《岩石与矿物》的内容主要包括以下四个方面：

●岂石王国提供的背景材料将帮助收集者奠定坚实的知识基础，包括地质学概论，地壳研究、岩石组成、板块构造理论和火山知识。

●矿物王国阐述矿物结构及构成，探究陆地和海洋采矿技术和宝石的切磨艺术。

●收藏者的智慧包括对收藏爱好者采集标本时所需工具的实践指导、标本的分类及检测和寻找最佳岩石和矿物产地。

●鉴别指南将提供150余种岩石和矿物的起源、化学成分以及颜色、条痕、光译、硬度和比重等一些鉴别特征。

第一部分

岩石王国

地球

·“纯属胡说八道！”

·火山与地震

·气候与侵蚀

循环无限

·来自地球深处的岩石

·沉积岩

·晶球·变异的岩石

·宇宙岩石

岩石记录

·久远的时间

·化石

·解读岩石

·格里特不整合

第二部分

矿物王国

矿物组成

·水晶

地球宝藏

·矿山与开采·海洋矿藏

·用途无量

·宝石·宝石传奇

第三部分

收藏者的智慧

收藏艺术

·猎石

·清洗与分类

·鉴别矿石

·矿石鉴别图解

·鉴别岩石

·岩石鉴别图解

鉴别指南

收藏者咨询指南

·矿物和岩石类型

·20处热点矿源

·矿石鉴别表

·重要地址

·术语汇编

地球宝藏

由于各种地质过程的作用，在地壳的深处蕴藏着丰富的矿藏，又由于隆起和侵蚀，这些矿藏被带到了地表，人类开发它们也就成为可能。



“地球是用自己的欢乐填平千坳万壑的：这欢乐就是它本性所固有的渴望。”——威廉·华兹华斯



真是事与愿违，有些矿物的经济价值很小，如由岩石形成的硅酸盐黑云母和角闪石，但其藏量却比那些受人青睐的矿物多得多。比如，铝虽然也是地壳中藏量最多的金属，但却只占地壳重量的8％，铁仅占5.8％，镁仅占2％。

从地下进行赢利性开采，需要有比这更多的贮量。以开采铁为例，需要有50％的富集度。值得庆幸的是，地质过程把有价值的矿物集中到一起，使得对它们的开发变得值得。

地球内部

来自地幔或地壳运动产生的热量熔化了岩石，形成岩浆。岩浆集中在地壳的许许多多的“大房间”里。岩浆冷却便会凝固，较重的矿物质在“房间”的底部安家落户。岩浆中较轻的成分进入到周围岩石的裂缝中，有些甚至被地下水带到更远的地方，最终形成矿带，也称热液矿脉。这样形成的矿物叫脉矿石。有些是化合物，最初为硫酸盐、氧化物和硅酸岩，从中可提炼出铅等金属。但只有几种矿物为自然元素，它们是黄金、银和白银，以及非金属碳和硫。当分解的矿石熔液流入多孔的岩石里时，形成散布的矿藏，世界上大多数的铜都是从这种矿藏里提取的。

地球表面

当岩石被推至地表，它们的矿物组成继续集中。脱水是矿藏聚集的有效途径。例如，水从古盐湖中蒸发，存留下来的是丰富的矿藏，如石膏，我们可用其制做膏药；岩盐，那是我们吃的食盐。

自然的侵蚀作用也可以产生一些有价值的矿藏：河流和溪水从裸露的岩石表面剥落矿物质的颗粒，把它们冲走，在河床和湖泊里贮存起来，人们可以在这些地方重新得到它们。黄金、锡、宝石就是在这种所谓的冲积矿里找到的，19世纪的淘金热就是由冲积刺激而一发不可收的。

有限的资源

由于矿藏聚集是开发的必备条件，因此有效益的开采十分有限。我们消耗矿物资源的速度比地质过程形成它们要快得多，矿藏资源几乎不能再生，若是没有稳定的矿物维系，世界经济就将崩溃。



矿山与开采

人类的历史分期常常从开采和加工矿物尤其是金属的能力划定。公元4000年前，古人已学会通过加热某种岩石而提炼铜，用来制造工具和武器。公元3000年的时候，他们把铜和锡化合在一起，制作出更坚硬的合金，于是，众所周知的青铜器时代应运而生。1500年之后，人类进入了铁器时代。没有哪个字眼能更恰当地形容现代技术的迅猛发展，人们从地球里发现和开采矿藏的能力继续进步，无论是规模，还是效率。

找矿

直到本世纪，寻找矿物资源从某种意义上讲还是一个偶然的过程。矿藏的发现与特定的地质现象之间存在着某种联系。找矿人就以这些知识为指导，东奔西走，期盼能突然被脚下有价值的矿石标本绊倒。今天，科学家们仍在解读地理地貌，不过，现在他们更经常的是利用更先进的空中和卫星照片。这些照片可以反映更大范围的地质特征，提示有价值的矿物存在状况。例如，内含金刚石的金伯利岩，在航片上常有圆形淡色区域显示。

一旦判定有价值矿物可能存在的地域，随之而来的是进行各种检验以证明发现的确切程度。

将岩石导入电流可测出它的电阻。测镁计可用于寻找磁性矿物，如磁铁矿和钛铁矿。概率计数器用于探测铀和钍这样一些放射性矿物。土壤和植物分析可反映出地下金属被吸收的蛛丝马迹。钻探取样在化验室测定其矿物含量依然是最普通的检测方法。即使有了这些现代化的技术，但意外发现宝物在探矿中也扮演着重要角色。例如，有一位机警的科学家，在内华达州经过岩石地面时留意到脚下有吱吱的声音，这声音表明岩石中有石英，这是一种与黄金共存的矿物。

开采

矿藏区域确定之后，人们就可以或者从地上或者从地下进行开采。地面开采有露天剥采法、露天矿井法、冲积岩开采法。露天开采适用于矾土矿，首先大面积移开表土，然后用重型机械把矿石挖掘出来。从准确的意义上讲，煤并不是矿物质，因为它是从有机物转化而来，人们也经常用露天法开采煤。

露天矿井法是挖地凿井用于开采分散贫集矿物的方法，如铜矿的开采就是用这种办法。亚利桑那和犹他州的铜矿埋藏在3平方英里（8平方千米）的范围里，每年出产的钢足够数百万个新家庭对导线的需求。

最后一种地表开采方式是模仿上个世纪筛选黄金的方法。19世纪，克隆迪克和加利福尼亚金矿的淘金者利用筛网滤出河床边的泥沙和鹅卵石，现在取代这种传统方法的是采掘机，它们挖起沙土，或从冲积层中挖起砂砾，然后在这些矿物质中筛选出天然金粒或宝石。锡石的开采也采用此种办法，开采者在马来西亚海岸艰辛作业，每天加工16，000吨富含锡砂。抵达铅、镍和锌的大型矿脉意味着要深挖地下矿井。典型的矿坑包括1英里（1千米）深的主矿井以及绵延数百英里的矿井网络。用炸药从井壁崩下矿石，然后用矿车或传输带装入升降机再送到地面。盐和硫磺也深藏于地下，不用并下工人便可开采，将热水通过打好的洞注入地下，溶解盐或硫磺，将溶液抽回地面加工即可得到该矿物。

采矿是否赢利不仅取决于矿石蕴藏于何种岩石之中，还要看以下因素劳动力费用、适用的技术及地方运费。比如在亚利桑那州，合钢量为0.5％的矿石就有开采价值，而在赞比亚，矿石中含铜量为4.4％仍无人问津。开采和运输的费用使整个事业的代价大大。有的矿井曾经十分赢利，但由于矿藏过深，挖掘难度加大，或者由于矿物市场价格的变化而倒闭关门。

矿产加工

一旦金属矿石被送上地面，必须加工提取其所含金属，此事通常在矿场完成。高大的熔炉把矿石熔解，把金属与废渣或杂质分开。

有时，也可以通过化学过程从矿石中提取金属。有一种加工金矿的方法，用可滤出金属的氰化物溶液喷溅矿床，将富合黄金的溶液收集在大槽里，然后将其通过碳过滤器，便得到了宝贵的黄金。

有时一种矿物质加工所生出的副产品可以产生另外一种有价值的矿物质。例如，银经常从加工铅和铜的废弃物中提取出来。废弃的硫酸盐类物质可以产出硫磺，硫磺又可转化为硫酸，用于工业。



生物采矿

近年来，采矿公司开始招募世界上最小的矿工——细菌，如氧化硫球杆菌，它们可以用其独特的方式“咬碎”金属矿石。在这种生物开采的方法中，细菌在矿石中首先引起氧化反应，然后分离出金属。此种技术可用于其他方法失败的低品岩中黄金的开采。生物开采已是采铜的标准方法，世界上约1/4的铜是用这种方法开采的。类似的细菌法也用于由于矿物开发过程中受到污染的土壤清洁工作。



采石

传统的采矿总得要找到矿物，采石则要找到岩石，不像矿石，无需加工。采石是很繁重的劳动。建筑用石，典型的有花岗岩、石灰石、板岩和大理石，它们都是大块大块地从岩体上切割下来：一块切割下来的大块花岗岩高度可达20英寸（6米），重达2千吨，与40辆满负的拖拉机同重。这块在意大利阿尔卑斯山采石场采掘的大理石与米开朗基罗所用材料相同，至今仍然受到众多雕塑家的垂青。

本书编著者：

《岩石与宝石》杂志主编罗伯特·琼斯，美国地质调查局退休者、采矿、冶金和探测学资深会员唐纳德·布朗特，麦克吉尔大学雷德帕斯矿物地质博物馆馆长乔·凯勒，洛杉矶和国家自然博物馆馆长兼矿物部主任安东尼·坎普夫。

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