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地壳中的宝藏(第1页)

地壳中的宝藏

大家知道,地球从表面向地心可以分为地壳、地幔和地核三部分。其中地壳是地球的最表层,是由风化的土层和坚硬的岩石组成。地壳中已发现的化学元素有92种,即元素周期表中1至92号元素。地壳中不同元素的含量差别很大,含量最高的氧与含量最低的氡差1017倍。含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地壳元素总量的84。6%。若加上含量大于1%的元素铁、钙、钠、钾、镁,总和达98%,剩余的84个元素重量的百分含量之和仅为2%。

由于技术水平、能源供应和经济效益的限制,我们还不能从一般岩石中提取人类所需的元素。如果从陆地岩石中提取1吨铁需要处理20吨岩石,提取1吨铬、镍、铜或锌各需1万~2万吨岩石,而提取1吨金则需2。85亿吨岩石,这是无论如何也难以做到的。幸而,由于地球内部的岩浆活动与地表风化过程等内外力的作用,一些元素相对地集中于某些矿物或岩石中,形成各类矿床,使开采与提炼这些元素在技术上与经济上成为可能。

截止到1998年底,全世界已发现且命名的矿物有3800多种。这些矿物原料和矿物材料是极为重要的一类天然资源,广泛应用于工农业及科学技术的各个部门。

地球科学的学者们最早能辨认的矿物之一就是铁和硫矿物,又叫二硫化铁或黄铁矿。这是世界上最普通的矿石,常被人称为“愚弄人的金子”,因为其外表很像黄澄澄的金子。这个别名的来源可追溯到加利福尼亚淘金热时期。当时有40多名矿工,他们大多数是流浪汉、犯过罪的人或者是一些什么都不会干的人,他们根本不知矿山里的金子什么样,怎么形成的。这些探矿的人碰到了黄铁矿就认为要发财了。他们欣喜若狂地冲进城里提出矿产要求,遇见人就请人喝酒以示庆祝。当矿物化验返回来时,原来这些愚弄人的金子是很普通的黄铁矿,一吨也仅值一美元。城里很多人即使知道这些金子是骗人的矿石,他们还是借机白喝了他们的酒。

长期以来,人们根据物理性质来识别矿物。如颜色、光泽、硬度等都是矿物肉眼鉴定的重要标志。一般说来,矿物颜色稳定,千年不变色。如绿色的孔雀石,褐红色的赤铁矿等都可作为天然颜料。那么矿物的颜色是怎样形成的呢?矿物的颜色是矿物对白光中不同波长的光波吸收的结果。如果是对各种波长的光波普遍而均匀地吸收,则随吸收程度不同而呈现黑、灰、白等色。如对各种波长的光波有选择性的吸收,则呈现各种较鲜艳的颜色。对于透明矿物来说,所有透过光波的颜色就是该矿物的颜色,如自然硫,是透明矿物,可以认为由于它较多地吸收了透射光中的紫、蓝、绿、橙、红色光波而透过较多的黄色光波而成黄色;对于不透明矿物来说,它的颜色主要决定于其表面反射光波的颜色,如黄铁矿表面反射出来的是以黄光为主,所以呈现黄色;白色方解石、自然银等分别表现为对透射光波、反射光波普遍而均匀的吸收、反射而呈现出白色。

矿物的命名有以下几种方式:以化学成分命名,如自然金、硼砂;以物理性质命名,如电气石以其具有焦电性而得名,雄黄以其颜色呈橘黄色而得名;以形态命名,如石榴子石以其形态似石榴子的颗粒而得名;结合两种特点命名,如闪锌矿以其光泽闪闪发亮,而成分以锌为主而得名;以地名命名,如包头矿,是1960年在内蒙古包头发现的一种硅酸盐矿物;以人名命名,如章氏硼镁石是为纪念我国地质学家章鸿钊先生而命名。

我国习惯上把具金属或半金属光泽的、或可以从中提炼某种金属的矿物,称为某某“矿”,如方铅矿、黄铜矿;把具玻璃或金刚光泽的矿物称为某某“石”,如方解石、孔雀石;把硫酸盐矿物常称为某“矾”,如胆矾、铅矾;把玉石类矿物常称为某“玉”,如硬玉、软玉;把地表松散矿物常称为某“华”,如砷华、镍华、钨华。

矿物资源是地球赐予人类的宝贵财富。进入现代社会,人们的生产和生活都离不开矿物,但矿物属于非可再生资源,而且基本上都产自地壳,其储量是有限的。所以人类应该科学、合理地开发利用和保护矿产资源,使它发挥出更大的作用。

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