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矿物与岩石辨识入门 人类自古以来就对岩石和矿物等自然形成的无机物深深地着迷。 人类自古以来就对岩石和矿物等自然形成的无机物深深地着迷。无论是钻研某个地区的历史、为维持健康的身体而想学会辨认某些人体必需元素、搜集色彩缤纷的石头、还是决定哪些宝石可以作为传家之宝，矿石自古在人类历史上都扮演着非常重要且密不可分的角色。然而，对于不熟悉矿石的人们来说，不同矿石所拥有的不同特点，可能难以辨别。本文将一一分析岩石、矿物、打磨石三者的相异之处，各自凸显三种矿石的特质。 岩石的分类 简单来说，岩石是一种或多种矿物的固态集合体。每一种岩石都是由不同的矿物质，以不同比例，在温度和压力的变化之下所融合而成。由于岩石的组成成分不一，无法单靠外观加以分类。因此学者是以该岩石借何种自然现象形成来分类的。地质学家和其他地球科学学者以此方法将岩石分为三类，以下为读者一一介绍。 第一类岩石称为火成岩（igneous rocks），英文使用拉丁文字根「ignis」，意指「火」。火成岩通常是在火山内部或地壳、地函的深处等非常高温的地方形成，硬度高。岩石的前身是岩浆，也就是熔岩。岩浆的密度较固态岩石小，因此会浮上地表。火成岩又可再分为喷出岩和侵入岩。当岩浆到达地表冷却硬化，我们称之为喷出岩，常见的喷出岩有：火山岩、黑曜岩和火山灰；侵入岩一般是在地底深处形成，液态的岩浆钻入现有的岩层中，慢慢向地表延伸。花岗岩、玄武岩，都是侵入岩。 第二种类型的岩石称为沉积岩（sedimentary rock），是最常见的岩石种类。沉积岩是河床沉积物经年累月压缩聚集而成。多数的沉积岩最初是小颗的岩石或矿物，经风化作用粉碎成更细小的颗粒。因此典型的沉积岩外观会有书页般的层次。这些碎石在水底经胶结作用、压缩作用，和再结晶作用，慢慢结合成一颗新的岩石。砂岩、石灰岩、页岩等皆为沉积岩。 第三类，也是最后一类岩石，称为变质岩（metamorphic rock）。英文「metamorphic」是来自希腊文，意为「型态转变」。变质岩的前身为火成岩或沉积岩，经高温高压产生物理或化学质变后，成为新型态的岩石。由于需高温高压作用改变其组态，变质岩一般埋于地壳之中，硬度常比火成岩和沉积岩高。山脉常由变质岩组成；在丘陵及平地若见到变质岩，代表该处以前曾经是山脉，经侵蚀而成丘陵或平地。 形成变质岩的方式有三种：接触变质、区域变质，和动力变质。接触变质是指岩浆接触到现有的岩石，使其温度升高，产生不具叶理（non-foliated）变质岩，或外观不具解理或层次的岩石。不具叶理变质岩的例子有：大理岩、角页岩和石英岩。区域变质所产生的变质岩，是在承受庞大的物理压力后，导致褶皱或断裂的叶理岩（foliated rocks），如片麻岩和片岩。动力变质则是岩石同时承受高温与高压后，发生褶曲、对折、平整剪切的现象。 矿物的分类 矿物是自然中具有固定化学结构的无机固体。矿物可以只由一种元素构成，如金；或由多种元素结合而成，如盐巴（由氯化钠所组成）。岩石与矿物的差别在于矿物质的组成与科学上的分类方式不同。矿物具有特定的化学结构，因而能借之分门别类，而同一块岩石的整体结构则几乎不会一致。地球上有超过2,000种矿物，但绝大多数的岩石只由其中30种组成。无独有偶，地球上的天然元素有92种，而多数的矿物也只由其中八种所组成，这八种元素分别是：氧、矽、铝、铁、钙、钠、钾和镁。 矿物常被分为两类：矽酸盐与非矽酸盐类。矽酸盐，或含矽与氧的矿物，在地球的地壳中占比超过90%。而不含这两种元素的矿物，我们通称为非矽酸盐类，方解石、食盐、 硫、铜等皆为此类。除此之外，还有依矿物的物理结构分类的方式。常见的矿物通常会是晶体结构，由原子、离子或分子以重复且间隙均匀的立体排列方式组合而成。结构排列没有秩序、没有结晶状的矿物，我们称之为非晶质固体。 科学家用一种特定的质地量表将矿物分级。所谓质地，可以是光泽、硬度、条脉、解理、比重（密度）和色泽，矿物学家和地质学家可依据以上几个项目，辨认眼前的矿物。硬度、密度和色泽的意思并不难理解，但条脉、解理和光泽也许就不是那么常听到。光泽指的是矿物反射光线的能力；条脉是指矿物在粉末状态时的色泽，可藉由在硬面上摩擦取得粉末；解理则是形容矿物碎成小块时的型态，常见有小方块或薄片。低解理或无解理的矿物通常易碎，或者在碎裂时，断面是随机的，而非一致的平面。 矿物质不仅是有机生命维持健康的必需元素，也促进了人类文明发展。人类将矿物在日常生活上的用途发挥得淋漓尽致。举例来说，属于非矽酸盐类的铜，是人类现代生活中最重要的矿物。铜是一种天然导体，从烤土司机到汽车等电器，都少不了含铜的电线。硫，属于单一元素矿物，是制作烟火和火柴时不可或缺的原料。石膏是石膏墙板的主要原料，因为含水，可作为建筑物失火时的第一层防护。 什么是打磨石？ 岩石或矿物经研磨直到其表面光滑者，称作打磨石。这种程序让它们摇身一变成为形形色色、既明亮又鲜艳的漂亮宝贝。 打磨石头的机器叫做「磨石机」，石头在打磨机中的研磨面上加水滚动，直到表面变得光滑，需时数周。然后再以氧化铝等抛光剂加工，使其表面闪闪发光。有些制作过程可能会更进一步以染料、油、蜡或加热处理，这些程序可增强石头原本的色泽、遮盖瑕疵以提升美观。 最适合制作打磨石的石块，硬度应介于5至8之间。过硬的石头可能无法研磨至光滑；过软者则无法承受打磨的过程。常见作为打磨石的材料有玛瑙、花冈岩，以及晶体石英类的矿物如石榴石、月长石等。有的人甚至会拿石化木作为打磨石材。 打磨石无论是个人还是商业方面都是用途多多。对一位刚入门的收藏者来说，先从搜集打磨石开始，可说是简单又经济实惠的选择。自古以来，打磨石常被人类拿来作为冥想与灵修的器材；这些石子还有疗愈水晶之称，在温泉浴场等处十分常见；某些替代疗法认为它们有修复灵气和脉轮的疗效。较世俗一些的用途，则可作为家用装饰品、制作珠宝等工艺材料。 结论 尽管矿石在地球上随处可见，人类还是为了这种多采多姿的天然产物所深深着迷着。学会如何辨识分类岩石，让我们得以一窥远在人类成为世界主宰前的远古地球样貌；认识矿物有助于人们维持健康的身体，并促进生态系的完整。