礦物是地殼內(nèi)外各種巖石和礦石的組成部分，是具有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然均一體。大部分礦物是固體,也有的是液體(如自然汞、石油)或氣體(如CO2、H2S等)。
礦物學(xué)家把所有礦物分為有機礦物和無機礦物兩種：前者種類比較少,主要是碳氫化合物，如:日常燒飯用的煤炭,婦女用的妝飾品琥珀等。有機化合物礦物還有石油和地瀝青等，這些礦物原來都是有生命的動植物,由于長期地質(zhì)作用的結(jié)果，使它們失去原形，變成了無生活機能的產(chǎn)物，所以被稱為有機礦物。后者在地球上數(shù)量眾多，由于每年都有幾十至幾百種新礦物被發(fā)現(xiàn)，據(jù)統(tǒng)計，目前已有三、四千種。許多種礦物是我們?nèi)粘Ｉ铍x不開的，例如：中小學(xué)生幾乎天天都用的鉛筆，制造筆芯的石墨就是礦物的一種。我們每餐都用的食鹽也是天然石鹽礦物的一種，可以說人類時時刻刻都離不開礦物。
有機礦物的化學(xué)成分是碳氫化合物，無機礦物的化學(xué)成分比較復(fù)雜，門捷列夫周期表中的一百多個化學(xué)元素，都可以組成無機礦物。既可以是一個元素獨立存在，也可以是多個元素的組合。一個元素獨立存在的礦物較普遍，如：Fe元素可以形成自然鐵礦物，Ag元素可以形成自然銀礦物，Au元素可以形成自然金礦物等。兩個以上的元素組合可以形成幾千種礦物，最簡單的如兩個元素Si和O，可以組成SiO2，由這兩個元素組成的礦物可以是石英、柯石英和鱗石英等。Fe和O兩個元素可以組成赤磁鐵礦、赤鐵礦以及磁鐵礦等，赤鐵礦和磁鐵礦都是煉鐵的主要原料。三個元素組成的礦物就更多了，例如：Cu5FeS4 是斑銅礦、CuFeS2是黃銅礦、CoAsS是輝砷鈷礦等。我們每天都用的陶瓷器皿,其原材料是我們?nèi)粘Ｋf的粘土,它的化學(xué)成分比上述礦物的成分更為復(fù)雜,是由Al2Si2O5(OH)4組成。這種化學(xué)成分是四個礦物的名字(高嶺石、迪開石、埃洛石和珍珠石)，但它們的物理性質(zhì)不同，所以是四個獨立的礦物。
礦物是如何形成的
礦物的形成必須具備以下幾個條件：有礦物的物質(zhì)來源，有一定的空間，有一定的時間。有的礦物的形成還需要具備一定的溫度和壓力，例如水晶晶簇，首先有二氧化硅的溶液，并在巖石中占有一定的空間，在一定的時間內(nèi)，二氧化硅溶液的濃度逐漸變濃，由于在巖石空洞中具備一定的溫度和壓力，晶螢剔透的水晶晶簇就這樣形成了。
礦物通常分為原生的、次生的和表生的三類。原生礦物，是指與內(nèi)生條件下的造巖作用和成礦作用過程中，同時形成的礦物。如巖漿結(jié)晶過程中所形成的橄欖巖中的橄欖石，花崗巖中的石英、長石，熱液成礦過程中所形成的方鉛礦等。次生礦物是指在巖石和礦石形成之后，其中的礦物遭受化學(xué)變化而改造成的新礦物。如橄欖石經(jīng)熱液蝕變而形成蛇紋石，正長石經(jīng)風(fēng)化分解而形成的高嶺石，方鉛礦與含碳酸的水溶液反應(yīng)而形成的白鉛礦等。次生礦物與原生礦生在化學(xué)成分上有一定的繼承關(guān)系。表生礦物是在地表和地表附近范圍內(nèi)，由于水、大氣和生物的作用而形成的礦物。主要包括湖泊海洋中的沉積礦物，如石鹽、硅藻土等，以及原生礦物在地表條件下遭受破壞而轉(zhuǎn)變形成的部分次生礦物，如江西離子型稀土礦床中的高嶺石、多水高嶺石，鐵礦床中的褐鐵礦、針鐵礦，鉛鋅礦床中的鉛礬等礦物。
此外，還有一類獨特的礦物––重砂礦物，當(dāng)巖石和礦石遭受風(fēng)化、破壞形成了大量的碎屑物質(zhì)后，這些物質(zhì)以及那些經(jīng)搬運、分選沉積下的松散機械沉積)砂粒當(dāng)中比重較大（一般在2.9以上），機械性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的礦物即為重砂礦物。重砂礦物大都具有經(jīng)濟價值。如自然金中的砂金，因為它是一種重砂礦物，所以在采集時可以用水淘出。自然鉑、金剛石等都可以重砂礦物的形式出現(xiàn)。我國山東常林鉆石的發(fā)現(xiàn)特別偶然，它裹攜在經(jīng)風(fēng)化、破碎、搬運、分選而沉積的松散砂粒中，被一位女青年在農(nóng)田中拾到了。
鐵礦石重砂有磁鐵石、鈦鐵礦、絡(luò)鐵礦。寶石級的重砂礦物有尖晶石、剛玉、鋯石等。工業(yè)重砂礦物有金紅石、錫石、白鎢礦、黑鎢礦。稀土重砂礦有盛產(chǎn)于臺灣的獨居石等。重砂礦物組合與原生巖石的種類有關(guān)。如自然鉑、鉻鐵礦、橄欖石、磁鐵礦的組合與超基性巖有關(guān)。反過來可以用其中某一種礦物的存在尋找其他重砂礦物。
礦物的用途
對礦物的利用可以說無時無處不存在于我們的生活中。除了利用礦物的成分外，另一方面就是利用礦物的各種物理特性。
利用礦物的成分
冶金工業(yè) ：從礦物中提取有用元素，冶煉成各種工業(yè)需要的金屬。最重要的是從磁鐵礦、赤鐵礦中提取鐵；從方鉛礦中提取鉛；從黃銅礦、斑銅礦中提取銅；從鉻鐵礦中提取鉻等。我國產(chǎn)量最高的礦物為黑鎢礦，從中提取的鎢占世界第一位；我國湖南是世界著名的輝銻礦產(chǎn)地，從中提取大量的銻；內(nèi)蒙古白云鄂博的稀土礦床中用于提取鈰族稀土元素的氟碳鈰礦在世界上也屬最富。國防工業(yè)中所需的金屬如鈹是從石中提取的，鈮、鉭是從鈮鐵礦、鉭鐵礦中提取的，原子能工業(yè)中的鈉是從晶質(zhì)鈉礦中提取的。
礦物中除了主要元素外還會混入些微量元素，如閃鈉礦中常有鎘、錮、鍺混入，這些元素稱為分散元素，而這些金屬在電子工業(yè)上有重要的用途。我們也在提取主要元素時提取這些分散元素?zé)挸山饘佟?
化工原料 ：螢石可提取制成氫氟酸，黃鐵礦可制成硫酸等。
農(nóng)業(yè)：作為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的肥料，除了一些合成肥料外，鉀鹽作為鉀肥，磷灰石作為磷肥的來源。
利用礦物的物理特性
光學(xué)性質(zhì) ：最早是利用方解石、石英、螢石作為光學(xué)儀器上的棱鏡，隨后又發(fā)現(xiàn)許多礦物有特性的光學(xué)特性。
1960年發(fā)現(xiàn)寶石(剛玉)可作為激光發(fā)射材料產(chǎn)生激光的關(guān)鍵材料。硫鎘礦單晶具有特殊的光彈性可用于雷達上。彩鉬鉛礦具有聲光效應(yīng)在聲波作用下可以產(chǎn)生光的衍射。白鎢、全綠寶石有光色作用，百鎢在日光下呈白色，在紫外線下呈紫色，全綠寶石在日光下呈綠色在燈光下呈紅色，可用于激光全息記錄和存儲。閃鋅礦的單晶體用作紫外半導(dǎo)體激光材料。
電子性質(zhì)：最常見的是用銅做電線中的導(dǎo)電材料。金剛石2型是重要的半導(dǎo)體儀器。方鉛石可作為近紅外線的主要光電變換材料，主要用于衛(wèi)星探測、軍事偵察、醫(yī)用熱圖象儀器等領(lǐng)域。石英具有壓電性，多用于雷達、通訊、微處理機等方面。云母、滑石則可作為絕緣材料。
力學(xué)性質(zhì) ：主要用作研磨及切割材料，凡是礦物硬度大于摩氏7度的礦物都可利用，硬度最大的是金剛石，其次有剛玉、黃玉、石英等。
其他性質(zhì) ：由于石棉導(dǎo)熱系數(shù)低，可用作保溫材料，如石棉板等制品均可做隔熱材料。熔點高的礦物如莫來石等可作耐火材料原料。沸石、凹凸棒石、蒙脫石、坡樓石、海泡石等許多礦物有吸附性和陽離子等交換作用的礦物可以清除廢水中的有毒元素和重金屬元素，是一種過濾材料可吸附氣體、液體中的雜質(zhì)，如制造啤酒時可用于除去雜質(zhì)，是用于處理水污染的重要原料。
有些礦物還可用作中藥，如石膏有清熱作用，朱砂有安神鎮(zhèn)靜作用，硼砂有清熱消炎、解毒防腐的作用。
寶石、玉石等以其奪目的光彩、極高的價值成為人們珍愛的裝飾品。
地球礦物知多少
截止到1998年底，全世界已發(fā)現(xiàn)且命名的礦物有三千八百多種（不包括亞種），其中絕大多數(shù)是無機物。隨著礦產(chǎn)的開采和研究的深入，礦物種類將會繼續(xù)增加。目前人們所能直接觀察到的礦物基本上都產(chǎn)自地球的巖石圈中。近來礦物學(xué)的研究由低殼擴大到地幔，推測將會發(fā)現(xiàn)一些地幔礦物。對隕石和月巖中礦物的研究，發(fā)現(xiàn)隕石、月巖中的礦物種類基本和地殼中的礦物一致。
1． 從礦物的分類及礦物成分來看，礦物分成單質(zhì)和化合物兩種。單質(zhì)是由一種元素組成的礦物，如金剛石成分是碳，自然金成分是Au。化合物則是由陰陽離子組成的，根據(jù)陰離子成分不同分為若干類：
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以上各類化合物加上單質(zhì)礦物共十八類。這些礦物中硅酸鹽礦物種數(shù)最多，占整個礦物種類的24%，占地殼總重量75%，硫鹵化物最少，只有一種。
2．礦物的命名。礦物命名有以下幾種方式：
以化學(xué)成分命名 自然金、硼砂。
以物理性質(zhì)命名 電氣石以其具有焦電性而得名，雄黃以其顏色呈橘黃色而得名。
以形態(tài)命名 石榴子石以其形態(tài)似石榴子的顆粒而得名。
結(jié)合兩種特點命名 閃鋅礦以其光澤閃閃發(fā)亮，而成分以鋅為主而得名。
以地名命名 包頭礦，是1960年在內(nèi)蒙古包頭發(fā)現(xiàn)的一種硅酸鹽礦物。
以人名命名 章氏硼鎂石是為紀(jì)念我國地質(zhì)學(xué)家章鴻釗先生而命名。
怎樣去識別礦物
地球上的礦物有近4000種，而地球每年還得到隕落下的無數(shù)隕石，它們又帶來了地球上沒有的礦物。怎樣去識別這幾千種礦物呢？
我們可以從宏觀層面到微觀層面，一步一步的通過礦物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來識別它們。
首先從外表觀察識別礦物，通過礦物的光澤可以分出它們是金屬礦物，還是非金屬礦物。如果它們是金屬礦物，再看它的顏色，是黃色、黑色、褐色還是紅色。觀察完顏色后再用于掂掂它的重量，試試它的硬度，最終確認它是什么礦物。以黃鐵礦為例，因為黃鐵礦容易與其它礦物伴生，人們很容易看到它。但它具有金燦爛的光澤，常常被人們誤認為是黃金。我們通過宏觀上的觀察看到，黃鐵礦雖然是黃銅色，但表面常因氧化而呈金黃或紅黃色，硬度為3－4，比重4.1－4.3。斷口呈參差狀。性脆也無延展性，根據(jù)這些特性很容易把它與黃金區(qū)別開了。如果是非金屬礦物。首先也要觀察它的顏色，比重，斷口、光澤等，來鑒別礦物的特征，這樣能夠初步確定它是屬于那一大類。以石英（水晶）為例，它一般為無色或白色，具有玻璃光澤，硬度為7，比重為2.65，性脆，斷口一般呈貝殼狀，根據(jù)這些特征就很容易把那些魚目混珠的假石英（水晶）剔除出來。其次可根據(jù)微化反應(yīng)方法來識別礦物。有一些礦物的外觀相似，特別容易混淆，我們除了考慮它們的物理性質(zhì)之外，還要依據(jù)它們的化學(xué)成分等特點來識別。化學(xué)成分構(gòu)成的獲得可以通過簡易的微化反應(yīng)試驗，如碳酸鹽類礦物的白云石和方解石，有時不好區(qū)分它們，我們可以用稀鹽酸滴到礦物表面，表面出現(xiàn)濃密的氣泡是方解石，出現(xiàn)很少氣泡或根本不起氣泡的是白云石。
微觀識別礦物的方法很多，偏光顯微鏡下可觀察礦物的光學(xué)性質(zhì)，如干涉色，多色性、折光率大小，是那個晶系等光學(xué)特征。電子掃描顯微鏡是附有能譜的儀器，除了觀看礦物表面特征的同時，還能知道它的化學(xué)成分，因此可以初步確定礦物種類和名稱。使用電子探針能準(zhǔn)確地確定礦物的化學(xué)成分。此外，通過X射線衍射儀也能準(zhǔn)確測定礦物的結(jié)構(gòu)特征。
