巖礦是由晶體礦物組成的，從微觀上研究晶體的破碎對(duì)研究 巖礦破碎還是有幫助的。而且，現(xiàn)代固體理論在礦物晶體的變形和破碎方面還是有深入的分析和認(rèn)識(shí)的。

礦物晶體的基本單位是晶胞。晶胞中的質(zhì)點(diǎn)之間存在著互作 用力，這個(gè)互作用力包括兩種力：一是質(zhì)點(diǎn)間的相互吸引力，它 是異性靜電荷的庫(kù)侖力，它和質(zhì)點(diǎn)間距離的f方成反比，它維系著質(zhì)點(diǎn)不致于脫離出庫(kù)侖力的電場(chǎng)；二是排斥力，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)充分接近時(shí)，其外圍電子云之間就產(chǎn)生了相互排斥的傾向，當(dāng)電子軌道相互侵占時(shí)排斥更強(qiáng)烈，故排斥力只有在質(zhì)點(diǎn)間距離相當(dāng)近時(shí)才有顯著作用，并隨著距離縮小而急劇增大。這兩種力的綜合效果就是質(zhì)點(diǎn)間的互作用力。在吸引力和排斥力相等時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，在平衡位置上作前后左右的振動(dòng)。

在圖3中繪出了質(zhì)點(diǎn)間的引力、斥力和質(zhì)點(diǎn)間距離的關(guān)系。斥 力隨距離增大而迅速減小，而當(dāng)靠近時(shí)卻猛然增長(zhǎng)。引力也是類似的變化規(guī)律，但比斥力的變化要緩和些。引力和斥力綜合形成 互作用力P，它的大小和變化如圖3中的曲線P所示。

由于質(zhì)點(diǎn)間存在著互作用力，在構(gòu)成晶體時(shí)也就具有一定的 能量，這稱為結(jié)合能（U），它的大小由下式表示：

式（14)中的第一項(xiàng)由引力造成，e為質(zhì)點(diǎn)所帶電荷電量；r為質(zhì)點(diǎn)間距離；A為麥德隆常數(shù)；第二項(xiàng)由斥力造成，B是和結(jié)晶構(gòu)造有關(guān)的常數(shù)；指數(shù)和晶體類型有關(guān)，離子型晶體n=9~11,分子型晶體n=2~3。

圖3中的曲線U表示結(jié)合能和質(zhì)點(diǎn)距離的關(guān)系。在吸引力和斥力相等的位置(r=r₀),結(jié)合能數(shù)值最小，這就是平衡位置。增大或減小質(zhì)點(diǎn)的距離，都將導(dǎo)致結(jié)合能增大，這就需要外力對(duì)它做功。質(zhì)點(diǎn)間的互作用力P等于結(jié)合能對(duì)距離的微分：

當(dāng)(r=r0)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，P=0, U有最小的U值，代入(15）得：

將式（16）代入式（14）得：

當(dāng)晶體受到外力而被壓縮時(shí)，r＜r₀，這時(shí)斥力增大超過(guò)引力的增大，剩余的斥力支撐著外力的壓迫。當(dāng)晶體受外力作用而伸張時(shí)，r＜r₀引力的減小少于斥力的減小，多余的引力抗御著外力的拆散作用。但隨著質(zhì)點(diǎn)間距的進(jìn)一步增加，引力的絕對(duì)值是減小的，故伸張到一定程度，當(dāng)r =r_m 之后（見圖3)，質(zhì)點(diǎn)間互作用力P不可能再增大了，晶體終于抵制不住外力的拉伸而被破碎。即是說(shuō)，施于晶體上的外力若超過(guò)了最大可能的互作用力，晶體就被肢解了。

晶體在破碎之前到破碎之后，所接受的是一定的能量△U，所產(chǎn)生的效果是增加了若干新的表面積△S。由于居于物體表面的晶胞所具有的結(jié)合能多于中心部分的晶胞，因此晶體的表面具有表面能。表面能越大，晶體就越堅(jiān)固。圖4給出了幾種標(biāo)準(zhǔn)礦物的表面能數(shù)值，金剛石在〔111〕方向的表面能是0. 114X10-²J/cm²。

在理論上晶體的表面能可以計(jì)算，礦物的強(qiáng)度也可以計(jì)算，但 計(jì)算得的結(jié)果偏高太多。對(duì)于玻璃、大理石和石英等典型物料，計(jì)算出的理論強(qiáng)度約為10¹⁰Pa，與鋼的強(qiáng)度相近。但實(shí)測(cè)強(qiáng)度僅10⁷ 或10⁸Pa，較之理論數(shù)數(shù)級(jí)要低2～3個(gè)，即實(shí)際強(qiáng)度僅有理論數(shù)值的幾百分之一或幾千分之一。實(shí)測(cè)值比理論直大幅度偏低的原因，主要是因?yàn)閷?shí)際的礦物晶體在結(jié)構(gòu)上存在空位、錯(cuò)位或加位等結(jié)構(gòu)缺陷，故而破碎所需外力大幅度地降低。

晶體的破晬理論得出的結(jié)果雖然比實(shí)際偏高太多，以致不能用于指導(dǎo)實(shí)際的礦物晶體破碎，但它畢竟指出這樣一個(gè)道理：要使礦物晶體破碎，必須使外界施加的破碎力大于晶體的內(nèi)聚力。這個(gè)道理，同樣適用于巖礦的破碎，只有當(dāng)外界施加的破碎力大于巖礦塊的內(nèi)聚力時(shí)才可能發(fā)生破碎。