为什么我们从矿物开始研究固体地球？毫不夸张地说，我们可以说矿物是这个星球的基石。从实际的角度来看，矿物是制造许多物品的原材料：从窗户到电线，从砖到混凝土，这些都用于维持现代社会。
对地质学家来说，矿物是一种天然形成的均质固态晶体，具有可确定的化学成分，在大多数情况下是无机的。接下来对其定义进行详细的解释：
矿物有贵重的也有常见的：各种贵重珠宝的王冠；透明到白色的石英晶体
真正的矿物质是天然形成的，而非工厂生产的。现在化学家已经能够合成和真正的矿物具有相同特征的材料，这些可称为合成矿物
矿物每部分的组成和结构完全相同
固体是一种物质状态，它可以无限期地保持它的形状
固体中以一种特定的、有序的模式排列
石英晶体，含有有序排列的原子，排列的几何形状定义了晶格
化学成分的定义强调矿物以特定的比例包含特定的元素。有些矿物质只含有一种元素，但大多数是两种或两种以上元素的化合物。
有相同元素组成的不同矿物，钻石和石墨的分子式都是C。化学式也有简单复杂之分，石英是SiO2，方解石为CaCO3，黑云母则是K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2。
有机化学物质是存在于生物体中或类似于生物体中的含碳化合物。碳原子排列成链或环，并与氢原子、氮原子和/或氧原子结合。例如，糖(C12H22O11)是一种有机化学物。几乎所有的矿物质都是无机物。
记住了矿物的定义，我们就可以区分矿物和玻璃。玻璃是一种没有晶体结构的无机固体。换句话说，矿物中的原子、离子或分子以一种有规律的方式排列，而玻璃中的原子、离子或分子以一种半混乱的方式排列
玻璃制品内原子无序排列
矿物可以以晶体的形式出现。具体地说，晶体是一个单一的、连续的固体块，其中原子、分子或离子有序的排列固定。地质学家也使用“颗粒”，这个更普遍的词。
晶体被称为晶面的平面所包围，这些平面相交形成晶体边缘，并随着晶体的生长而自然发展。晶体也可能有一个不规则的形状或圆形的表面。面是平的晶体称为自形晶体，反之称为它形晶体。自形晶体的每一面都与其相邻的面形成一个特定的角度。自形晶体可能有许多迷人的形状：立方体、梯形、金字塔、八面体、六角形圆柱体、刀状、针状等。
晶体有各种各样的形状，有些终止于某一点，有些终止于平面
晶体结构提供了自然界模式最壮观的例子之一，即以几何排列方式重复某一特征。正如墙纸上的图案是由图案的规则间隔组成，晶体中的图案是由原子的规则间隔组成。你可以把矿物中的原子想象成被化学键固定的小球。晶体中原子相对位置的几何网格称为晶格。
墙纸上花卉图案的重复；矿物方铅矿(PbS)中硫、铅原子交替重复
例如，岩盐是用来调味食物或融化人行道上的冰的。在岩盐晶体(NaCl)中，氯离子(Cl−)与钠离子交替出现(Na+)在一个晶格中，以90°相交。它的内部结构使岩盐晶体有一个立方体的形状。请注意，原子或离子在矿物中的对称性意味着一个部分的形状是另一部分的镜像。
岩盐(NaCl)模型：左边的模型把离子描绘成球，化学键描绘成棒
岩盐或雪花(冰晶)的一半是另一半的镜像
地质学家识别出五种不同的矿物形成过程，其发生的时间和地点取决于形成时的地质背景：
液体变为固体的过程称为凝固或冻结。在凝固过程中，原子或离子锁定在晶体表面的晶格位置。冰在水中的生长就是这个过程的一个例子
在沉淀过程中，液体中的离子结合在一起，形成与液体分离的固体晶体。例如，当锅里的盐水蒸发后，就会形成盐晶体，并留下一层白色的外壳
扩散是指原子或分子在物质中的迁移。例如，如果你把一滴墨水滴到水里，墨水分子会在水中扩散。某些矿物的形成涉及到原子在固体中的扩散，这个过程比在空气或水中的扩散要慢得多。扩散原子可以在固体中移动到一个新的位置并附着在其他原子上，或者在固体中重新排列
一些矿物形成于物理和生物组分之间的界面。生物体内的新陈代谢引起原子在生物体的细胞内，细胞上或紧邻细胞沉淀。例如，蛤蜊提取钙(Ca+)和碳酸盐(CO32-)，产生方解石的外壳
我们通常认为沉淀是在液体中发生的。但在火山口周围，火山气体和蒸汽进入大气并迅速冷却，矿物从气体中直接沉淀，在喷口周围形成沉积物。雪花和明亮的黄色硫磺晶体均通过这种机制生长
晶体的生长始于偶然出现的一粒种子（一种极其微小的晶体）。一旦种子存在，周围物质中的其他原子就会附着在种子的表面上。随着晶体长大，其表面向外移动，在任何给定的时间，晶体最年轻的部分位于晶体表面。晶体朝着相同的方向生长，晶体的形状(针状、片状、刃状)既取决于晶体晶格的几何形状，也取决于晶体是否在某一方向上比其他方向生长得更快。
晶体的生长：新的晶体从水溶液中形成并开始沉淀
如果一种矿物生长不受周围环境的抑制，它就会变成一种自形晶体。例如，从晶洞的岩壁凸出的矿物通常是自面体晶体。然而，如果环境抑制了矿物的生长，就会形成它形晶体。
晶体的生长：巴西的晶洞由紫色的石英晶体(紫水晶)组成
晶体的生长：不断生长的晶体保持其形状直到它们相互干扰
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