岩石在不同领域的应用
除了利用矿物的成分,另一方面,是利用矿物的各种物理性质。
利用矿物质的成分
冶金工业:从矿物中提取有用的元素,冶炼成各种工业所需的金属。
最重要的是从磁铁矿和赤铁矿中提取铁;从方铅矿中提取铅;从黄铜矿和斑铜矿中提取铜;从铬铁矿中提取铬。
我国产量最高的矿产是黑钨矿,从中提取的钨居世界第一。中国湖南是世界著名的辉锑矿产地,从中提取了大量的锑。用于从内蒙古白云鄂博稀土矿床中提取稀土元素的氟碳铈矿也是世界上最丰富的。
国防工业所需的金属如铍从石头中提取,铌和钽从铌铁矿和钽铁矿中提取,原子能工业中的钠从结晶钠矿中提取。
矿物中除了主元素外,还会混入一些微量元素,如镉、铟、锗等,称为分散元素,这些金属在电子工业中有重要用途。
我们还提取这些分散的元素,在提取主元素的时候把它们冶炼成金属。
化工原料:萤石可提取制成氢氟酸,黄铁矿可制成硫酸。
农业:作为农业增产的肥料,除部分合成肥料外,钾盐作为钾肥,磷灰石作为磷肥的来源。
利用矿物的物理特性
光学性质:方解石、应时、萤石最早被用作光学仪器中的棱镜,后来发现许多矿物具有特殊的光学性质。
1960年发现宝石(刚玉)可以作为激光发射的关键材料。
硫化镉矿单晶具有特殊的光弹性,可用于雷达。
彩色辉钼矿具有声光效应,在声波的作用下能产生光的衍射。
白钨矿和绿松石有变色效果。白钨矿在阳光下呈白色,在紫外线下呈紫色,而绿松石在阳光下呈绿色,在光下呈红色,可用于激光全息记录和存储。
闪锌矿单晶用作紫外半导体激光材料。
电子特性:铜是电线中最常见的导电材料。
金刚石2是一种重要的半导体仪器。
方铅矿可作为近红外的主要光电转换材料,主要用于卫星探测、军事侦察、医用热成像仪器等领域。
应时是压电的,多用于雷达、通讯、微处理器等。
云母和滑石可用作绝缘材料。
机械性能:主要用作磨削和切割材料,硬度大于莫氏7的矿物均可,其中金刚石硬度最高,其次是刚玉、黄玉和应时。
其他性能:石棉由于导热系数低,可用作保温材料,石棉板等产品可用作保温材料。
熔点高的矿物,如莫来石,可以作为耐火材料的原料。
沸石、凹凸棒石、蒙脱石、坡缕石、海泡石等多种矿物可以去除废水中的有毒元素和重金属元素。它们是一种能吸附气体和液体中杂质的过滤材料,如啤酒,是治理水污染的重要原料。
有些矿物质也可以做中药,比如石膏、朱砂、硼砂。
宝石和玉石因其耀眼的光彩和极高的价值而成为珍贵的装饰品。
建筑材料用岩石
1.大理石:大理石质地细腻,常用作墙壁或地板。
因为大理石是由石灰岩变质而来,主要成分是碳酸钙,所以也是制造水泥的原料。
大理石柔软细腻,是很好的雕塑石。许多著名的雕像是由大理石制成的,例如著名的维纳斯雕像。
其他的,如墙壁或装饰品,通常由大理石制成,如花瓶、烟灰缸、桌子和其他家居用品。
2.花冈岩:土生土长的花冈岩只有在金门才能见到,所以金门的老房子几乎都是花冈岩做的。
台湾寺庙用华钢岩来自福建,多用于寺庙的龙柱、地砖和石狮。
3.板岩:由于板岩容易裂成薄板,在山区容易取得,原住民至今仍以板岩为建筑材料,建造石板屋或围栏。
4.砾岩:部分砾岩含卵石、砂,胶结差,易分散。例如,这种砾岩发现于台湾西部的第四系头髻山地层中,其中的鹅卵石和沙子是建筑材料。
5.石灰岩:台湾省最常见的石灰岩是由珊瑚形成的,俗称珊瑚礁石灰岩。
在澎湖,珊瑚礁石俗称“石头”,被居民用作墙体建筑材料,以遮挡强烈的东北季风,保护农作物。
6.泥岩:由于其主要成分是粘土,所以自古以来就被用作制砖和制陶的原料。
7.安山岩:因其材质坚硬,也常被用作寺庙的龙柱、墙壁的石雕、墓碑、地砖等。
岩石的使用
首先,岩石是重要的建筑材料;
第二,石头是重要的生活用品;
第三,岩石可以雕刻研磨成各种工艺品;
第四,岩石是重要的工业原料和矿产资源。
说到岩石和人类的关系,我们应该承认,岩石在人类的文明和进化过程中发挥了非常重要的作用。
岩石确实和我们人类形成了非常密切的关系。
早在石器时代,为了生存,我们的祖先就开始使用坚硬的岩石制作各种简单的劳动工具,用于狩猎和切割食物。
通过考古发现,早在50万年前,原始人类留下的石器就有数万件。
恩格斯曾说:人能用双手从第一块岩石制成石刀,终于完成了从猿到人的决定性一步。
随着人类的进步和采矿业的不断发展,岩石有了记载。
大约在公元前战国早期,有一本关于岩石和矿物的书《山海经》,可以说是世界上最早的岩石书籍之一。
目前很多保存至今的历史遗迹都是岩石建筑。
比如举世闻名的万里长城,据说是用全国各地的石头砌成的;甘肃敦煌石窟和洛阳龙门石窟记录了古代劳动人民的聪明才智和高超的艺术水平。Xi的碑林和洛阳新安的“千唐智斋”,这些刻在石头上的书画为研究中国的文字和历史提供了宝贵的资料。
北京是著名的五代古都,文物丰富。石碑、石庙、石兽等石质文物随处可见,构成了北京独特的大都市风貌。
大量事实表明,人类文化的发展离不开岩石。
人类对自然的不断认识,推动了岩石学研究的深入和发展,人们对岩石性质的认识越来越深刻,利用岩石造福人类的领域也越来越广泛。
矿产资源是国民经济发展的物质基础,丰富的矿产是国家科技发展和进步非常重要的后备资源。
岩石中含有大量的矿物质,许多岩石与矿物质密切相关。
矿床通常生长在岩石中,大多数情况下,岩石不规则地分布在矿体周围,形成矿体的围岩。
例如,煤和油页岩产于富含植物化石的沉积岩中;铁、锰、铝、磷和盐等矿物质也产于沉积岩中。
岩浆岩中的矿物也很丰富,如基性岩和超基性岩中的铬铁矿和镍矿;许多有色金属和稀土元素的矿床产于花岗岩中。此外,原生钻石只产于金伯利岩。
在我国的老变质岩中,由于变质作用,金、银等贵金属相对发育,使其富含矿物质。
变质作用也可形成矿床,如碳质页岩或煤变质后可成为石墨矿;高铝粘土可以通过变质作用转化为刚玉矿石。
除了以上这些,有些岩石本身就是矿物。
比如菱镁矿,主要成分是碳酸镁;石灰石主要由方解石组成;白云石由白云石组成。
人们利用岩石的化学成分和物理性质,经过加工,可用于建筑、装饰、化工、冶金等诸多方面。
例如,石灰石可以制造水泥和塑料;白云石可以用来制造耐火材料:珍珠岩用作隔热保温材料;玄武岩可以用来烧铸石;粘土可以用来制作陶瓷。
沙砾可以铺路;煤可以用作燃料。
火山沸石可以作为天然分子筛等等。
花岗岩和大理石因其华丽的外观、坚硬耐磨而被广泛用作建筑装饰石材。
中国的许多重要建筑,如大会堂、纪念馆、图书馆、大剧院、体育馆等。
它们都是由岩石制成的。
近年来,随着人们生活水平的提高,这些高雅的建筑石材逐渐走进千家万户,为美化居室起到了锦上添花的作用。
岩石也创造了许多美丽的自然景观,成为国内外著名的风景名胜。
比如桂林号称“天下第一景观”,是石灰岩地区长期风化侵蚀造成的;昆明的石林也是成因;火山岩发育的地区也有很多景点,比如长白山的天池,牡丹江的镜泊湖,早就是人们避暑旅游的好去处。
毫不夸张地说,岩石几乎涉及人类生活的各个领域。