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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