什么是矿物质？矿物质分哪几类？

饲料在完全失去水分后的物质叫干物质，干物质经过充分燃烧后完全变成灰分，这些灰分主要是无机物质，其中含有少量的碳和杂质，总称为粗灰分或叫矿物质。矿物质在猪体内含量很少，仅占身体的4%左右，但是它是有机体的重要组成部分。

矿物质种类很多，按它们在猪体内含量多少，一般可分为常量元素（也称大量元素）和微量元素两大类。常量元素包括钙、磷、钾、钠、硫、氯和镁等。在常量元素中，猪饲料中常缺乏钙、磷和钠、氯（食盐），故需额外加以补充。其他常量元素，由于猪的需要量较少，饲料中的含量一般都能满足需要。微量元素包括铜、铁、锌、硒、碘、锰和钴等，这些微量元素在饲料中常缺乏，所以缺什么就要额外的补什么，因为它们对猪机体的作用是很大的（功能见后）。不论常量元素还是微量元素，它们存在的主要形式都是以化合物的形式存在。

化学成分是矿物的基本属性，是决定矿物各项性质的最根本的因素之一。自然界的矿物，就其化学组成来说，大体可分为两类：一类是单质，即由同一种元素构成的矿物，如自然金（Au）、金刚石（C）等。另一类是化合物，即由多种离子或离子团构成的矿物，其中由一种阳离子和一种阴离子组成的称作简单化合物，如石盐（NaCl）、方铅矿（PbS）、赤铁矿（Fe2O3）等；而由一种阳离子与一种络阴离子（酸根）组成的称为单盐化合物，如方解石（Ca［CO3］）、锆石（Zr［SiO4］）、重晶石（Ba［SO4］）等；若由两种以上的阳离子与同种阴离子或络阴离子组成的称作复化合物，如黄铜矿（CuFeS2）、磁铁矿（FeFe2O4）等；其中含络阴离子的复化合物称为复盐，如白云石（CaMg［CO3］2）及大部分硅酸盐类矿物等。复化合物的组成可以看成是由两种或两种以上的简单化合物或单盐以简单的比例组合而成，例如黄铜矿（CuFeS2）可以看成是CuS和FeS的组合；白云石为Ca［CO3］和Mg［CO3］的组合。后者也可以用最简单的氧化物形式表示成CaO·MgO·2CO2的组合。

矿物是地球物质中通过物理手段可分离的最基本组成单元，但并不意味着它是不可再分的。如同其他的宇宙物质一样，矿物的最基本的组成单元就是化学元素的原子或离子。这些原子或离子按一定的空间结构通过各种化学键相互联结起来，就构成了矿物的晶体。目前，在天然产出的矿物当中，已发现的化学元素有 86 种之多 (表1-1) ，其中只有 8 种元素 (表1-2) 组成了大陆地壳的 98%以上。这 8 种元素基本上构成了几乎地壳中所有的矿物，一般称其为造岩元素。

表1-1 元素地球化学分类

(据 G Faure (1998) 和 V M Goldschmidt，T Barth and W Zachriasen (1926) 修改)

从上述 8 种元素在地壳中所占的体积比例来看，整个地壳基本上由氧原子所充填(占地壳的 93 77% ) ，而其他元素的原子只是充填于氧原子所留下的孔隙之间。也可以看出这些元素所组成的化合物———矿物，以硅酸盐和铝硅酸盐占绝大多数。

表1-2 大陆地壳中含量最多的 8 种元素

①选自 G Faure，1998; ②选自 G R Thompson and J Turk，1993; ③选自 B Mason and C B Moore，1982。

除了 8 种主要的元素构成了大陆地壳中的绝大多数矿物外，其他元素要么以微量元素或者叫分散元素 (1 ×10－ 6级) 进入到主要的地壳组成矿物中去，如 Rb，Sr，In 等; 要么形成一些地壳中含量较少的独立矿物 (一般少于地壳组成矿物的 1%) ，如锆石、独居石等。俄国人 Mendeleev 在 1834 ～1907 年期间发明了元素周期表，系统地说明了化学元素的原子结构与其各种物理化学性质之间的关系，但对于复杂的地球物质而言，要确切地了解元素的分配状况，这还远远不够。V M Goldschmidt (1926 ～ 1937) 根据构成矿物的离子大小和电荷提出了元素的地球化学分类。亲石元素，极易与 O 结合生成氧化物和含氧盐矿物 (主要为硅酸盐矿物) ，形成大部分的造岩矿物，这些元素有时也叫造岩元素或者亲氧元素。亲铜元素，容易与 S 结合形成硫化物矿物，往往形成硫化物金属矿产资源，这部分元素有时也叫造矿元素或亲硫元素。亲铁元素，既可以与 O 结合形成氧化物或者含氧盐矿物，也可以与 S 结合形成硫化物。亲气元素，具有易挥发性或易形成易挥发化合物，主要集中于大气圈中。

图1-2 食盐 (NaCl) 的晶体结构绿色球为 Cl－; 红色球为 Na+

人体所需的矿物质和微量元素

人体组织中几乎含有自然界存在的所有元素。碳、氢、氧、氮主要以有机化合物形式存在，其他元素笼统地称为“矿物质”或“无机盐”。

根据在体内含量的多少，矿物质又可分为两大类：含量大于体重的0．01％者称为“常量元素”或“宏量元素”，如钙、磷、钾、钠、镁、氯、硫，都是人体必需的元素；含量小于体重的0．01％者称为“微量元素”，目前技术水平可检出约有70种，其中被确认为人体必需的有14种，即铁、铜、锌、锰、钴、铬、钼、锡、钒、氟、镍、硒、碘、硅。

矿物质和微量元素的生理功能包括：①构成人体组织，如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的主要成分。②维持体内水分的正常分布、酸碱平衡和神经肌肉的兴奋性。③是一些酶的激活剂和组成成分。由于新陈代谢，每天都有一定量的矿物质和微量元素经大小便、汗液、头发、指甲、皮肤等途径排出体外，所以必须由膳食加以补充。