礦物中發(fā)現(xiàn)的許多元素
我們生活的地球，其體積的約 84% 是由礦物構(gòu)成的。人類在生活中無法忽視礦物的存在。人們圍繞礦物相關(guān)的各種現(xiàn)象，鉆研、探索，取得了巨大成就。其中最突出的有：我們?cè)诘V物中發(fā)現(xiàn)了眾多元素；通過 X 射線衍射法，揭示物質(zhì)內(nèi)部原子排列規(guī)律的奧秘；通過研究礦物，解讀地球內(nèi)部的信息。本書取其一小部分，圍繞礦物，進(jìn)行圖文并茂、通俗易懂的重點(diǎn)介紹。
構(gòu)成地球的礦物之謎
地球表面大部分被海水、土壤、植物等覆蓋，即使只想搞清楚地球表層礦物的分布也并非易事。宇宙空間柔軟、密度低，人造探測(cè)器能飛到數(shù)十億千米外的天際進(jìn)行探索。而地球主要是由堅(jiān)硬且高密度的礦物構(gòu)成的，以現(xiàn)在的技術(shù)水平，僅能到達(dá)地表下10千米左右的地方，這點(diǎn)兒深度比起地殼厚度來說并不算什么。
在現(xiàn)實(shí)中，人們無法直接觀察地球內(nèi)部，只能采取一些方法間接推測(cè)地底的情況。比如，通過調(diào)查被地質(zhì)活動(dòng)帶到地表的在地球內(nèi)部形成的礦物，并在實(shí)驗(yàn)室利用高溫、高壓合成類似性質(zhì)的礦物，以判斷其存在條件；通過記錄地震波來測(cè)定地球內(nèi)部巖石的密度；等等。
礦物學(xué)還有大量謎團(tuán)有待解開，值得研究的對(duì)象數(shù)不勝數(shù)。希望讀者朋友們閱讀完本書后，能對(duì)礦物產(chǎn)生興趣，主動(dòng)去探索地球的礦物之謎。
從礦物中了解地球史
現(xiàn)在我們能找到的大部分礦物都來源于地球。地球形成之初，太陽系中的氣體和固體大規(guī)模集聚，由沖擊和放射性元素引起的熱反應(yīng)熔化了這些物質(zhì)。之后，元素在重力和化學(xué)的作用下，不斷分離、聚合，最終形成地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)。直到今天，地球內(nèi)部還在不停地發(fā)生反應(yīng)，元素的聚合、分散從未停止。一些礦物是在地球誕生之初形成的，一些礦物是后來形成的。礦物形成后可能會(huì)受環(huán)境因素影響（溫度和壓力的變化，氣體和液體的侵蝕）而被溶解，也可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他礦物，地球誕生之初形成的礦物中只有極少數(shù)留存至今。
研究礦物是人們了解地球史的重要方法。學(xué)習(xí)礦物學(xué)的一大樂趣便是研究那些記錄著地球發(fā)展史的礦物。
礦物是地球歷史的記錄者，也是推動(dòng)人類文明進(jìn)程的使者。
當(dāng)猿人從河灘上揀拾起第一塊石塊，學(xué)著打制成合適的工具，舊石器時(shí)代開始了。
當(dāng)智人學(xué)著對(duì)打制石器進(jìn)行加工、改良，發(fā)明出磨制石器，人類來到了新石器時(shí)代。
因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了自然銅，并學(xué)會(huì)了對(duì)自然銅進(jìn)行提煉，燒制出器具、武器，青銅器時(shí)代到來了。
偶然對(duì)鐵隕石進(jìn)行冶煉，掌握了煉鐵技術(shù)，人類開始大量開采砂鐵，開啟了鐵器時(shí)代。
工業(yè)時(shí)代，人類通過對(duì)礦物資源的開發(fā)利用，創(chuàng)造出更加豐富多彩的物質(zhì)文明。
隨著對(duì)稀有金屬的不斷開發(fā)，制造出晶體管、熱敏電阻等部件，我們來到了信息時(shí)代。
人類通過了解礦物、學(xué)習(xí)礦物學(xué)知識(shí)，利用礦物不斷地制造出更實(shí)用、更豐富的工具，從一個(gè)文明走向更高一級(jí)的文明。
現(xiàn)在，請(qǐng)跟隨本書一起潛入神秘又美麗的地下世界，開啟一場(chǎng)有關(guān)礦物與寶石、遠(yuǎn)古與未來的精彩冒險(xiǎn)吧！
前 言
礦物中發(fā)現(xiàn)的許多元素
我們生活的地球，其體積的約 84% 是由礦物構(gòu)成的。人類在生活中無法忽視礦物的存在。在古代，人類就已經(jīng)學(xué)會(huì)利用礦物發(fā)展生產(chǎn)力，創(chuàng)造出了許多璀璨的文明。古人對(duì)礦物的重視程度是現(xiàn)代人無法企及的。
即使在現(xiàn)代，礦物仍然是不可或缺的重要資源，人們以礦物為原材料制造工具、高科技產(chǎn)品等，用以維持和發(fā)展社會(huì)文明。除此之外，礦物還被認(rèn)為是解開太陽系行星形成之謎的關(guān)鍵。從古至今，人們圍繞礦物相關(guān)的各種現(xiàn)象，鉆研、探索，取得了巨大成就。
其中最突出的有：我們?cè)诘V物中發(fā)現(xiàn)了眾多元素；通過 X 射線衍射法，揭示物質(zhì)內(nèi)部原子排列規(guī)律的奧秘；通過研究礦物，解讀地球內(nèi)部的信息。本書取其一小部分，圍繞礦物，進(jìn)行圖文并茂、通俗易懂的重點(diǎn)介紹。
構(gòu)成地球的礦物之謎
地球表面大部分被海水、土壤、植物等覆蓋，即使只想搞清楚地球表層礦物的分布也并非易事。宇宙空間柔軟、密度低，人造探測(cè)器能飛到數(shù)十億千米外的天際進(jìn)行探索。
而地球主要是由堅(jiān)硬且高密度的礦物構(gòu)成的，以現(xiàn)在的技術(shù)水平，僅能到達(dá)地表下 10千米左右的地方，這點(diǎn)兒深度比起地殼厚度來說并不算什么。
法國(guó)著名小說家儒勒·凡爾納在 1864 年到 1870 年間陸續(xù)發(fā)表了《地心游記》《環(huán)繞月球》《海底兩萬里》等一系列科學(xué)幻想冒險(xiǎn)小說。小說中構(gòu)想的火箭（宇宙飛船）和潛水艇（深海探測(cè)器）今天已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，但是小說中的地底探測(cè)器仍處于空想階段，希望我們可以早日夢(mèng)想成真，發(fā)明地底探測(cè)器。
在現(xiàn)實(shí)中，人們無法直接觀察地球內(nèi)部，只能采取一些方法間接推測(cè)地底的情況。比如，通過調(diào)查被地質(zhì)活動(dòng)帶到地表的在地球內(nèi)部形成的礦物，并在實(shí)驗(yàn)室利用高溫、高壓合成類似性質(zhì)的礦物，以判斷其存在條件；通過記錄地震波來測(cè)定地球內(nèi)部巖石的密度；等等。
礦物學(xué)還有大量謎團(tuán)有待解開，值得研究的對(duì)象數(shù)不勝數(shù)。希望讀者朋友們閱讀完本書后，能對(duì)礦物產(chǎn)生興趣，主動(dòng)去探索地球的礦物之謎。
充滿魅力的礦物
礦物不光具有實(shí)用性和科學(xué)研究?jī)r(jià)值，還充滿魅力，有許多吸引人的特點(diǎn)。在遙遠(yuǎn)的過去，人們還不了解礦物的本質(zhì)，便將其當(dāng)作工具、裝飾品和陪葬品使用，甚至用來象征自己的權(quán)力和財(cái)富。到了現(xiàn)代也是如此，治愈石能量石這類概念廣受人們喜愛。
除此之外，收藏礦物也十分流行。在古代，收藏礦物一直是歐洲富裕階層的一大愛好。
日本進(jìn)入江戶時(shí)代后，賞石開始興起。明治時(shí)代，收藏、賞玩礦物的愛好開始廣泛流行。
最近，筆者聽說日本各地的大型礦物展銷會(huì)舉辦得如火如荼，想必越來越多的人對(duì)礦物產(chǎn)生了興趣。這是件好事，但也有消極的一面。有些礦物很受歡迎，但它們的產(chǎn)量有限，所以出現(xiàn)了不少亂挖亂采的現(xiàn)象。希望大家合理開采，保護(hù)礦物資源，造福子孫后代。
從礦物中了解地球史
現(xiàn)在我們能找到的大部分礦物都來源于地球。
地球形成之初，太陽系中的氣體和固體大規(guī)模集聚，由沖擊和放射性元素引起的熱反應(yīng)熔化了這些物質(zhì)。之后，元素在重力和化學(xué)的作用下，不斷分離、聚合，最終形成地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)。
直到今天，地球內(nèi)部還在不停地發(fā)生反應(yīng)，元素的聚合、分散從未停止。一些礦物是在地球誕生之初形成的，一些礦物是后來形成的。
礦物形成后可能會(huì)受環(huán)境因素影響（溫度和壓力的變化，氣體和液體的侵蝕）而被溶解，也可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他礦物，地球誕生之初形成的礦物中只有極少數(shù)留存至今。
研究礦物是人們了解地球史的重要方法。學(xué)習(xí)礦物學(xué)的一大樂趣便是研究那些記錄著地球發(fā)展史的礦物。不過，光盯著礦物看，可不會(huì)有什么收獲，我們要自覺地學(xué)習(xí)礦物的各種性質(zhì)。
正是在這種動(dòng)力的驅(qū)使下，我們才在礦物中發(fā)現(xiàn)了眾多元素，確定了各種礦物的化學(xué)成分，搞清楚了礦物的原子排列順序。在這個(gè)過程中，先進(jìn)的分析儀器發(fā)揮了極大的作用。最近，甚至出現(xiàn)了可以進(jìn)行礦物微觀分析的儀器。但是，研究之路漫漫，礦物學(xué)還有許多謎團(tuán)等待人們?nèi)ソ忾_。
發(fā)現(xiàn)新礦物
科學(xué)工作的一大樂趣便是發(fā)現(xiàn)那些未曾被發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象和新事物，這一點(diǎn)放到礦物學(xué)上就是發(fā)現(xiàn)新礦物。通過事先推理，預(yù)測(cè)某些地質(zhì)環(huán)境下可能存在新礦物，最終證實(shí)自己的猜想，那份喜悅是難以形容的。
進(jìn)一步說，如果自己發(fā)現(xiàn)的新礦物或用其合成的物質(zhì)能為人們所用的話，發(fā)現(xiàn)者會(huì)更加高興。
認(rèn)識(shí)地球真正的面貌
包括人類在內(nèi)，地球上所有的生物都生活在地球表層被稱為地殼的部分之上。人們討論地球環(huán)境的時(shí)候大多會(huì)說到土、沙、水、大氣、植物和動(dòng)物。但是，這些物質(zhì)并不是地球的全部，它們僅存在于地球表層。全球變暖只會(huì)威脅生物的生存，對(duì)地球本身來說構(gòu)不成什么影響，而且過去也存在過極其炎熱和極其寒冷的時(shí)代。通過研究礦物認(rèn)識(shí)地球的真正面貌，對(duì)人類來說極其重要。
礦物在自然狀態(tài)下的晶體形態(tài)、顏色、光澤深深吸引著人們。在野外發(fā)現(xiàn)自己喜歡的礦物或在礦物展會(huì)上遇見稀有的礦物都是十分開心的事情。
想要增加礦物給我們帶來的喜悅，就需要學(xué)習(xí)礦物相關(guān)的知識(shí)。我們相信本書可以為那些想踏入礦物世界和想要深入學(xué)習(xí)礦物知識(shí)的讀者提供很大的幫助。
松原聰
日本國(guó)立科學(xué)博物館名譽(yù)研究員、日本礦物學(xué)會(huì)前會(huì)長(zhǎng)、日本礦物科學(xué)會(huì)前會(huì)長(zhǎng)、東京大學(xué)理學(xué)博士。曾受邀在早稻田大學(xué)、日本電視臺(tái)晚間節(jié)目等進(jìn)行特別講座。榮獲日本礦物科學(xué)會(huì)櫻井獎(jiǎng)、日本礦物學(xué)會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)獎(jiǎng)、日本礦物學(xué)會(huì)獎(jiǎng)等。
宮脅律郎
日本國(guó)立科學(xué)博物館地質(zhì)學(xué)研究部部長(zhǎng)、日本礦物科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、筑波大學(xué)理學(xué)博士。榮獲日本礦物科學(xué)會(huì)獎(jiǎng)、日本礦物科學(xué)會(huì)櫻井獎(jiǎng)等。
門馬綱一
日本國(guó)立科學(xué)博物館礦物科學(xué)研究員、日本東北大學(xué)理學(xué)博士。榮獲日本礦物科學(xué)會(huì)櫻井獎(jiǎng)。
礦物寶石大百科（圖鑒篇）
◆自然金… … 002
◆自然銀… … 004
◆自然銅… … 005
◆自然汞… … 006
◆自然鐵… … 007
小知識(shí) 來自遠(yuǎn)古海洋的恩惠條帶狀鐵建造… … 008
小知識(shí) 尋找白金… … 010
◆自然鉑… … 012
◆自然鋨… … 013
◆自然砷… … 014
◆自然鉍… … 015
◆自然碲… … 016
◆自然硫… … 017
◆金剛石（鉆石）… … 018
小知識(shí) 我們身邊的金剛石… … 020
◆石墨… …… 022
◆螺硫銀礦… 023
◆輝銅礦… … 024
◆斑銅礦… … 025
◆方鉛礦… … 026
◆閃鋅礦… … 027
◆黃銅礦… … 028
◆磁黃鐵礦… 029
◆銅藍(lán)… …… 030
◆辰砂… …… 031
◆針鎳礦… … 033
◆雄黃… …… 034
◆雌黃… …… 035
◆輝銻礦… … 037
◆輝鉍礦… … 038
◆黃鐵礦… … 039
小知識(shí) 金石濱的黃鐵礦… … 041
◆輝鈷礦… … 043
◆毒砂… …… 044
◆輝鉬礦… … 045
◆硫砷銅礦… 046
◆黝銅礦… … 047
◆濃紅銀礦… 049
◆車輪礦… … 050
◆硫銻鉛礦… 051
◆津輕礦… … 052
◆赤銅礦… … 053
◆方錳礦… … 055
◆剛玉… …… 056
◆紅寶石 /藍(lán)寶石… … 057
◆赤鐵礦… … 059
◆鈣鈦礦… … 061
◆鈦鐵礦… … 062
◆金紅石… … 063
◆錫石… …… 065
◆銳鈦礦… … 066
◆板鈦礦… … 067
◆水鎂石… … 068
◆針鐵礦… … 069
◆尖晶石… … 071
◆磁鐵礦… … 073
◆鉻鐵礦… … 074
◆黑錳礦… … 075
◆金綠寶石… 076
◆變石（亞歷山大石）… … 077
◆巖鹽… …… 078
◆角銀礦… … 079
◆螢石… …… 080
◆氯銅礦… … 081
◆伊予石… … 082
◆冰晶石… … 083
◆方解石… … 084
◆菱鐵礦… … 086
小知識(shí) 用于顯微鏡的晶體… … 087
◆菱錳礦… … 088
◆菱鋅礦… … 090
◆白云石… … 091
◆文石（霰石）… … 092
◆白鉛礦… … 094
◆氟碳鈰礦… 096
◆綠銅鋅礦… 097
◆藍(lán)銅礦… … 098
◆孔雀石… … 100
◆碳酸鉻鎂礦… … 102
◆羥硼銅鈣石（逸見石）… … 103
◆鈉硼解石… 104
◆重晶石… … 105
◆天青石… … 106
◆硬石膏… … 107
◆石膏… …… 108
◆膽礬… …… 109
◆水膽礬… … 110
◆明礬石… … 111
◆黃鉀鐵礬… 112
◆大阪石… … 113
◆箕面石… … 114
◆手稻石… … 115
◆鉻鉛礦… … 116
◆紫磷鐵錳礦… … 117
◆獨(dú)居石… … 118
◆磷釔礦… … 119
◆鈣鈾云母… 121
◆藍(lán)鐵礦… … 123
◆磷灰石… … 125
◆磷氯鉛礦… 127
◆綠松石… … 129
◆銀星石… … 131
◆鈷華… …… 133
◆鎳華… …… 134
◆砷鉛礦… … 135
◆水羥砷鋅石… … 136
◆葉硫砷銅石… … 137
◆羥砷鋅石… 138
◆羥釩銅鉛石… … 139
◆釩鉛礦… … 140
◆東京石… … 141
◆鎢錳礦… … 142
◆鎢鐵礦… … 143
◆白鎢礦… … 144
◆鉬鉛礦… … 146
◆硅鋅礦… … 148
◆鎂橄欖石… 150
◆橄欖石… … 151
◆鐵鋁榴石… 152
◆鈣鋁榴石… 153
◆錳鋁榴石… 154
◆鋯石… …… 156
◆矽線石… … 158
◆紅柱石… … 159
◆藍(lán)晶石… … 160
◆十字石… … 161
◆黃玉… …… 162
◆榍石… …… 164
◆絲魚川石… 165
◆異極礦… … 166
◆斧石… …… 168
◆鈰褐簾石… 169
◆綠簾石… … 170
◆紅簾石… … 171
◆黝簾石… … 172
◆坦桑石… … 173
◆符山石… … 174
◆豐石… …… 175
◆翠銅礦… … 176
◆綠柱石… … 177
◆祖母綠 /海藍(lán)寶石… … 179
◆堇青石… … 181
◆鐵電氣石… 182
◆鋰電氣石… 183
◆西瓜電氣石… … 184
◆大隅石… … 185
◆鈉鋰大隅石（杉石）… … 186
◆普通輝石… 188
◆硬玉 ……… 189
◆硅灰石… … 190
小知識(shí) 尋找翡翠… … 191
◆鋰輝石… … 193
◆紫鋰輝石 /翠綠鋰輝石… … 194
◆硅釩鍶石（原田石）… … 195
◆硅錳鈉鋰石（南部石）… … 196
◆薔薇輝石… 197
◆陽起石… … 200
◆普通角閃石… … 201
◆紅硅鈣錳礦… … 202
◆紫硅堿鈣石… … 203
◆高嶺石… … 204
◆蛇紋石… … 206
◆滑石… …… 207
◆白云母… … 208
◆金云母… … 210
◆鋰云母… … 211
◆綠泥石… … 212
◆葡萄石… … 213
◆魚眼石… … 214
◆硅孔雀石… 215
◆方石英… … 216
◆鱗石英… … 217
◆石英… …… 218
◆紫水晶… … 219
◆瑪瑙 /玉髓 220
◆蛋白石… … 222
◆微斜長(zhǎng)石 /月光石… … 225
◆鈣長(zhǎng)石 /拉長(zhǎng)石… … 226
◆霞石… …… 227
◆青金石… … 228
◆方柱石… … 229
◆方沸石… … 230
小知識(shí) 支撐催化劑產(chǎn)業(yè)的礦物沸石… … 231
◆中沸石… … 232
◆鈣沸石… … 233
◆片沸石… … 234
◆湯河原沸石… … 235
礦物寶石大百科（拓展篇）
第1 章 礦物的化學(xué)組成和原子排列
◆化學(xué)組成… … 002
◆原子排列… … 003
◆礦物分類法… 004
◆自然元素礦物… 007
◆硫化物礦物… 009
◆氧化物礦物… 011
◆鹵化物礦物… 012
◆碳酸鹽礦物… 013
小知識(shí) 地質(zhì)作用和生物活動(dòng)的密切關(guān)系… 014
◆硼酸鹽礦物… 016
◆硫酸鹽礦物… 017
◆磷酸鹽礦物… 018
◆硅酸鹽礦物… 020
◆有機(jī)礦物… … 025
小知識(shí) 六元世界的礦物芳蹤… 026
第2 章 礦物的性質(zhì)
◆顏色… ……… 034
小知識(shí) 顏色的描述方法… 039
◆光澤… ……… 040
◆透明度、折射率… 041
◆晶形… ……… 043
◆密度、相對(duì)密度… … 047
小知識(shí) 單位 …… 049
◆解理… ……… 050
◆硬度… ……… 052
小知識(shí) 關(guān)于硬度 054
◆磁性、導(dǎo)電性…056
◆毒性、放射性… 058
◆熱輻射、電磁波 (光、X 射線和紫外線等 )的應(yīng)用…… 061
◆化學(xué)分析… … 066
◆結(jié)構(gòu)分析… … 068
第3 章 礦物的形成和產(chǎn)地
◆礦物的形成… 072
◆造巖礦物… … 075
小知識(shí) 在日本發(fā)現(xiàn)的新礦物… 079
◆巖漿巖… …… 081
小知識(shí) 組成小笠原群島的無人巖…087
◆沉積巖… …… 088
◆變質(zhì)巖… …… 090
小知識(shí) 奇石趣味 093
◆隕石… ……… 095
◆礦物的分布… 096
◆地形和地貌… 098
小知識(shí) 組成地球的最主要的礦物布里奇曼石…100
◆礦物的年代… 102
小知識(shí) 化石幾乎等于礦物…104
小知識(shí) 黏土的世界…106
第4 章 礦物的用途
◆礦物和我們的生活密不可分…108
◆金屬礦產(chǎn)資源…112
◆工業(yè)原料… … 114
小知識(shí) 石棉 …… 117
◆不可或缺的工業(yè)原料稀有金屬… 119
小知識(shí) 稀土元素稀有嗎…121
小知識(shí) 都市礦山…122
◆寶石和用作裝飾品的礦物…123
小知識(shí) 星光藍(lán)寶石和達(dá)碧茲藍(lán)寶石…129
第5 章 礦物的用途（稀有金屬一覽）
●鋰… ………… 132
●鈦… ………… 134
●釩… ………… 136
●鉻… ………… 138
●錳… ………… 140
●鎳… ………… 141
●鍶… ………… 142
●鋯… ………… 144
●鉬… ………… 146
●銦… ………… 147
●銻… ………… 148
●碲… ………… 150
●鋇… ………… 151
●鎢… ………… 153
●鉍… ………… 154
第6 章 從石器到礦物學(xué)
●石器… ……… 156
●銅和青銅器… 160
●鐵器… ……… 163
小知識(shí) 圓柱錫石 165
●金、銀、鉑 …… 167
小知識(shí) 礦物的命名…174
●礦物學(xué)的起源… 176
小知識(shí) 《日本礦物志》第 3 版下卷和第 4 版…180
第7 章 享受礦物帶來的樂趣
小知識(shí) 櫻井礦物標(biāo)本…190
◆收集、收藏礦物的樂趣…192
小知識(shí) 日本人對(duì)翡翠的誤解…196
后記… 199
元素周期表… 200
書單推薦
