例如古代动植物的成岩遗骸，例如恐龙。
| CaCO3 | |
 方解石 | |
 方解石 | |
| 硬度 | 3 |
|---|---|
| 比重 | 2.71 克/立方厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至树脂光泽，很少呈蜡状 |
| 颜色 | 他色性，透明至半透明，透明无色，白色，黄色，红色，棕色，很少呈蓝色，绿色，灰色。 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 具完全解理，呈菱形晶体，但常呈粒状（细小的闪亮晶体）、结核状（将晶粒结合在一起）或块状（厚厚的晶体块）。 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 对盐酸高度反应，并会释放出二氧化碳气泡 |
弗里德里希·莫斯将方解石定为其矿物硬度为 3，比常见的石英矿物（为 7）更软。方解石通常可以通过莫氏硬度比石英更软来区分，然而，当只有微小的晶体存在时，这两种矿物通常很难区分，因为这两种矿物通常都是无色透明的。地质学家通常随身携带一小瓶稀释的盐酸 (HCl)。通过将一些这种酸滴到矿物或岩石上，盐酸会与 CaCO3 分子反应并产生 CO2 气体，这将产生气泡或冒泡。这种酸性测试将很快区分出方解石和石英，即使在岩石中难以看到单个晶体时也是如此。[CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O (水) + CO2 (气体)]。需要注意的是，氧化铁矿物也会与盐酸反应，并产生气泡，但这些矿物是不透明的，颜色为黄色带红色棕色至黑色。方解石在地球表面非常常见，因为该矿物会根据水的 pH 值容易溶解和沉淀在水中。通常雨水或融雪水会溶解矿物，当地下水变得更碱性或蒸发时，它会留下方解石矿物（在土壤中，这种方解石的白色残留物称为钙质土）。方解石是通常在水龙头和管道内部形成的矿物，Ca+2 和 CO3-2 的离子在您饮用的水中很常见。方解石是石灰石中发现的主要矿物，但也可能构成砂岩中很大一部分。方解石也会在洞穴中形成石笋和钟乳石。方解石具有很强的双折射现象（双折射），它会强烈弯曲穿过方解石晶体的光波。这种强烈的双折射现象会导致通过一块透明的方解石观察到的物体看起来是双重的，或者高度偏移。由于这种光学特性，方解石尽管是透明或透明的，但不能作为玻璃的良好材料，因为您将难以看到晶体，因为它会扭曲进入的光波。在晶体学中，这种强烈的双折射使方解石易于识别，当偏振光在显微镜下穿过晶体时，可以通过晶体如何弯曲穿过方解石的光波来观察强烈的双折射现象。方解石在沉积岩中非常常见，但也可以在富含方解石沉积岩的熔体或极热的地下水通过地表下形成的热液岩浆岩中找到。在强烈的压力和热量下，方解石经常被白云石取代，钙被镁取代。白云石 (CaMg(CO3)2) 对盐酸的反应性比方解石低。
| CaCO3 | |
 文石 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 2.95 克/立方厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽至树脂光泽 |
| 颜色 | 他色性，透明至半透明，透明无色，白色，黄色，红色，棕色，很少呈蓝色，绿色，灰色。 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 不完全解理，呈柱状晶体或针状晶体生长。 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 对盐酸高度反应，并会释放出二氧化碳气泡 |
文石与方解石具有相同的化学式，但原子排列在略微不同的晶格结构中，导致不同的晶体生长方式。文石晶体呈柱状至针状。这些柱状晶体通常存在于现代贝壳中，因为在一些贝壳内看到的珍珠母般的闪亮颜色（虹彩），它也是形成珍珠的矿物。文石晶体在压力和热量下会压缩成方解石，因此文石是地球表面附近和生长外壳以保护自己的水生动物中发现的一种独特的碳酸钙 (CaCO3) 晶体形式，例如珊瑚、蜗牛、蛤蜊和海星。一些动物会用方解石生长外壳，而另一些则会生长文石，还有一些会生长这两种类型的矿物来形成它们的外壳。然而，随着埋藏，这些文石矿物将在热量和压力下转变为方解石；地质学家称之为成岩作用。文石很少在经历高压、低温的变质岩中发现，例如那些在俯冲带形成的变质岩，在这些变质岩中，富含方解石的矿物在变成大理石和蓝片岩时会变得亚稳态（这意味着很容易变得不稳定，但在很长一段时间内在地下保持稳定）作为文石晶体。
| Cu2(CO3)(OH)2 | |
 孔雀石 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.6–4 克/立方厘米3 |
| 光泽 | 金刚光泽至玻璃光泽，丝状至纤维状，最常为暗淡的土绿色 |
| 颜色 | 自色性绿色 |
| 条痕 | 浅绿色 |
| 解理 | 完全解理至中等解理，块状、板状、柱状至球状晶体 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 会与盐酸反应，并会释放出二氧化碳气泡 |
孔雀石是铜的重要矿石。孔雀石是在石灰岩层内的热液低级变质岩中铜离子与碳酸盐结合的地方。当加热的地下水穿过石灰岩空洞时，铜会取代一些钙，从而形成铜沉积物，以孔雀石的形式存在。这些铜矿床始终呈现出丰富的绿色。孔雀石是重要的颜料染料，因为它呈现出翠绿的颜色。它也经常被雕刻或抛光用于珠宝。历史上，孔雀石在犹他州尤因塔山脉和布朗斯公园地区开采铜矿，然而，犹他州今天的大部分铜产量来自盐湖城附近的宾汉峡谷矿或肯尼科特铜矿。该矿是一个巨大的黄铜矿矿床，位于岩浆火山岩中。孔雀石通常与蓝铜矿密切相关。
| Cu3(CO3)2(OH)2 | |
 蓝铜矿（蓝色）和孔雀石（绿色）。 | |
| 硬度 | 3.5–4.0 |
|---|---|
| 比重 | 3.78 克/立方厘米3 |
| 光泽 | 土状至玻璃光泽 |
| 颜色 | 自色性蓝色（蔚蓝色） |
| 条痕 | 浅蓝色 |
| 解理 | 完全解理至中等解理，块状、板状、柱状至球状晶体 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 会与盐酸反应，并会释放出二氧化碳气泡 |
蓝铜矿是一种含铜的碳酸盐矿物，其铜含量比例更高，因此呈现出独特的蓝色。作为一种蓝色矿物，蓝铜矿是重要的天然蓝色颜料染料，例如群青中发现的染料。蓝铜矿在地球表面不稳定，随着时间的推移，会在水的存在下风化成孔雀石，从蓝色变为绿色。蓝铜矿经常与孔雀石一起在变质或热液蚀变的石灰岩中发现。
卤化物
[edit | edit source]卤化物是一组重要的矿物，由卤化物元素的阴离子组成，例如氟 (F−)、氯 (Cl−)、溴 (Br−) 和碘 (I−)。这些矿物包括许多常见的盐，并且经常存在于蒸发岩沉积物中，在古代海洋蒸发后，留下了这些盐的厚层。它们通常与硫酸盐矿物有关。
| NaCl | |
 盐 | |
| 硬度 | 2.0–2.5 |
|---|---|
| 比重 | 2.17 克/立方厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 无色至白色，可以是粉红色至深灰色 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理，呈立方晶体 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
盐是食盐的矿物学名称。它在世界各地开采，用于腌制食物，并在日常烹饪中用作增味剂。盐易溶于水，分解成钠 (Na+) 和氯 (Cl-) 离子。由于这些离子以离子键结合在一起，它们在水的 H2O 存在下很容易断裂，水是一种极性分子。盐几乎完全存在于蒸发岩沉积物中，这些沉积物是古代海洋、海洋和咸水湖的残留物。盐是主要开采于大盆地的一种矿物，特别是来自盐湖城附近的盐湖盆地和大盆地西北部。
| CaF2 | |
 萤石 | |
| 硬度 | 4 |
|---|---|
| 比重 | 3.2 克/立方厘米3 |
| 光泽 | 玻璃光泽 |
| 颜色 | 他色性，但通常无色，大多数呈紫色至蓝绿色。 |
| 条痕 | 白色 |
| 解理 | 完全解理，呈八面体晶体。 |
| 断口 | 贝壳状断口至不平坦断口 |
| 盐酸 | 不反应 |
弗里德里希·莫斯将萤石定为其硬度为 4。萤石是一种相当坚硬的矿物，属于卤化物类矿物，并表现出清晰的外观。萤石在自然界中经常被染成各种颜色，最常见的是淡紫色。由于其相对柔软，萤石很少被切割成宝石，尽管矿物学标本经常被收集，因为它们形成了美丽的八面体晶体。萤石在紫外线下会表现出荧光，尽管许多碳酸盐矿物也会在紫外线下产生荧光，这是由于电子能级下降造成的。萤石通常存在于热液变质岩和岩浆岩中，通常存在于富含方铅矿的区域。萤石被开采作为氟的矿石，用于许多应用。
自然金属是一组矿物，由金、银、铜等元素组成，以金属键合的原子形式自然存在。金属是任何能导电、表现出金属光泽且具有延展性或延展性的物质。这些特性是由于自然金属中原子之间通过金属键共享电子而产生的个体键，因此这些材料是优良的导电体。自然金属很少见，因为大多数自然金属在氧气存在的情况下很容易氧化（这称为氧化）。在地表浅层，氧化铁比自然金属更常见，铁最常见的是以氧化铁的形式存在。（铁和镍的自然形式非常罕见，主要局限于陨石。）金、银和铜是自然界中常见的自然金属，这些金属是早期这些贵金属的天然来源。尽管存在于自然界中，但自然金属非常罕见，但对于这些贵金属而言是经济上重要的来源。天然的金块和金片是自然金属矿物的例子。天然硫和碳（如石墨）有时归类为自然金属矿物，因为它们是单一元素的天然纯净形式，尽管硫和碳在技术上是非金属，因为它们不包含金属键。金、银、铂和铜等元素以纯净形式自然存在的情况非常罕见，这也是这些矿物备受追捧的原因之一。自然铜比其他自然金属更常见，但仍然罕见且具有收藏价值，而且大多数铜的来源是其他含有铜的天然矿物。
| Au | |
 自然金（金块） | |
| 硬度 | 2.5–3 |
|---|---|
| 比重 | 19.3 gm/cm3 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 颜色 | 自色，总是亮金色 |
| 条痕 | 金黄色 |
| 解理 | 无，晶体生长呈片状或片状。 |
| 断口 | 延展性 |
| 盐酸 | 不反应 |
.jpg)
作为一种亲铁元素，金 (Au)在地球表面非常稀少，但在热液活动火山区可以富集。这些金矿床是在地下水中溶解的离子被加热并通过地下岩脉或断层时形成的，这使得这些原子能够在多年内逐渐积累。金几乎总是与火成岩和变质岩有关，虽然这些岩脉会侵蚀形成沉积岩中所谓的砂金矿床。砂金矿床是通过侵蚀这些富含金的岩脉而形成的金矿床，然而由于金的密度很高，金通常会积累起来，而其他矿物会被冲走并运送到下游。这些积累物可以通过淘金者淘金、挖泥和冲刷来获取。他们利用这种高密度特性在河流或溪流沉积物中寻找金。金的密度为 19.3 gm/cm3，远大于其他任何列出的矿物！金也在地下或通过剥离地表进行开采，这称为脉矿开采，母脉是侵蚀金的原始来源。金相当软，硬度略高于指甲（2.5-3），因此很容易在纯金上划痕或留下凹痕，因为它也具有延展性，易于弯曲而不会断裂。这种特性使金成为珠宝的良好材料。
弗雷德里克·莫斯在组织矿物方面的工作对人们对地球表面矿物出现和分布的理解产生了重大影响，因为它使地质学家更容易识别矿物。这 40 种矿物是自然界中真实矿物多样性的一个小型样本，可以在地球上找到。但是，了解这 40 种矿物将使您能够识别您在拾取岩石并仔细检查时可能遇到的近 99% 的矿物。您在地壳内表面最有可能发现的常见矿物是石英，尤其是在沉积岩中。随着深入地球的深度以及在海洋地壳（在俯冲带和洋中脊）内，石英的含量会减少。岩石中每种矿物的百分比对于命名不同类型的岩石将很重要。岩石名称基于构成岩石的材料类型，特别是岩石中的矿物学和结构（颗粒或晶体大小）。
| 上一页 | 当前 | 下一页 |
|---|---|---|
| e. 岩石圈和岩石类型（火成岩、变质岩和沉积岩）。 | f. 手标本矿物鉴定。 | g. 常用岩石鉴定。 |