Question

矿物学发展简史及其现状

Answer 1

我国春秋战国时代创作的《山海经》，是世界上最早对矿物原料作系统描述的著作，迄今该学科已经历了近2500年的发展。根据研究技术方法的不同，可将矿物学发展史划分为19世纪中叶前的肉眼描述阶段，19世纪中叶后的偏、反光显微镜研究阶段，20世纪初开始的X射线结构分析和矿物成因研究阶段，20世纪30年代兴起的高温高压实验研究阶段，60年代形成的矿物物理学综合研究阶段五个阶段。根据研究的深度和广度，可将矿物学的发展史划分为20世纪前的描述矿物学阶段和20世纪以来深入矿物本质和矿物成因的研究阶段。

矿物学发展到今天，已成为现今岩石学、矿床学、地球化学、地球物理学、矿物材料学、环境地质学最重要的基础学科，甚至也是地层学、构造地质学及采矿、选矿、冶金学和其他有关学科的基础。

1.现代化分析测试技术与多学科新理论已被引入矿物学研究

从2500年前到20世纪初，矿物学研究一直限于简易鉴定、普通光学显微镜下的描述和湿法普通化学分析，只涉及矿物外部形态、宏观物性、主要化学组成、产状、产地、用途和定性分类等基本方面，在整个国际矿物学界，也还处于描述矿物学阶段，或处于19世纪中叶前的肉眼描述阶段和19世纪中叶至20世纪初期的偏、反光显微镜研究阶段。20世纪初，发达国家已开始将X射线分析手段引入矿物研究，进入了矿物X射线结构分析和矿物成因研究的崭新阶段。20世纪30年代，国际矿物学界引进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，在较短时期内又陆续引入了气液包裹体实验技术和温压地球化学理论、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荧光等）和晶体化学理论、其他高新技术（激光光谱、拉曼光谱、红外光谱、质谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、核磁共振谱等）和谱学理论，以及同位素研究方法和同位素地球化学理论，形成矿物学与多学科交叉融合的综合研究阶段。通过多学科交叉，加以电子计算机技术的配合，矿物学研究已实现了从微粒到微区，从宏观到微观，从现象到本质，从静态到动态，从部分到整体，从零星分散孤立到全面系统互相联系的飞跃。现今对矿物的认识，不仅限于宏观形态性质等外部特征，而且扩展到矿物内部主元素原子或离子的排列，杂质元素的赋存状态，元素不同价态和键性，元素同位素及其比值，矿物色心，矿物中电荷密度的分布，矿物表面性质，矿物的流体包裹体中游离的H和O，矿物的晶格缺陷，矿物的流变特性，矿物对声、光、电、磁、热的相互转换以及矿物与元素之间在吸附、催化、扩散之间的相互作用。此外，矿物形成演化的内外条件的实验、模拟、计算、分析及有关成果在地质理论探讨、矿产资源寻找、宝玉石加工、矿物材料研制、环境监控等多方面的应用研究也逐步得到加强。应当承认，在20世纪早期，半封建半殖民地的社会政治形态严重妨碍了我国矿物学的发展，新中国的诞生和生产力的大发展才使得我国矿物学有可能引入现代化的分析测试技术并与多学科新理论相融合，从而使我国矿物学在20世纪末期进入与国际矿物学基本同步发展的阶段。

2.多学科融合与人类生产生活实践推动矿物学分支学科蓬勃发展

唯物主义最核心的观点是存在决定意识。任何科学门类的发生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，国际社会所面临的一个重要问题是矿产资源匮乏，因此为找矿服务就成为矿物学研究的首要任务。20世纪后半叶，矿物分析测试技术日渐多样化和现代化，矿物学包容了大量其他学科的新思想和新理论，人们对自身生活质量和生活环境的关注日益加强，矿物学的资源属性发生了明显的分化，最引人注目的是派生了或突出了矿物的环境属性和美学属性。在与多学科融合及人类生产生活实践的推动下，矿物学发展到今天，已形成众多学科分支，其中有些分支是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，而有些则是19世纪的继续与发展；有些已形成系统的、理论和研究技术方法比较完备的学科体系，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、找矿矿物学和宝玉石矿物学，而有些则尚无系统的、完备的理论和研究技术方法，但在未来社会发展中将起重大作用，因而具有强劲的生命力，如环境矿物学、表面矿物学、纳米矿物学、矿物材料学、实验矿物学等。因此，当代中国的矿物学是包容众多分支的学科大系，各分支可分属矿物史学、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、矿物物理学和成因矿物学是现代矿物学的主要理论支柱。

1998年，陈光远先生将俄罗斯学者对矿物与生命起源关系的研究称为生命矿物学。笔者建议将生命物质（包括微生物、宏观动植物、人体）与矿物质相互作用统一纳入生命矿物学的范畴加以研究，因此生命矿物学部分地包括医药矿物学、生物矿物学、农（林）业矿物学和环境矿物学的内容，是国内外很有发展前景的学科。