鉱物
鉱物(こうぶつ、英: mineral、ミネラル)とは、一般的に、地質学的作用により形成される、天然に産する一定の化学組成を有した無機結晶物質のことを指す。
概要[編集]
国際鉱物学連合では鉱物(mineral substance)を「地球や地球外の天体で、地質作用を経て自然に生成した固体」と定義しており、この粒子(鉱物)の集合体を岩石という。そして、この鉱物や鉱物の集合体(岩石)のうち、人の生活上役に立つもの、特に資源として有用なものを鉱石という。なお、広義の非金属鉱物や生体鉱物のように、鉱物は文脈によっては広く捉えられることもある(後述)。
鉱物は金属鉱物と非金属鉱物に分けることができ、金属鉱物は一般に元素(金属)の状態で利用されるのに対し、非金属鉱物は化合物の形で利用されるものが多い。水銀に関連して、水銀鉱物として辰砂、アマルガム、メタ辰砂、角水銀鉱、モントロイ石、リビングストン石などとともに自然水銀が挙げられる。常温常圧で液体の天然物質のうち、自然水銀は例外的に鉱物の1つとして扱われている。なお、非金属鉱物については、広義には石炭、亜炭、石油、アスファルト、可燃性天然ガスまで含むこともあるが、これらは「燃料鉱物」とも称され、分けて取り扱われることが多い。
国際鉱物学連合の定義では地質作用の関わりがあるものに限定しており、骨、歯、貝殻などの生物の硬組織や、樹液が乾固した天然の固体無機化合物などを鉱物から除外している。ただし、歯、骨、貝殻など生物が生成する硬い組織の一部は鉱物と同じ物質からできており、これらは「生体鉱物」と称されることがある。特に特殊なバクテリアや、海底の熱水の噴出口に生息する貝類などが作る鉱物と同じ物質は、鉱物科学の研究対象になっている。
多くの鉱物はほぼ一定の化学組成で、かつ何らかの結晶としての性質をもつ。鉱物の色は、化学組成による本来の色に由来している場合と微量成分などの影響を受けている場合とがある。鉱石は鉱物や鉱物の集合体(岩石)のうち特に資源として有用なものを指すが、歴史的には18世紀から20世紀初頭にかけて発見された元素の多くが鉱物から単離、発見された経緯があり、その文脈で「鉱石」との記述がみられる。
鉱物種[編集]
鉱物の種は結晶構造と化学組成によって特徴付けられている。化学組成が同じであっても結晶構造が異なれば違う鉱物(この関係を多形と呼ぶ)となる。たとえば、石墨(グラファイト)とダイヤモンドの化学組成は共に純粋な炭素(C)であるが、結晶構造が異なるため別種の鉱物であり、全く異なった物性を有する。また、結晶構造が同じでも化学組成が異なれば違う鉱物(この関係を多型(もしくは同質異像)と呼ぶ)となる。方解石(CaCO3)と菱苦土石(MgCO3)は結晶構造はほぼ同一だが、化学組成が異なるため別種の鉱物である。
多形(同質異像)[編集]
固溶体[編集]
結晶構造については、一定量までならば組成外の元素を含んでも維持できるため(固溶体)、同種の鉱物であっても化学組成には一定の幅がある。このとき固溶することのできる元素の量は、元素の種類と結晶構造に依存する。結晶構造が極めて近い鉱物同士の場合、自由な割合で固溶できる場合があり(連続固溶)、この場合にはちょうど 1:1 になる組成を境にしてそれぞれ独立の鉱物として命名する。
新鉱物・命名[編集]
天然で新たに発見された新鉱物は国際鉱物学連合(IMA)の「新鉱物および鉱物名に関する委員会(CNMMN)」に申請し、委員の過半数が参加した投票において、2/3以上の賛成を得ることにより承認される。
新鉱物の名称は、通常、その鉱物の産出地、発見者(申請者自身が発見者である場合を除く)、著名な鉱物学者、性質に基づいて命名される。名称はラテン文字で表記する(ラテン文字で表記されない言語の名称の場合は、ラテン文字に翻字する)こととされており、新鉱物の承認の投票に参加した委員から過半数の賛成を得ることにより承認される。名称の語尾には「-ite」か「-lite」をつけることが多い。
鉱物の和名について、日本鉱物学会(2007年に日本岩石鉱物鉱床学会と統合して日本鉱物科学会となった)では1955年以降、「石」と「鉱」以外は片仮名で書くことを取り決めている。その際、「石」は非金属光沢を持つ鉱物、「鉱」は金属光沢を持つ鉱物に用いる。しかし、片仮名では意味が取りにくいため、実際には漢字で書かれることが多い。