矿物学发展简史及其现状
今天,矿物学已成为岩石学、矿床学、地球化学、地球物理学、矿物材料学和环境地质学最重要的基础学科,甚至是地层学、构造地质学、采矿、选矿、冶金等相关学科的基础。
1.现代分析测试技术和新的多学科理论已被引入矿物学研究。
从2500年前到20世纪初,矿物学研究一直局限于简单的鉴定、普通光学显微镜下的描述和湿式一般化学分析,仅涉及矿物外部形态、宏观物理性质、主要化学成分、产状、来源、用途和定性分类等基本方面。在整个国际矿物学界,还处于描述矿物学阶段,或者说在19世纪中期以前,19世纪中期,还处于肉眼描述阶段。20世纪初,发达国家开始将X射线分析引入矿物研究,进入了矿物X射线结构分析和矿物成因研究的全新阶段。20世纪30年代,国际矿物学领域引进了高温高压实验技术和热力学理论,开始了矿物学的高温高压实验研究阶段。此后,在较短的时间内,气液包裹体实验技术、温压地球化学理论、微束探测技术(电子探针、离子探针、激光探针、扫描电镜、透射电镜、同步辐射X射线荧光等。)、晶体化学理论等高新技术(激光光谱、拉曼光谱、红外光谱、质谱、穆斯堡尔谱、顺磁* *振动光谱、核磁* * *)相继推出。通过交叉学科和计算机技术,矿物学研究实现了从微观粒子到微观领域、从宏观到微观领域、从现象到本质、从静态到动态、从局部到整体、从零星分散孤立到全面系统互联的飞跃。现在对矿物的认识已不局限于宏观形态性质等外在特征,还扩展到矿物中主要元素的原子或离子的排列方式,杂质元素的赋存状态,元素的不同价态和键,元素的同位素及其比值,矿物的色心,矿物中电荷密度的分布,矿物的表面性质,矿物流体包裹体中的游离H和O, 矿物的晶格缺陷,矿物的流变性质,矿物对声、光、电、磁、磁的影响。 此外,矿物形成演化内外部条件的实验、模拟、计算和分析,以及相关成果在地质理论探讨、矿产资源寻找、宝石加工、矿物材料开发、环境监测等方面的应用研究也逐步加强。应该承认,20世纪初,半封建半殖民地的社会政治形式严重阻碍了矿物学在中国的发展。新中国的诞生和生产力的大发展,使中国矿物学有可能引进现代分析测试技术,并与多学科的新理论相结合,从而使中国矿物学在20世纪末进入与国际矿物学基本同步发展的阶段。
2.多学科融合和人类生产生活实践促进了矿物学科的蓬勃发展。
唯物主义的核心观点是存在决定意识。任何科学范畴的发生和发展都是与人类社会的生产生活相适应的。20世纪中叶以前,国际社会面临的一个重要问题是矿产资源匮乏,因此为矿产勘查服务成为矿物学研究的首要任务。20世纪下半叶,矿物分析和测试技术日益多样化和现代化。矿物学包含了大量来自其他学科的新思想和新理论。人们越来越关注自身的生活质量和生存环境,矿物学的资源属性出现了明显的分化。最引人注目的是衍生或突出矿物的环境属性和美学属性。在与多门学科的融合和人类生产生活实践的推动下,矿物学发展到今天,形成了许多分支学科,有些是20世纪的产物,如成因矿物学、矿物晶体化学、矿物物理学、包裹体矿物学和实验矿物学,有些则是19世纪的延续和发展。有的形成了理论和研究技术比较完备的系统学科体系,如矿物形态学、系统矿物学、矿物晶体化学、成因矿物学、矿物物理学、矿床矿物学、包裹体矿物学、找矿矿物学、宝石矿物学等,有的没有系统完整的理论和研究技术,但在未来社会发展中将发挥重要作用,因此具有强大的生命力,如环境矿物学、表面矿物学、纳米矿物学、矿物材料等。因此,当代中国的矿物学是一个分支众多的学科体系,可分为矿物史、描述矿物学、理论矿物学和应用矿物学四大板块,其中矿物晶体化学、矿物物理和成因矿物学是现代矿物学的主要理论支柱。
1998陈光远先生称俄罗斯学者生命矿物学对矿物与生命起源关系的研究。作者建议把生命体(包括微生物、宏观动植物、人体)与矿物的相互作用放在生命矿物学的范畴内研究,所以生命矿物学包括医学矿物学、生物矿物学、农(林)学和环境矿物学,这是一门在国内外都很有发展前景的学科。