礦物學
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這頁在回答：考前最後一輪，哪些一定要會？用一頁把 L01–L08 的必背重點、最常考的比較和練習題放在一起。先自己作答，再打開答案。
必背清單
| 主題 | 一定要會 |
|---|---|
| 礦物定義（L03） | 五個條件 + 每條的 O／X 例子；似礦物（火山玻璃、褐鐵礦、蛋白石）；輻射變晶（鋯石） |
| 五大分科（L03） | 描述礦物學、結晶學、結晶化學、分類學、地質產狀 |
| 歷史（L03） | Agricola 1556、Steno 1669 面角守恆、Haüy 晶胞、Wollaston 1809、Nicol 1828、Sorby 1850s、X 光 |
| 分類與命名（L03） | 依陰離子分類（15 類）；命名依顏色、成分、性質、地名、人名、晶形 |
| 薄片（L02） | 切 → 磨平 → AB 膠貼 → 細切磨薄；0.03 mm |
| 顏色（L04） | 四種成因；自色／他色；紅寶石 vs 祖母綠 |
| 光澤、條痕（L04） | 八種光澤的例子；黃鐵礦／黃銅礦綠黑、赤鐵礦紅 |
| 解理（L04） | 六類；輝石 87°／93°、角閃石 124°／56° |
| 硬度（L04） | 摩氏 1–10 |
| 比重、磁性（L04） | G = Wa／(Wa − Ww)；反、順、鐵磁性；磁鐵礦居禮點 580 °C |
| 分類（L05） | 各類代表礦物的記憶點；矽酸鹽七種結構 |
| 寶石（L05） | 斑晶、捕獲晶、熱液各四、五種 |
| 顯微鏡（L06） | 13 個部位；上下偏光鏡方向；使用注意；四項調整 |
| 開放偏光（L06） | 晶形、顏色、解理、浮影（貝克線）、多色性 |
| 正交偏光（L08） | 雙晶、環帶、消光（三型 + 全消光）、干涉色 |
| 光學（L08） | 雙折射率；光軸；一軸／二軸晶的晶系；正負光性；Δ = d × δ |
| 鑑定（L08） | 常見礦物光性表；快速分類表 |
| 台灣（L07） | 調查史；北投石；金瓜石 vs 九份；豐田閃玉；藍閃石 |
最常考的比較
| 比較 | 怎麼分 |
|---|---|
| 輝石 vs 角閃石 | 解理角 87°／93° vs 124°／56°；角閃石綠色有多色性 |
| Opx vs Cpx | 平行消光 vs 斜消光 |
| 黑雲母 vs 白雲母 | 綠褐、多色性、干涉色中 vs 無色、干涉色高；都 1 組解理、平行消光 |
| 石英 vs 斜長石 vs 正長石 | 石英無解理、乾淨、波狀消光；斜長石聚片雙晶；正長石混濁、簡單雙晶 |
| 橄欖石 vs 石榴子石 | 都浮影高、無解理；石榴子石全消光，橄欖石干涉色高 |
| 方解石 vs 白雲母 | 都干涉色高；方解石對稱消光、菱面解理、閃突起；白雲母平行消光、1 組 |
| 方解石 vs 白雲石 vs 霰石 | 冷鹽酸劇烈／弱（要磨粉或加熱）；霰石斜方、比重大 |
| 黃鐵礦 vs 黃銅礦 vs 金 | 比小刀硬 vs 軟；條痕綠黑 vs 綠黑 vs 金黃；金有延展性 |
| 磁鐵礦 vs 赤鐵礦 | 條痕黑、強磁 vs 條痕紅 |
| 紅寶石 vs 祖母綠 | 都是 Cr³⁺；剛玉晶體場強 vs 綠柱石晶體場弱 |
| 螢光 vs 磷光 | 停止照射就停 vs 繼續發光 |
| 解理 vs 裂理 vs 斷口 | 結構固有弱面 vs 缺陷造成 vs 無方向 |
| 一軸晶 vs 二軸晶 | 六方、正方 vs 斜方、單斜、三斜 |
| 正光性 vs 負光性 | 石英 ε > ω vs 方解石 ε < ω |
練習題
一、是非與判斷
- 人造紅寶石和天然紅寶石成分結構相同，所以都是礦物。
- 冰是礦物。
- 煤是礦物，因為它是天然的固體。
- 面角守恆是說同一種礦物的晶面大小相同。
- 白雲母和白雲石都是層狀矽酸鹽。
- 正交偏光下，等向性礦物轉一圈會消光四次。
- 提升鏡筒，貝克線往折射率低的介質移動。
- 鑽石是捕獲晶。
答案
- ✗，人造的不是天然產出。
- ✓。
- ✗，有機作用形成、沒有固定成分。
- ✗，是晶面夾角相同。
- ✗，白雲母是層狀矽酸鹽，白雲石是碳酸鹽。
- ✗，等向性礦物全消光；非等向性才是四次。
- ✗，往折射率高的移動。
- ✓，只在地函高溫高壓下穩定，由岩漿帶上來。
二、簡答
- 為什麼說顏色是不可靠的鑑定特徵？什麼性質比較可靠？
- 說明晶體場轉變如何讓礦物有顏色。
- 輝石和角閃石的解理夾角為什麼不同？
- 寫出 Jolly 天平的比重公式，並計算：空氣中 26.0 g、水中 16.0 g。
- 比較反磁性、順磁性、鐵磁性。
- 寫出矽酸鹽七種結構類型，各舉一例。
- 說出火山產生寶石的三種途徑，各舉兩例。
- 正交偏光下什麼是消光？三種消光型式各舉一例。
- 石英的雙折射率 0.009，在 0.03 mm 的薄片中光程差是多少？呈現什麼干涉色？
- 某礦物在標準薄片中最高干涉色是二階綠（約 720 nm），雙折射率是多少？可能是哪種礦物？
答案
- 非金屬礦物常因雜質、色心、風化面、反光而顏色多變；條痕（粉末顏色）較可靠，再加上硬度、解理、比重等組合判斷。
- 過渡金屬的 3d 軌道在礦物的多面體位置中因電場不對稱而分裂，能階差相當於可見光的能量，吸收特定波長，看到的是補色。
- 輝石是單鏈、鏈窄，解理沿鏈間弱面，兩組近直交（87°／93°）；角閃石是雙鏈、較寬，兩組交成 124°／56°。
- G = Wa／(Wa − Ww) = 26.0／10.0 = 2.6（可能是石英或長石）。
- 反磁性：電子全成對，外加磁場時微弱反向（石英、方解石）；順磁性：有不成對電子但亂排，外加磁場時順向、移除就消失（黑雲母、石榴子石）；鐵磁性：自發排列，移除磁場仍保有，超過居禮點消失（磁鐵礦 580 °C）。
- 島（橄欖石）、對（綠簾石）、環（電氣石）、單鏈（輝石）、雙鏈（角閃石）、層（雲母）、架（石英、長石）。
- 斑晶（月光石、鋯石）、捕獲晶（鑽石、尖晶石）、熱液（祖母綠、綠松石）。
- 正交偏光下顆粒變黑。平行消光（黑雲母）、對稱消光（方解石）、斜消光（普通輝石）。
- Δ = 30 000 nm × 0.009 = 270 nm，一階灰白。
- δ = 720／30 000 = 0.024，可能是普通輝石（0.025）。
三、看描述說礦物
- 開放偏光：綠色、多色性淡綠到淡褐、浮影高、兩組斜交解理。正交偏光：斜消光。
- 開放偏光：無色、浮影低、有解理。正交偏光：黑白相間的條紋、一階灰白。
- 開放偏光：無色、浮影高、無解理。正交偏光：干涉色鮮豔（二階以上）、平行消光。
- 開放偏光：無色、浮影中、解理好、轉動時浮影一閃一閃。正交偏光：高階白、對稱消光。
- 手標本：淺黃銅色、金屬光澤、條痕綠黑、小刀刮不動、立方體晶形。
- 手標本：藍紫色、針狀晶簇，產在花蓮瑞穗的片岩中。
- 手標本：黃色、放射性，長在北投溪的安山岩礫表面。
答案
- 普通角閃石。
- 斜長石（聚片雙晶）。
- 橄欖石。
- 方解石。
- 黃鐵礦。
- 藍閃石。
- 北投石。