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地球上目前已知矿物资源的编目工作已经完成

2022-07-04 11:56:00 来源:科技日报

每一种矿物都有一段历史,每一块石头都讲述着一个故事。据《美国矿物学家》年10月1日发表的两篇论文称,由美国卡内基科学研究所牵头的一项历时15年的研究详细介绍了地球上每一种已知矿物的起源和多样性。这是一项里程碑式的工作,将有助于重建地球上的生命历史,指导寻找新的矿物和矿床,预测未来生命的可能特征,并有助于寻找宜居行星和地外生命。

研究人员已经确定了10556种“矿物物种”,这是一个新创造的术语,用来表示不同的矿物组合和形成模式。这一数字比国际矿物协会仅根据晶体结构和化学成分认定的约6000种矿物种类高出约75%。

人们发现,地球上80%的矿物质都是由水调节的,水对于地球上矿物质的多样性至关重要,这也解释了为什么月球、水星甚至火星上的矿物质比地球上的要少得多。生物在大约50%的矿物形成中发挥了直接或间接的作用,例如,通过创造富含氧气的大气,导致2000种矿物的形成。

根据研究,大自然以不止一种方式创造了地球上40%的矿物物种。一般来说,矿物有57种不同的形成方式,包括物理、化学和/或生物过程。在国际矿物协会批准的矿物类别中,3349种(59%)仅来自一种过程(共生模式),1372种(24%)来自两种过程,458种(8%)来自三种过程,其余480种(8%)来自四种或四种以上过程。

黄铁矿,也被称为“傻瓜的黄金”,是所有矿物中形成最多的。在过去的45亿年里,大自然使用了21种不同的方法来创造黄铁矿。它可以在高温和低温下形成,有水或无水,在微生物的帮助下或在生命没有影响的恶劣环境下形成。

钻石从外太空到地球深处至少有9种起源方式,包括在远古恒星冷却的大气中凝结,在陨石撞击过程中以及在地球深处的高温超高压下。这些过程导致不同的钻石变种。

论文还写道,大约23亿年前的地球“大氧化事件”导致了地球近地表新矿物的形成。大约44.5亿年前,水刚出现的时候,最早的水岩相互作用大概在近地表海洋和陆地环境中产生了多达350种矿物。

这项工作也为今后的研究指明了方向。比如月球、火星等类地世界有哪些成矿环境?如果火星曾经有过(或者现在仍然有)水文循环,会有什么矿物学表现,等等。

水是生命之源,水和生物直接或间接地影响矿物质的形成。以此推论,地球上的各种矿产资源与地球上丰富的水资源有着千丝万缕的联系。进一步说,宇宙中不同星球上的水资源差别很大,所以不同星球上的矿产资源很可能差别很大。既然如此,是不是有些星球上有其他星球没有的独特矿物,会让我们大开眼界?至于是真是假,有待人类行星采矿的探索来验证。

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