當前位置:成語大全網 - 古籍修復 - 礦物學發展史

礦物學發展史

礦物學的發展跨越了幾個世紀。作為壹門科學,它的發展歷史相對較短,但它的應用卻和人類文明史壹樣悠久。例如,在石器時代,人們意識到某些礦物質被制成工具或武器時,可以為人類提供食物和保護。早期人類在洞穴繪畫中使用的天然顏料由赤鐵礦(紅色)和磁鐵礦(黑色)組成。在青銅時代,人類開始尋找可以提煉金屬的礦物,並將金屬熔煉制成器皿。

礦物學作為壹個獨立研究領域的出現,以德國物理學家Georgius Africolar在1556年寫的《金屬學》(De Re Metallica)壹書(中文譯為《采礦與冶金大全》或《論金屬》)為標誌。這本書是歐洲采礦和冶金技術的經典。所以在歐洲國家影響力很大。本書共分12冊,全面總結了16起歐洲探礦、采礦、選礦、礦石冶煉作業的技術經驗;詳細討論了從礦石中冶煉金屬和分離鑒定各種金屬的方法。並首次提出了“礦物”壹詞。在此之前,有壹些關於礦物的記載。例如,中國的《山海經》(約公元前475年)是世界上最早描述礦物原料的書籍。後來我國的《本草綱目》(1596)壹書對藥用礦物做了詳細的考證,包括其特性、鑒別方法、來源、賦存狀態、醫療作用等。

隨著社會生產力的不斷發展,礦物學也在發展。許多科學家為礦物學的發展做出了巨大貢獻(表1-1)。1857年,偏光顯微鏡問世,並成功應用於礦物的鑒定和研究。1895年倫琴發現X射線,1912年馬克斯·馮·勞厄的X射線晶體衍射實驗成功,使確定礦物晶體內部結構成為可能,從而獲得礦物化學成分與晶體結構的統壹關系。從20世紀30年代開始,相平衡理論和物理化學理論被引入礦物學研究,用來討論礦物在不同地質條件下的穩定性,以及礦物之間的成因關系和分布規律。20世紀60年代以來,壹系列現代測試技術和手段,包括電子光學和激光測試技術、各種光譜手段、高溫和超高壓實驗核技術、計算機技術等。以及現代物理、化學理論應用於礦物學研究,使礦物學研究進入了壹個微區、高分辨率、精細結構、宏觀與微觀相結合的新階段。過去,描述性礦物學已被礦物形成和變化的研究所取代。礦物的成因、礦物結構的缺陷和不均勻性、生物對礦物的影響是現代礦物學研究的重點。

現代礦物學已發展成為壹門與行星科學、生物學、材料學和環境科學等多學科高度交叉的綜合性礦物科學。礦物學的主要方向和壹些交叉學科方向得到了不斷發展和完善。其研究內容廣泛而深刻。比如①模擬地幔和地核的物質組成,在高溫高壓下人造新礦物,比如後鈣鈦礦;②通過對礦物施加超高壓或電子束輻射,探索從晶態到非晶態的轉變,以尋找適合貯存核廢料的礦物;③研究微生物引起的礦物沈澱或溶解,控制地表上下不同環境中元素的分布;④礦物表面化學反應動力學的研究;等壹下。上述研究有助於了解地球和其他行星復雜而不尋常的組成,有助於獲取地質演化過程中礦物的信息。

表1-1壹些著名科學家對礦物科學的重大貢獻

從事固體物質的研究和應用,需要礦物學家的專業理論知識和專業技能。所以有誌向的人需要打下紮實的礦物學基礎才能勝任。