地球上有多少种矿物?历时15年,一种新的矿物分类系统将地球上的矿物目录更新为10500种国际矿物学协会(IMA)定义了大约 5800 种矿物:石英、云母、黄铁矿、钻石、羟基磷灰石、铁质岩……这是地质学家。
们几个世纪以来收集的藏品很长一段时间,这些矿物标本对于识别矿物很有用——人们通过看颜色、外形和测量硬度进行对比,但它并不能说明这些地质文物是如何形成的例如,黄铁矿可以追溯到很多信息,因为它有可能是因为火山爆发
、陨石坠落,或是人为的矿井火灾而形成的。如果没有一些额外的知识,当你发现了黄铁矿,你根本不会知道它想诉说的故事。还有一些矿物是在雷击的极端条件下产生的,或者直接来自地球生命,比如动物尸骨。
这块来自加拿大阿尔伯塔省的菊石,展示了生物和矿物的跨界组合1 亿年前,鹦鹉螺沉积了自己坚硬的碳酸盐外壳——一种“生物矿物”如今,这一情况正在发生重大改变,这要归功于一种新的矿物分类系统,该系统考虑了矿物是如何形成的,以及何时形成的。
借助数据科学方法——生物学家经常使这种方法来分析基因组,社会学家则用来寻找社交网络中的人群——矿物学家 Robert Hazen 和地球学家 Shaunna Morrison 希望能将各种因素关联起来,重新梳理各种矿物的形成历史。
团队花了 15 年时间,从世界各地搜寻了数千种矿物,并将它们标记为 57 种不同的形成环境
孔雀石是 25 亿年前生命在大气中制造氧气后形成的一种含铜碳酸盐矿物它们是数百种美丽的蓝色和绿色铜矿中的一种,这些铜矿是在地表附近形成的研究人员采用了相当多的方法来判断矿物在何时、何地,以及如何形成他们会测定。
微量元素,包括从周围环境中渗入到矿物质中的额外的化学和生物物质他们还分析矿物中不同放射性同位素的比例,这与碳定年法类似,可以告诉我们一种矿物的历史到底有多久远现在,他们已经把国际矿物学协会定义的 5800 种矿物,变成了 10500 多种“矿物”。
一种矿物如果以几种不同的方式形成,就会演变为多种分支以钻石为例,从化学角度来说,它是一种最简单的矿物质,完全由碳原子以立方体结构排列而成但新目录列出了 9 种不同的钻石:在地幔中烘烤和压制的钻石、在陨石撞击中沉淀的钻石、由富含碳的。
恒星所“带来”的钻石,等等。
方解石以 17 种不同的方式形成,使其成为最多样化的矿物物种之一这块方解石形成自冰川期中国南方洞穴中的沉积物在不久前发表于《美国矿物学家》杂志上的论文中,Morrison指出,国际矿物学协会定义的矿物中有 80% 以上只存在 1~2 种。
但也有 9 种矿物被重新分成了 15 种此外,方解石被定义为由 17 种不同的方式形成,而黄铁矿的形成方式最多——高达 21 种
电气石是含硼元素的矿物,它在富含矿物质的花岗伟晶岩中形成了华丽的晶体国际矿物学协会认定了 30 多种电气石“物种”,但新发表的论文中只承认了少数原因是电气石的成分变化很大——Mg/Fe、F/OH、Al/Fe和许多其他化学比例都能产生单独的彩色带状晶体,但它们的形成方式只有一种。