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礦物學發展簡史及其現狀

中國春秋戰國時期的《山海經》是世界上最早系統記述礦物原料的著作。迄今為止,這門學科已經經歷了近2500年的發展。根據研究技術和方法的不同,礦物學的發展歷史可分為五個階段:19世紀中期以前的肉眼描述階段,19世紀中期以後的偏光和反射顯微鏡研究階段,20世紀初開始的X射線結構分析和礦物成因研究階段,20世紀30年代興起的高溫高壓實驗研究階段,20世紀60年代形成的礦物物理學綜合研究階段。根據研究的深度和廣度,礦物學的發展歷史可分為兩個階段:20世紀以前的描述性礦物學階段和20世紀以來對礦物本質和成因的深入研究。

今天,礦物學已成為巖石學、礦床學、地球化學、地球物理學、礦物材料學和環境地質學最重要的基礎學科,甚至是地層學、構造地質學、采礦、選礦、冶金等相關學科的基礎。

1.現代分析測試技術和新的多學科理論已被引入礦物學研究。

從2500年前到20世紀初,礦物學研究壹直局限於簡單的鑒定、普通光學顯微鏡下的描述和濕式壹般化學分析,僅涉及礦物外部形態、宏觀物理性質、主要化學成分、產狀、來源、用途和定性分類等基本方面。在整個國際礦物學界,還處於描述礦物學階段,或者說在19世紀中期以前,19世紀中期,還處於肉眼描述階段。20世紀初,發達國家開始將X射線分析引入礦物研究,進入了礦物X射線結構分析和礦物成因研究的全新階段。20世紀30年代,國際礦物學領域引進了高溫高壓實驗技術和熱力學理論,開始了礦物學的高溫高壓實驗研究階段。此後,在較短的時間內,氣液包裹體實驗技術、溫壓地球化學理論、微束探測技術(電子探針、離子探針、激光探針、掃描電鏡、透射電鏡、同步輻射X射線熒光等。)、晶體化學理論等高新技術(激光光譜、拉曼光譜、紅外光譜、質譜、穆斯堡爾譜、順磁* *振動光譜、核磁* * *)相繼推出。通過交叉學科和計算機技術,礦物學研究實現了從微觀粒子到微觀領域、從宏觀到微觀領域、從現象到本質、從靜態到動態、從局部到整體、從零星分散孤立到全面系統互聯的飛躍。現在對礦物的認識已不局限於宏觀形態性質等外在特征,還擴展到礦物中主要元素的原子或離子的排列方式,雜質元素的賦存狀態,元素的不同價態和鍵,元素的同位素及其比值,礦物的色心,礦物中電荷密度的分布,礦物的表面性質,礦物流體包裹體中的遊離H和O, 礦物的晶格缺陷,礦物的流變性質,礦物對聲、光、電、磁、磁的影響。 此外,礦物形成演化內外部條件的實驗、模擬、計算和分析,以及相關成果在地質理論探討、礦產資源尋找、寶石加工、礦物材料開發、環境監測等方面的應用研究也逐步加強。應該承認,20世紀初,半封建半殖民地的社會政治形式嚴重阻礙了礦物學在中國的發展。新中國的誕生和生產力的大發展,使中國礦物學有可能引進現代分析測試技術,並與多學科的新理論相結合,從而使中國礦物學在20世紀末進入與國際礦物學基本同步發展的階段。

2.多學科融合和人類生產生活實踐促進了礦物學科的蓬勃發展。

唯物主義的核心觀點是存在決定意識。任何科學範疇的發生和發展都是與人類社會的生產生活相適應的。20世紀中葉以前,國際社會面臨的壹個重要問題是礦產資源匱乏,因此為礦產勘查服務成為礦物學研究的首要任務。20世紀下半葉,礦物分析和測試技術日益多樣化和現代化。礦物學包含了大量來自其他學科的新思想和新理論。人們越來越關註自身的生活質量和生存環境,礦物學的資源屬性出現了明顯的分化。最引人註目的是衍生或突出礦物的環境屬性和美學屬性。在與多門學科的融合和人類生產生活實踐的推動下,礦物學發展到今天,形成了許多分支學科,有些是20世紀的產物,如成因礦物學、礦物晶體化學、礦物物理學、包裹體礦物學和實驗礦物學,有些則是19世紀的延續和發展。有的形成了理論和研究技術比較完備的系統學科體系,如礦物形態學、系統礦物學、礦物晶體化學、成因礦物學、礦物物理學、礦床礦物學、包裹體礦物學、找礦礦物學、寶石礦物學等,有的沒有系統完整的理論和研究技術,但在未來社會發展中將發揮重要作用,因此具有強大的生命力,如環境礦物學、表面礦物學、納米礦物學、礦物材料等。因此,當代中國的礦物學是壹個分支眾多的學科體系,可分為礦物史、描述礦物學、理論礦物學和應用礦物學四大板塊,其中礦物晶體化學、礦物物理和成因礦物學是現代礦物學的主要理論支柱。

1998陳光遠先生稱俄羅斯學者生命礦物學對礦物與生命起源關系的研究。作者建議把生命體(包括微生物、宏觀動植物、人體)與礦物的相互作用放在生命礦物學的範疇內研究,所以生命礦物學包括醫學礦物學、生物礦物學、農(林)學和環境礦物學,這是壹門在國內外都很有發展前景的學科。

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