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地球资源与保护丛书——矿产资源大观

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  • 图书作者: 刘行光
  • 出  版  社: 中国财政经济出版社
  • 版权提供: 刘行光
  • 所在分类: 图书 > 自然科学 > 科普
  • 上传时间: 2016-10-17
  • 文件格式: htxt
  • 纸版书价:¥29.8           书城价: ¥3.88
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内容简介作者简介编辑推荐精彩书摘目录
  矿物在地壳上分布非常广泛,到处可以见到。供人们吃用的岩盐,点豆腐或做粉笔用的石膏,做铅笔芯用的石墨,制造玻璃用的石英,晶莹透明的金刚石等等,都是矿物。大多数矿物是由几种或多种元素组成的,也有少数是由单一的元素组成的,比如石墨和金刚石,就都是由单一的碳元素组成的。   每种矿物都有它自己固有的特性,比如说,岩盐是无色透明、有咸味的颗粒或立方晶体,石膏是无色透明、用指甲就能刻动的板状或者纤维状的结晶体,石墨又黑又滑又软、甚至在纸上也能划出黑色痕迹,金刚石是世界上最硬的物质等。这些固有的特性,是由于每种矿物具有一定的化学成分和内部结构的必然结果。
刘行光长期致力于对青少年科普读物的编写与研究,并拥有多位名校高级教师组成的强大创作团队,擅长用通俗易懂的方式介绍科学知识,使所介绍的知识点趣味横生,令读者过目不忘。已出版的作品有《物理多大点事儿》、《地球资源与保护丛书》、《打破砂锅问到底》、《中国少年儿童百科全书》、《中国通史》等。
  在日常生活中,我们需要烧石灰、盖房子,修桥铺路、建筑堤坝以及从事其他许多吃、穿、住、行活动,必然会碰到和用到各种各样的石头,例如花岗岩、砂岩、石灰岩、大理岩等。这些天然生成的形形色色的石头,在地质科学中就称做岩石。岩石是由矿物组成的,那么什么是矿物呢?   地壳是由元素组成的,但是元素在地壳中单独出现的情况却非常少见。大多数都是几种元素化合在一起。例如氧,尽管它占了地壳总重量的将近一半,但在地壳中很难找到单独产出的氧,它总是和其他元素化合在一起,如花岗岩中肉红色的长石,就是由钾、铝、硅、氧4种元素组成的。这种由化学元素在地质作用下所形成的、具有一定化学成分和物理性质的天然化合物,就叫做矿物。
  一、矿产资源的成因   1.地球的构造和组成   小问号   100多年前,许多人(包括一些科学家)都认为地球是一个空心球,那里有个神话般的地心世界。地心世界在南极和北极各有一个洞口通向地面。地球的内部真的是这样吗? 是软的还是硬的?地球的内部是液体还是固体?是冷的还是热的?它的物质成分又怎样呢?   地球是一个稍稍扁椭的球体,全球面积为51000万平方公里,约有71%是海洋,29%是陆地,体积为10833亿立方公里。   从地球表面到地心,分为三个层次:地壳、地幔、地核。这里我们不妨以鸡蛋的蛋壳、蛋白和蛋黄来打个比方:地壳相当于蛋壳,它是由土层和坚硬的岩石组成的。地壳的厚度很不均匀,从10~70公里不等。在陆地上,地壳厚度约为30~40公里;高山底下约为60~70公里;海洋底下的地壳比较薄,约为10~15公里,而在太平洋最小厚度则只有5公里。地壳上部的密度较小,主要由花岗岩类物质组成,叫做硅铝层;地壳下部的密度较大,主要由玄武岩类物质组成,叫做硅镁层。海洋下面的地壳往往没有硅铝层,只有硅镁层。   地幔在地壳下面,也称中间层,是相当于鸡蛋蛋白的那一部分,也就是从地壳下界以下到深度2900公里的部分。地幔一般分为上地幔、下地幔两层。上地幔的物质成分除硅、氧外,铁、镁显著增加,相当于超基性的橄榄岩类岩石;下地幔的组成物质除橄榄岩类岩石外,金属氧化物与硫化物显著增加,又叫金属矿带。   地核在地幔下面,是地球的核心,相当于蛋黄的那一部分。地核的半径约为3400多公里。关于它的物质成分,多数人认为是由大量的重元素铁和镍及少量轻元素硅、硫等所组成。但也有不同的看法,是一个尚待进一步研究的问题。   你一定觉得我们对地球构造的介绍太简单了。的确,人类对地球内部的情况了解得很不够。这主要是我们目前还没有办法进入到地球内部去。今天,人类已经登上了离我们38万多公里的月亮,取回了月面的岩石,但是要钻进脚下这只有几千公里的地球里面去,取个样品看看,却还是一件没有办到的事。   那么,我们又怎么知道地球是分三层的呢?你大概看到过人们挑西瓜的情形吧。只要用手在西瓜上面一拍,就可以根据西瓜发出的声响判别瓜的生熟,还能知道瓜的味道如何。了解地球内部的情形,可以采取类似的办法。当然,用手拍不行。怎么办呢?科学究们利用地震来了解地球内部的情况。我们目前所了解的地球的构造的知识,主要是采取这种办法获得的。科学家们还通过火山来了解地球深处的情况。因为火山喷发时,把大量地层深处的物质带到了地面,为我们研究那里的情况送来了可贵的研究资料。所以,人们常常把火山叫做“地心世界”的使者。   人们目前研究和探寻的一切矿产资源都蕴藏在地壳内。地壳是由土层和岩石构成的,岩石是一种或多种矿物的集合体;而矿物又是化学元素的天然化合物或单质。因此,要了解地壳的组成,就必须从推算岩石的平均化学成分着手。   最早进行地壳化学成分测算工作的,是美国的地质学家和化学家克拉克。他在地壳的相当深度里采集了大量岩石、矿物,土壤和地下水等样品进行分析,于1889年提出了世界上第一份化学元素在地壳中分布的平均含量表。后来,另一位美国科学家华盛顿,在克拉克研究成果的基础上,继续对6000个从地球各地按地理原则采集的样品进行测试,于1924年用他本人和克拉克的名义,共同发表了《化学元素分布表》,得到了元素在地壳中含量的百分数。人们为了纪念克拉克,便把某种元素在地壳中所占的重量百分数,叫做“克拉克值”。克拉克值一般用元素平均含量的百分比表示,有时也可用克/吨表示。   地壳上各种化学元素的含量悬殊很大,分布极不均匀。组成地壳最主要的8种化学元素氧、硅、铝、铁、钙、钠和镁,占地壳总重量的98.58%。其中含量最多的氧,占了地壳总重量的近1/2;其次是硅,占地壳总重量的1/4强;再次是铝,占地壳总重量的1/12强;而铁,则占了地壳总重量的1/20强。其余80多种元素,加起来总共只占地壳总重量的1.42%。上述8种元素再加上钛和氢,构成了地壳上10种分布量最大的化学元素,其总重量就占了地壳总重量的99.34%,其余80余种元素之和却只占0.66%。许多在工业上起着重要作用的化学元素,例如铜、铅、锌、锑、钨、钼、锡、金等,在地壳上的克拉克值都非常低,铜为0.01%,铅为0.0016%,锌为0.020%,钨为0.007%,锡为0.008%,钼为0.001%,金只有5×10-7%。
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