礦物可以直接由岩漿作用或火山作用所生成,或者由風化、蒸發或是經熱液、溶液等沈積作用所產生,也可以因溫度、壓力發生改變所引起的變質作用來形成。儘管礦物有著生成環境上的差異,但每一種礦物除了有固定範圍的化學成分外,其內部都有一定的幾何排列方式,我們稱它為「結晶構造」。
自然界中不同種類的礦物,雖然組成之原子或離子種類,或是晶體結構互不相同,但在適合的地質條件下,這些原子或離子所堆砌的均質固體,均能在空間上呈現出規則性和對稱性的結晶構造,加上外部包圍著大小不同的光滑晶面,便形成各式各樣的「礦物晶體」(Mineral crystal)。
在二十世紀初期,人們利用X光射線進行礦物內部晶體結構分析,才真正解開晶體結構與質點(原子、離子或分子)的排列情形。從研究中發現,不論何種礦物或是晶體的外形如何,其內的質點都有一定的排列方式,因而決定了晶體的特有形狀。
首先以自然銅為例,它是由銅原子所構成,原子呈立方最緊密堆積,而這些原子是位於立方晶胞的角頂和各個面的中心。再以鹽岩為例,它的化學成分為氯化鈉,圖二中綠色大球和紅色小球分別代表氯(Cl-)和鈉(Na+)離子,這些質點在三維空間的不同方向上,都依照一定的間距重複出現。如果以實心圓與空心圓的符號,代表氯離子和鈉離子的中心點,彼此並用直線來連結,則構成了立方體的格子狀圖形,這也是鹽岩的晶體常呈立方體的原因了。
每種礦物或是組成成分不同,或是原子或離子堆疊方式不同,因而發展出種類繁多、成分錯綜複雜的礦物世界。
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