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什么是矿物?

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-2-1 09:26
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2020-12-12 13:04:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    品质源于技术 服务源于态度
    这是阿什卡微信公众号第829篇原创文章
    首发于2020年12月7日




    先看一个简单的问题:石油算不算矿物?


    你一秒就有了自己答案,先憋在心里,我们来看看矿物的定义再说:


    01.jpg


    看完定义,一种不祥的预感袭上心头。


    02.jpg


    逐条对照加入矿籍的条件,发现能源三巨头不仅不够格当矿物,而且简直就是矿物的对立面。


    03.jpg


    三巨头被开除了矿籍,其他能源呢?


    风能、水电、太阳能、生物能这些能源的未来之星,离矿物就更远。算来算去,能源资源中,只剩核能原料铀矿算得上矿物了。如果有一天,可控核聚变实现了商业化,能源资源离矿物就更远了。


    瞧,人类须臾不可或缺的能源资源,居然绝大多数算不上矿物。


    那么,矿物的入籍要求是不是很高呢?


    04.jpg


    其实也没那么高。我们逐条分析一下入籍政策:


    第一条很好理解,自然生成。是指自然地质过程出品,人工合成的不算,对,纯手工的也不行。


    第二条,有序的晶体结构。晶体本身的定义就是“粒子按一定规则有序排列的结构”。所以这句话是在反复强调“有序”。


    05.jpg


    很多晶体有序而又精致,当然也有规模宏大的:


    06-石膏副本.jpg


    晶体貌似很好鉴别是吧?其实不然。


    06.jpg


    比如火山玻璃,黑曜石,看上去亮晶晶的,但它不是晶体——原子结构是无序的,所以它不是矿物。

    07.jpg

    而再纯的金属矿物,多数情况下看上去也不怎么规则。但金属单质都是晶体,多数合金也是晶体。

    晶体结构的“有序”,主要体现在原子、分子这些微观粒子的排列上,条件好的情况下,原子排列的规则性,会体现在宏观外形上。但多数情况下,条件不具备,宏观外形也就不规则。

    实际上,除了普通玻璃、松香、石蜡等这些奇葩以外,自然界绝大多数的固态物质都是晶体。所以,晶体不可貌相,矿物不可斗量。

    第三、四条,有明确化学成分、可适度变化的。意思是化学组成清楚,即使有变化,也很明确。我们分开说:

    化学组成清楚的意思是,可以用化学式表达,比如石英就是SiO2(二氧化硅)。

    矿物成分允许在适度范围内变化,因为,有些元素很鸡贼,可以在不改变矿物结构的情况下,替换矿物中的某些元素。

    08.jpg

    比如钨铁矿晶体中的二价铁,就可以被二价锰替代,变成钨锰矿。这种骚操作产生的现象叫“类质同象”,产生的混合晶体叫“类质同象混晶”。

    09.jpg

    第五条,无机。这是个相对概念。除了有机物,其他所有物质都是“无机物”。

    早期发现的有机物,都是来自生物体。所以,有机物的本意是指“来自生物机体的物质”。

    10.jpg

    后来发现,不靠生物体加工,无生命的自然界也可以产生这种物质,人工合成也行,比如甲烷、氨基酸等等。

    11-有机物.gif




    虽然这仍不妨碍“有机物是生物体的物质基础”这一事实,但有机、无机的界线就不是一句话说得清楚的了。


    通常讲,有机物是指以碳、氢为主要原料,一定是含碳的化合物。但含碳的不一定是有机物。

    有机物大概有几百万种之多。不过,世界上多数物质都是无机物。

    首先,所有元素的单质,都是无机物。

    其次,不含碳的化合物,都是无机物。

    再次,含碳的化合物中,碳的氧化物和硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、碳硼烷、羰基金属、不含M-C键的金属有机配体配合物、部分金属有机化合物(含M-C键的物质)等等这些,也属于无机物。

    12.jpg



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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2020-12-12 13:06:17 | 显示全部楼层



    第六条最好理解,固体。简单讲就是指形状和体积比较固定的宏观物体。

    13-1.jpg

    矿物的六个入籍条件看似苛刻,其实蛮宽松。

    地球上,除了那层薄薄的大气、更薄的水圈,以及微不足道的生物圈,以及少得可怜的非晶体,其余绝大部分物质,貌似都是矿物——是块石头就是矿物。

    13.jpg

    那么,为啥不直接管岩石叫矿物呢?

    因为岩石和矿物还是有区别的。岩石是矿物、非矿物固体的集合体。矿物的集合体难道就不是矿物吗?毕竟非矿物固体占比很少。

    集合体当然不能算矿物。比如盐、花椒、八角、酱油、蚝油、醋、糖、料酒、大酱、孜然……每一样都叫调料,但如果把它们随机混合在一起,就不能叫调料了,八成是废料。如果再掺点不是调料的不明物体……

    所以,虽然主要是矿物组成了岩石,但岩石不能叫矿物。

    14.jpg

    那么,话又说回来,我们把开采化石能源的区域,统称为矿区,把油气藏叫矿藏,以及油矿、煤矿这些叫法,都错了吗?

    当然没错。

    因为这里的“矿”字,指的是“矿产”。

    所谓矿产,泛指一切埋藏在地下,或分布于地表的,可供人类利用的天然矿物或岩石资源,包括金属、非金属、可燃有机物等。

    15-1.jpg

    -END-


    15.jpg


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