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为什么矿物会聚集在一起?

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2023-05-23

为什么矿物会聚集在一起?比如铁矿,金矿,铜矿,水晶之类的。它们为什么不均匀分布?

答案1:从地质学方面解答一个:题主说的矿物多数是有经济效益的矿物,我先解释一下地壳中的丰富矿物为什么富集:长石、石英、角闪石、辉石、云母等:

矿石照片 

我们所站立的叫做大陆地壳是硅铝质的,除掉上面的沉积层,下面的结晶基底来自于岩浆;海底的叫做大洋地壳,是硅镁质的;他们最初的来源都是地幔的岩浆凝固。岩浆是各种硅铝酸盐以及铁镁质的混熔物,在岩浆上升到地表的过程中,由于温度降低,并且岩浆中各矿物的熔点不同,所以先后结晶(结晶分异作用),导致了岩浆中矿物的分异。(橄榄石在早期结晶,石英最晚结晶——鲍文反应序列)期间的反应很复杂,还涉及到矿物的Na2O,K2O,Al2O3,SiO2含量比值等等。

沉积岩:大陆上的母岩经历各种风化搬运作用,通过河流搬运到海里沉积,有的矿物坚硬不易磨损,有的矿物软弱容易磨蚀,其中SiO2也就是海滩上的沙是能干性最强的,所以海滩边上是纯净的SiO2砂,经过长时间地质作用形成了石英砂岩,其中95%以上为SiO2。水晶的化学成分也是SiO2

金属矿物:

还有个很重要的原因是含矿流体遇到物化障——溶解了矿物的流体遇到物理、化学突变的地带叫做“障”,此时溶解度突然减小,达到某些矿物析出的溶解度时,该矿物就在这个区域析出了,形成了矿物的富集带。或者氧化还原条件变化、酸碱度变化,均会带来矿物的沉淀,最后这些沉淀就富集形成了各个分异的矿体

再比如说金,是一种非常稳定的金属,在自然界中不与其他物质反应——所以这就导致了一种稳定性,当其他矿物都被流体带走,这种高密度又异常稳定的金属就留在了原地。

成矿的方式多种多样,矿床的成因类型也非常丰富,在此就不展开了。

 

答案2:按照宇宙起源的大爆炸理论,最初的宇宙,没有物质只有能量,在大爆炸后物质由能量转换而来 (爱因斯坦的著名的E=MC2,只不过原子弹是物质变成能量,这里是能量变成物质),随着不断的膨胀,温度在降低(虽然还是非常极端的高温),渐渐开始形成基本的粒子(比原子还要小的基本粒子如质子,中子等等)。然后随着温度的逐步降低,最初的氢氦原子核开始出现。在这些原子的核聚变下,更重的元素产生了。由于相互之间的万有引力,逐渐形成了大的星系,恒星,行星等等。


不过这些和矿物的分布和聚集有什么关系呢?
天体由于互相之间的引力和运动,都会存在的公转与自转。从自转的角度来说,物质都会收到离心力,不同密度的物质所受到的离心力不同,这离心机的原理一样,密度大的都沉在远离离心中心的位置。当然这种假设是建立在这些物质是可以自由运动或者是处于流体的状况是才会发生这样的分布。在星球形成的初期,应该是温度非常高,有些处于气态,液态,所以,这种离心的效果还是能体现出来的。

地球内核结构 

随着星球渐渐冷却,不同的元素理论上会出现随密度分层的结构。当然,物质之间的万有引力在把它们互相吸引,和离心力是一对矛盾,越重的元素,引力应该更大。因此,实际的分布取决于这两者的矛盾平衡。还要考虑的因素有物质除了万有引力之间的其他作用力,比如,磁力互相吸引的作用力。以我们的地球为例,我们所了解的是我们的地球的核是一个巨大的致密的铁核,处在高温和超高压之下,这些铁之间除了受到引力和离心力之外,还有磁力吸引作用。对于其他的元素,理论上,在离心力和引力之间的平衡下,应该受密度的影响成层状的分布。所以,这也能解释为什么矿物经常成层状的分布。同时由于地质运动,比如地震,火山喷发等等,会引起分布的错位。至于矿物的结晶问题,似乎与本题不是特别相关。

Tags:矿物,物质,化学  
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