礦物能源種類和巖石種類的關(guān)系

【專家解說】：地球是一個(gè)由不同物質(zhì)和不同狀態(tài)的同心圈層構(gòu)造所組成的球體。這些圈層可以分為外部圈層和內(nèi)部圈層。外部圈層是指地球表面以外的圈層，按照不同的特點(diǎn)可以分為大氣圈、水圈和生物圈。內(nèi)部圈層是指從地球表面往里直到地球中心的各圈層，有表及里可以分為地殼、地幔、地核。地殼是由巖石構(gòu)成的，也就是說，巖石組成地球的外殼，覆蓋在地球的表面。 B、(巖石) 覆蓋在地球上的堅(jiān)固部分稱為巖石。巖石有各式各樣的種類，通常我們所稱呼的石頭，就是巖石破碎之后的樣子。巖石是在各種不同的地質(zhì)作用下產(chǎn)生的，是由一種或多種礦物有規(guī)律地組合而成的礦物集合體。如花崗巖由石英、長石、云母等多種礦物組成。根據(jù)成因，巖石可分三大類：即由巖漿活動(dòng)形成的巖漿巖；由外力作用形成的沉積巖；由變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖。研究巖石有很重要的意義：(土)人類需要各種礦產(chǎn)，而礦產(chǎn)與巖石密切相關(guān)；(2)巖石是研究各種地質(zhì)構(gòu)造和地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)；(3)巖石是研究地殼歷史的依據(jù)。 (巖漿巖) 也稱“火成巖”。地殼深處或來自地幔的熔融巖漿，受某些地質(zhì)構(gòu)造的影響，侵入到地殼中或上升到地表凝結(jié)而成的巖石：在距地表相當(dāng)深的地方開始凝結(jié)的稱為“深成巖”，如橄欖巖、輝巖、花崗巖等；噴出地表或在地表附近凝結(jié)的稱為“噴出巖”，如玄武巖、流紋巖等；介于深成巖和噴出巖之間的是“淺成巖”，如花崗巖、正長斑巖等。 三種常見的巖漿巖： 1．花崗巖 是分布最廣的深成侵入巖。主要礦物成分是石英、長石和黑云母，顏色較淺，以灰白色和肉紅色最為常見，具有等粒狀和塊狀構(gòu)造?；◢弾r既美觀抗壓強(qiáng)度又高，是優(yōu)質(zhì)建筑材料。 2．橄欖巖 侵入巖的一種。主要礦物成分是橄欖石及輝石，深綠色或綠黑色，比重大，粒狀結(jié)構(gòu)。是鉑及鉻礦的惟一母巖，鎳、金剛石、石棉、菱鐵礦、滑石等也同這類巖石有關(guān)。 3．玄武巖 一種分布最廣的噴出巖。礦物成分以斜長石、輝石為主，黑色或灰黑色，具有氣孔構(gòu)造和杏仁狀構(gòu)造，玄武巖本身可用作優(yōu)良耐磨的鑄石原料。 (沉積巖) 又叫“水成巖”。是在常溫常壓條件下巖石遭受風(fēng)化作用的破壞產(chǎn)物，或生物作用和火山作用的產(chǎn)物，經(jīng)過長時(shí)間的日曬、雨淋、風(fēng)吹、浪打，會(huì)逐漸破碎成為砂礫或泥土。在風(fēng)、流水、冰川、海浪等外力作用下，這些破碎的物質(zhì)又被搬運(yùn)到湖泊、海洋等低洼地區(qū)堆積或沉積下來，形成沉積物。隨著時(shí)間的推移，沉積物越來越厚，壓力越來越大，于是空隙逐漸縮小，水分逐漸排出，再加上可溶物的膠結(jié)作用，沉積物便慢慢固結(jié)而成巖石，這就是沉積巖。沉積巖分布極廣，占陸地面積的75％，是構(gòu)成地殼表層的主要巖石。 四種常見的沉積巖： 1．礫巖 一種顆粒直徑大于2毫米的卵石、礫石等巖石和礦物膠結(jié)而成的巖石，多呈厚層塊狀，層理不明顯，其中礫石的排列有一定的規(guī)律性。 2．砂巖 顆粒直徑為0．1～2毫米的砂粒膠結(jié)而成的巖石。分布很廣，主要成分是石英、長石等，顏色常為白色、灰色、淡紅色和黃色。 3．頁巖 由各種黏土經(jīng)壓緊和膠結(jié)而成的巖石。是沉積巖分布最廣的一種巖石，層理明顯，可以分裂成薄片，有各種顏色，如黑色、紅色、灰色、黃色等。 4．石灰?guī)r 俗稱“青石”，是一種在海、湖盆地中生成灰色或灰白色沉積巖。主要由方解石的微粒組成，遇稀鹽酸會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出氣泡。石灰?guī)r的顏色多為白色、灰色及黑灰色，呈致密塊狀。 變質(zhì)巖： 地殼中的火成巖或沉積巖，由于地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)等所造成的物理、化學(xué)條件的變化，使其成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生一系列改變，這種促成巖石發(fā)生改變的作用稱為變質(zhì)作用。由變質(zhì)作用形成的新巖石叫做變質(zhì)巖，例如由石英砂巖變質(zhì)而成的石英巖，由頁巖變質(zhì)而成的板巖，由石灰?guī)r、白云巖變質(zhì)而成的大理巖。變質(zhì)巖常有片理構(gòu)造。 三種常見的變質(zhì)巖： 1．大理巖 由石灰?guī)r或白云巖重結(jié)晶變質(zhì)而成。顆粒比：石灰?guī)r粗，礦物成分主要為方解石，遇酸劇烈反應(yīng)，一般為白色，如含不同雜質(zhì)，就有各種不同的顏色。大理巖硬度不大，容易雕刻，磨光后非常美觀，常用來做工藝裝飾品和建筑石材。 2．板巖 由頁巖和黏土變質(zhì)而成。顆粒極細(xì)，礦物成分只有在顯微鏡下才能看到。敲擊時(shí)發(fā)出清脆的響聲，具有明顯的板狀構(gòu)造。板面微具光澤，顏色多種多樣，有灰、黑、灰綠、紫、紅等，可用做屋瓦和寫字石板。 3．片麻巖 多由巖漿巖變質(zhì)而成。晶粒較粗，主要礦物成分為石英、長石、黑云母、角閃石等。礦物顆粒黑白相間，呈連續(xù)條帶狀排列，形成片麻構(gòu)造。巖性堅(jiān)，但極易風(fēng)化破碎。 C、(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C02、H：S等)。 礦物學(xué)家把所有礦物分為有機(jī)礦物和無機(jī)礦物兩種：前者種類比較少，主要是碳?xì)溲趸衔?，如：琥珀等。后者在地球上?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(jì)，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)生幾乎天天都用鉛筆，制造筆心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(shí)時(shí)刻刻都離不開礦物。 有機(jī)礦物的化學(xué)成分是碳?xì)浠衔?，無機(jī)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(gè)化學(xué)元素，都可以組成無機(jī)礦物。既可以是一個(gè)元素獨(dú)立存在，也可以是多個(gè)元素的組合。一個(gè)元素獨(dú)立存在的礦物較普遍，如：Fe(鐵)元素可以形成自然鐵礦物，Ag(銀)元素可以形成自然銀礦物，Au(金)元素可以形成自然金礦物等。兩個(gè)以上的元素組合可以形成幾千種礦物，最簡單的如兩個(gè)元素Si(硅)和O，可以組成Si02，由這兩個(gè)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(gè)元素可以組成亦磁鐵礦、赤鐵礦以及磁鐵礦等，亦鐵礦和磁鐵礦都是煉鐵的主要原料。三個(gè)元素組成的礦物就更多了，例如：CusFeS4是斑銅礦、CuFeS2是黃銅礦、CoAsS是輝砷鈷礦等。 (地殼里為什么有各種各樣的礦物) 在自然界里，我們可以見到各式各樣的礦物：有的質(zhì)地堅(jiān)硬，有的柔軟；有的色澤鮮明，有的平淡無奇；形象不一，種類繁多。然而不管有多少種，總超不出自然界的各種元素。這些元素在地殼的長期演化過程中，不斷化合、分解、遷移，終于造成今天我們看到的三千多種礦物，它們是構(gòu)成地殼的物質(zhì)基礎(chǔ)。 (巖石與礦物的區(qū)別) 巖石是由一種或多種礦物組成的固體，但它并不具備礦物的基本特性。巖石與礦物之間的區(qū)別就好像飛機(jī)模型和制造這些模型的材料之間的區(qū)別。正如巖石的構(gòu)成要素是礦物一樣，飛機(jī)模型的構(gòu)成要素是輪胎、機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)和其他組成部分。巖石的基本特點(diǎn)是所有的巖石都是混合物。 煤、石油、天然氣屬于可燃性有機(jī)巖，而不是礦物。 (礦物是怎樣形成的) 形成礦物的途徑，一條是通過巖漿的活動(dòng)。在巖漿里有著地球上的各種元素。這些元素，在巖漿的高溫熔融的條件下，發(fā)生化學(xué)變化，形成了多種化合物和一些單質(zhì)。由于地下各處巖漿的化學(xué)成分不一樣，還因?yàn)閹r漿在冷卻時(shí)，溫度、壓力等條件都在發(fā)生變化，而一定環(huán)境只適于一定的礦物生成，因此，由于巖漿冷卻形成的礦物，種類是很多的。還有一條途徑是通過水和大氣，有時(shí)還有生物的作用，使已經(jīng)形成的礦物發(fā)生化學(xué)變化，或者使溶解在水中的元素或化合物之間互相作用并沉淀堆積起來，造成各種次生的礦物。例如高嶺石是長石、云母等與水作用，風(fēng)化變成的。 (礦物的外表特征和物理性質(zhì)) 各種礦物都具有一定的外表特征和物理性質(zhì)，它可以用來作為識別礦物的依據(jù)。 (礦物的形狀) 礦物的形狀是各種各樣的。有些礦物能形成整齊的晶體，如食鹽是立方體，水晶是六面體，云母是六邊形的片狀。有些礦物則呈不規(guī)則的葡萄狀、粒狀、纖維狀、放射狀等，我們經(jīng)?？吹降牡V物多半是一些不規(guī)則的塊狀。 (礦物的顏色) 礦物具有各種顏色，有些礦物的名字就是根據(jù)它的顏色命名的，如黑云母是黑色，赤鐵礦是棕紅色，黃銅礦是黃色。有些礦物是無色的，如水晶等。 (礦物的解理與斷口) 有些礦物被敲打后，常沿一定方向裂開，形成光滑平面，這種性質(zhì)叫解理。如方解石受力后按三個(gè)方向裂開，形成具有光滑表面的菱形體小塊；云母可按一定方向揭成一葉葉的薄片。另一些不具解理的礦物被敲打后，常形成各種形狀的破裂面，叫做斷口，如石英常有貝殼狀斷口。 (礦物的硬度) 礦物的軟硬程度叫做硬度。一般用兩種不同的礦物互相刻劃，來比較礦物的相對硬度。德國礦物學(xué)家弗里德里希.莫斯用這種互相刻劃的方法，于1812年形成了十種普通礦物（從最軟到最硬）的等級（見圖表：教學(xué)參考P98）。 D、(礦產(chǎn)) 一切埋藏在地下或分布于地表(包括地表水體)的可供人類開采的天然礦物資源，被廣泛稱為礦產(chǎn)。按工業(yè)上的不同用途，礦產(chǎn)可分為三大類： (1)金屬礦產(chǎn) 指經(jīng)冶煉從中提取金屬元素的礦產(chǎn)?？煞譃橐韵聨追N：1)鋼鐵基本原料金屬礦產(chǎn)，如鐵、錳、鉻；2)有色金屬礦產(chǎn)，如銅、鉛、鋅、鋁、鎂、金、銀；3)稀有金屬礦產(chǎn)，如鋰、銣、鈹；4)分散元素礦產(chǎn)，如鍺、硒；5)放射性元素礦產(chǎn)，如鈾、鐳。 (2)非金屬礦產(chǎn) 指經(jīng)簡單加工可提出非金屬原料或直接可應(yīng)用的礦產(chǎn)?？煞譃橐韵聨追N：1)冶金輔助原料礦產(chǎn)，如菱鎂礦、耐火黏土、硅石等；2)特種非金屬礦產(chǎn)，如金剛石、水晶、石棉、云母等；3)化工原料非金屬礦產(chǎn)，如磷、硫、鈉鹽、天然堿等；4)建筑材料非金屬礦產(chǎn)。 (3)燃料礦產(chǎn) 如煤、油頁巖、石油、天然氣等。 (礦產(chǎn)的開采) 分布在地表的和埋藏得比較淺的，可以露天開采；埋藏得比較深的，需要開鑿礦井，在地下開采。我國開采、利用礦產(chǎn)有悠久的歷史。早在2000年前，就知道利用煤做燃料冶煉銅、鐵。我國還是世界上利用石油和天然氣最早的國家，“石油”一詞最早見于宋代著名科學(xué)家沈括的著作。 (太陽能) 是另一種廣泛利用的清潔能源。太陽是光明的象征，46億年來太陽一直照耀著地球，送來光和熱。將陽光聚焦，可以將光能轉(zhuǎn)化為熱能。在日照充足的地方，人們在生產(chǎn)和生活中已大量使用太陽灶、太陽能熱水器和干燥器。 (地?zé)? 地球自身提供的能源。地球開始形成的時(shí)候曾經(jīng)是一個(gè)熾熱的行星，在漫長的地質(zhì)年代里，地球表面逐漸冷卻，但內(nèi)部仍然保存了大量的熱能。同時(shí)，地球內(nèi)部放射性元素在不斷地蛻變，這種化學(xué)反應(yīng)也在不斷地釋放熱量。由于地幔和地殼熱傳導(dǎo)比較慢，地殼以下的溫度逐步上升，越接近地核溫度越高。在大多數(shù)地區(qū)，每下降100米溫度要上升2～3攝氏度。表面上看這個(gè)數(shù)字不大，但是，聚沙成塔，地下熱就是一個(gè)十分可觀的能量來源。據(jù)估計(jì)，僅僅地面以下3千米范圍內(nèi)的地?zé)豳Y源就相當(dāng)于3萬億噸煤提供的熱量，差不多等于全世界煤炭開采量的1 000倍。 (不可再生的能源) 礦物燃料和核燃料統(tǒng)稱不可再生的能源，它們都要經(jīng)過若干世紀(jì)的蓄積才能形成，不可能在幾代人的生活期間補(bǔ)充起來。 [可再生的能源] 包括木材、水能、潮汐能、風(fēng)能、地?zé)?、太陽能以及水中的氫等。這類能源能自行更新，天然地補(bǔ)充。水力發(fā)電很少污染大氣，潮汐能和風(fēng)能也是潛力很大的無污染能源。在水能、潮汐能、風(fēng)能、地?zé)崮艿忍烊荒茉粗?，人類最理想的能源是太陽能和氫燃料。它們是取之不盡、用之不竭的清潔能，只要找到經(jīng)濟(jì)有效的應(yīng)用技術(shù)，它們的優(yōu)越性是其他能源所不能比擬的