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礦物學發展簡況

礦物學是壹門很古老的學科,它的產生和發展是人類長期生產實踐的結果。

早在我國史前的舊石器時代,人們即開始認識了礦物和巖石,並用來制作生產工具(石器)和裝飾品。從奴隸社會向封建社會轉化的大變革時期,也是由青銅器時代向鐵器時代的過渡時期,反映當時礦冶事業大為發展。世界上比較系統描述礦物原料的最早著作應首推我國春秋末戰國初(即公元前475年)的《山海經》,書中提到80多種礦物、巖石和礦石,比西方的《似金屬論》、《石頭論》等問世要早得多,且內容更豐富。封建社會裏,生產力曾有過飛速發展,相應地出現了《管子·地數》、《淮南子》、《抱樸子》、《夢溪筆談》、《本草綱目》和《天工開物》等許多記載礦物方面知識的著作,是極為寶貴的礦物史料。其中特別是明代李時珍的醫藥專著《本草綱目》(1596年)全面可靠地描述了38種藥用礦物的成分、形態、性質、鑒定特征、產狀、產地及藥用等;而戰國時期(公元前475年—公元前221年)的《管子·地數》中之“管子六條”則系最早揭示礦物***生的客觀規律及自然界中某些有用礦產的指示礦物,是成因礦物學(Genetic mineralogy)的萌芽思想之壹。德國人阿格裏科拉(Georgius Agricola)在著作《論礦物的起源》(1556年)中首先將礦物與巖石分開,並引入“礦物”這個名詞。

總之,在19世紀以前的漫長時期裏,礦物學始終處於對礦物的記載和表面特征的描述。當然,不可否認其間也為礦物學後來的發展奠定了堅實的基礎。

自19世紀中葉以來,隨著科學技術的突飛猛進,礦物學得到迅速發展,曾經歷了幾次重大的變革。

首先是1857年偏光顯微鏡的創制成功並應用於對礦物的研究和鑒定,同時配合化學分析及晶體測角等方法,即得以開始對礦物的化學成分,幾何形態、物理和化學性質、產狀等進行系統研究,並提出了礦物的化學成分分類,極大地推動了礦物學的發展,形成獨立的學科,導致了礦物學的第壹次變革。這期間的代表作是美國丹納(J.D.Dana)的《描述礦物學》(1837~1892年,第1~6版)。

由於 1895 年 倫 琴(W.K.R?ntgen)發 現 了 X 射 線,1912 年 勞 厄(M.F.T.von Laue)將 X射線成功地應用於礦物晶體結構分析,20 世紀 20~40年代,英國晶體學家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)和原蘇聯著名結晶學家別洛夫(Н.В.Белов)等測量了大量的礦物晶體結構,從而證實了晶體結構的幾何理論,認識到礦物的化學成分、晶體結構、物理性質之間的相互關系,開辟了現代礦物學的晶體化學方向,使礦物學發生了第二次變革,為礦物的晶體化學分類奠定了基礎。

20世紀30年代以來,物理化學理論和熱力學相平衡理論開始被引入礦物學領域,用以探討礦物的形成、穩定和變化的條件,及其與礦物學特征之間的相互關系,揭示礦物***生組合和時空分布的規律性,促進了礦物成因的研究,從根本上擺脫了礦物學純表面現象的描述狀態,實現了礦物學上的第三次變革。

60年代以來,由於壹系列現代測試技術(如電子光學和激光測試技術、各種波譜學技術)、高溫超高壓實驗技術、量熱實驗手段及電子計算機的應用,同時進壹步全面運用現代固體物理學、量子化學、結晶化學和物理化學理論,促使礦物學研究在深度和廣度上均發生了新的重大突破,使現代礦物學對礦物成分、結構的研究從過去只能研究平均成分、平均結構,進入到微區微量成分分析和精細結構的測定,向著快速、自動、定量、高精度方向迅猛發展,並逐漸更多地涉及地幔和宇宙天體物質的研究。因此,大大促進了現代礦物學的各主要方向以及壹些邊緣學科,如系統礦物學、理論礦物學、成因礦物學、應用礦物學、礦物晶體化學、礦物晶體形貌學、礦物物理學、量子礦物學、實驗礦物學和宇宙礦物學等的不斷發展和完善。