矿物的化学成分、晶体化学和形态.ppt

第二章 结晶学基础 u晶体及其基本性质 u晶体的对称及晶体的分类 u晶体的理想形态 u晶体定向和晶面符号（自学） u晶体的规则连生（自学） 第二节 晶体的对称及晶体的分类 u对称的概念及晶体对称的特点 u对称操作和对称要素 u对称要素的组合及晶体的分类 u晶体的微观对称及空间群（自学） 3 第 三 章 矿 物 通 论 u矿物及矿物学的概念 u矿物的化学成分 u矿物的晶体化学 u矿物的形态 u矿物的物理性质及化学性质 u矿物的成因和成因标志 u矿物的鉴定研究方法 4 矿物及矿物学的概念 u矿物是地质作用形成的单质或化合物； 它们具有一定的化学成分和内部结构， 因而呈现出一定的形态、物理性质和化 学性质；在一定的地质和物理化学条件 下稳定；是组成岩石和矿石的基本单元 。 5 矿物和矿物学的概念 u 人造矿物：也叫合成矿物，是在实验室条件下获 得的某些成分和性质与矿物类似的物质。 u 陨石、月岩来自其他天体，与矿物类似的物质分 别为陨石矿物和月岩矿物，或统称为宇宙矿物。 u 目前，已发现的矿物种数有3000多种，基本上 都产自地壳中，但目前的研究已经扩大到地幔和 宇宙中的其它天体。 6 矿物和矿物学的概念 u花岗岩中的长石长期暴 露在地表，可风化形成 高岭石等。 u黄铁矿FeS2，在缺氧的 还原条件下，可以保持 稳定；如果暴露于地表 ，受到氧化作用，就被 分解形成褐铁矿（ Fe2O3.nH2O)。 7 矿物和矿物学的概念 u花岗岩是由长石、石英、云母组成。 u石灰岩主要由方解石组成。 u铅锌矿石是由方铅矿和闪锌矿组成。 花岗岩 石灰岩 8 矿物和矿物学的概念 u固态-石英、长石、石盐 u液态-水、自然汞 u气态-火山喷气中的二氧化碳、硫化氢 u多数气态、液态物质因其特殊的属性纳入其它学 科的研究范围，如石油、天然气成为有机地球化 学和有机化工等学科的研究内容。 u一般矿物学教科书只把由地质作用形成的晶质固 体称为矿物。 9 矿物和矿物学的概念 u在产出状态、成因和化学组成等方面与矿物相似 ，但不具有结晶构造的少数均匀固体，称为准矿 物或似矿物，如A型蛋白石，SiO2.nH2O。 10 矿物和矿物学的概念 u矿物学是地质学的一门分支学科。 u研究矿物的成分、结构、形态、性 质、成因、产状、用途和它们的内 在联系。 u研究矿物在时间和空间上的分布规 律、形成和变化历史等。 11 第一节 矿物的化学成分 P60 u元素的离子类型 u矿物的化学成分及其可变性 u类质同象 u胶体矿物的成分 u矿物中的水 u矿物的化学式 12 一、元素的离子类型 u分类依据：离子的最外层电子结构 l惰性气体型离子 l铜型离子 l过渡型离子 13 元素的离子类型 u惰性气体型离子： l离子的最外层电子结构与惰性气体原子相似， 具有2个或8个电子。 l共有25种。 l离子半径一般较大，而极化性较小，易与O结 合成以离子键为主的氧化物或含氧盐，特别是 硅酸盐，构成地壳中大部分造岩矿物。 l又称为造岩元素或亲氧元素。 14 元素的离子类型 15 元素的离子类型 u铜型离子： l失去电子成为阳离子时，最外层电子层有18（ 或18+2）个电子，与Cu+相似。 l外层电子结构较稳定，除个别离子外，一般情 况下不变价，或只在18和18+2两种构型间变化 （如Pb4+、Pb2+）； l离子半径小，外层电子多，极化性能很强，易 与半径较大，易被极化的S2-结合生成以共价键 为主的化合物，形成主要的金属矿物。 l又称为造矿元素或亲硫元素。 16 元素的离子类型 17 元素的离子类型 u过渡型离子： l失去电子成为阳离子时，最外层电子层为具有 8-18个电子的过渡型结构 l离子的结合性质受环境的影响。 如Fe在还原条件下，多与S结合，生成黄铁矿或白 铁矿FeS2 ； 当O的浓度很高时，便与O结合生成赤铁矿Fe2O3 、 磁铁矿Fe3O4 、菱铁矿FeCO3 。 18 元素的离子类型 u离子半径与极化性质介于惰性气体型离子和铜型离子之间 。 l最外层电子数愈接近8的离子，亲氧性愈强，易形成氧 化物和含氧盐； l最外层电子数愈接近18的离子，亲硫性愈强，易形成 硫化物。 l离子的电价比较容易变化，如Fe2+、Fe3+以及Mn2+、 Mn3+、Mn4+等都是常见的变价的过渡型离子。 l居于中间位置的Mn和Fe与O和S均可化合，如Fe可与S 结合形成黄铁矿FeS2，又可与O结合形成赤铁矿Fe2O3 。 19 元素的离子类型 20 二、矿物的化学成分及其可变性 u单质：由同种元素的原子自相结合组成，如金刚 石C，自然金Au等。 21 矿物的化学成分及其可变性 u化合物：由两种或两种以上不同的化学元素的原 子组成的。 l简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成 ，如 石盐NaCl、方铅矿PbS。 l络合物：由一种阳离子和一种络阴离子组成， 如方解石CaCO3、镁橄榄石MgSiO4。 l复化合物（复盐）：由两种以上阳离子与同种 （络）阴离子组成，如黄铜矿CuFeS2、白云石 CaMgCO32。 22 矿物的化学成分及其可变性 u少数矿物的化学成分相当固定，其化学组成遵守 物理化学分配定律定比定律和倍比定律，各 组分间具严格的化合比，其化学组成可由理想化 学式表示。如 水晶（SiO2）。 23 矿物的化学成分及其可变性 u矿物的化学成分无论是单质还是化合物，并不是绝对不变 的，通常都在一定的范围内有所变化。 u变化的原因: l对晶质矿物而言，主要是元素的类质同象代替； l对胶体矿物来说，主要是胶体水的变化和胶体的吸附 作用。 l矿物中含有显微（或超显微）包裹体形式的机械混入 物。 l非化学计量的矿物，化学组成不符合定比定律和倍比 定律。 24 矿物的化学成分及其可变性 u矿物晶体内部存在的某种晶格缺陷或结构上的不 均匀性，使得一些矿物的化学成分表现出非化学 计量性，即不符合定比定律。这些矿物属于非化 学计量矿物。 u如方铁矿理想化学式为FeO，但实际成分为Fe1- xO，Fe的原子数略少于O原子数。 ？因为方铁矿中部分Fe2+被Fe3+取代，为了保持 晶体的电中性，晶格中便相应地形成了空位。 25 三、 类质同象 u类质同象isomorphism：矿物晶体在结晶过程中 ，结晶格子中的某种质点（原子、离子和分子） 的位置，部分被介质中性质相似的他种质点所取 代共同结晶形成均匀的单一相的混合晶体，取代 前后除晶格常数略有变化外，键性和晶体结构型 式不发生本质改变的现象。 26 类质同象 Fe2+含量 /% 00.16 10.3118.2526.20 晶胞大小 /nm 5.4 0 5.42 3 5.4325.4425.450 颜色无 色 无色棕色黑色铁黑色 条痕白 色 白色 黄褐 色 褐色黑褐色 透明度透 明 透明 半透 明 薄片下透 明 薄片下不透 明 折射率小大 光泽金刚光泽半金属光泽 硬度3 4.5 闪锌矿中Fe2+的含量对晶体常数及物理性质的影响 27 类质同象的概念 u举例：闪锌矿ZnS l Fe、Mn、Ga（镓）、In（铟）等常以类质同 像形式替代Zn，使Zn：S25%40% 在高温条件下可形成 不完全类质同象，在低温条件下不能形成类质同 象。 34 影响类质同象代替的因素 l条纹长石-高温 下完全混融的钾长石和 钠长石，在温度降低时 发生固溶体分解的结果 。 35 影响类质同象代替的因素 u相互替换的离子的总电价应相等 l保持晶格的静电平衡。 u离子类型和键性必须相同 l离子间结合的键性和离子的外层电子构型密切 相关。 l惰性气体型离子在结合时一般形成离子键，铜 型离子则常形成共价键。 l离子类型不同不易互相代替。 36 影响类质同象代替的因素 uCa2+和Hg2+ l半径分别为1.08和1.10，但彼此不能相互代 替。 uSi4+和Al3+ l属同型离子，（R1-R2）/R2=38%，但在硅酸盐 矿物的晶格中， Al3+ 代Si4+的类质同象替代十 分广泛。 37 影响类质同象代替的因素 u温度：温度的升高有利于类质同像的形成。 l一些在常温下不能形成类质同象或只能形成不 完全类质同象的，在高温下可形成类质同象或 完全类质同象。 l随温度的降低，固溶体会发生分解或出熔。 钾长石中的K +在660以上，可以被Na +任意代替 ，形成完全类质同象； 500时最多能代替20%； 200时，代替不超过5%。 38 影响类质同象代替的因素 u组分浓度：当某种矿物从溶液或熔体中结晶时， 如果介质中某一组分的浓度不足，可由介质中性 质相似的其它组分“顶替”，从而形成类质同像。 -补偿类质同象complementary isomorphism l如磷灰石Ca5PO43(F,Cl)形成时，如介质中Ca2+的浓度 不足，介质中的Sr2+(锶）、Na+等离子就可代替Ca2+进 入晶格，占据Ca2+的位置，形成类质同象。 l一些稀有分散元素常可形成类质同象混入物，往往与 此有关。 39 研究类质同象的意义 u类质同象矿物的物理性质与类质同象混入物的类 型及含量有关。 -可根据矿物物理性质大致推断其化学组成。 u类质同象的形成受物理化学条件的制约。 -可根据类质同像推断矿物形成时的物理化学 条件。 40 研究类质同象的意义 u大部分稀有元素不能形成独立矿物，而主要以类 质同象形式存在于与它性质相似的元素组成的矿 物中。 -指导找矿和矿产资源的综合利用。 u如闪锌矿中的Cd（镉）、In、Ga，辉钼矿中的 Re（铼），锆石中的Hf（铪）。 41 四、胶体矿物的成分 u胶体矿物：以水为分散 媒、以固相为分散相的 水胶凝体而形成的非晶 质或超显微的隐晶质矿 物。 u如蛋白石、大多数粘土 矿物。 42 胶体矿物的成分 细 分 散 系 非晶质 无规则几何外形 可变性和复杂性 带电荷 选择性吸附 较高的内能 胶体的特点胶体 胶 体 胶体矿物的特点 风风化 胶体溶液 凝聚 蒸发发/中和 胶体矿物 胶体矿物形成 海滨地带和岩石风化壳 中 矿物/岩石 43 四、胶体矿物的成分 u滨海地带形成的赤铁矿、硬锰矿 等，岩石风化壳中的铝土矿、褐 铁矿、孔雀石，以及氧化带潜水 面以下形成的辉铜矿都是胶体作 用的产物，有时还可形成大规模 的矿床。 44 五、矿物中的水 u分类依据：水在矿物中的存在形式及在矿物晶体 结构中所起的作用。 l吸附水 l结晶水 l结构水 l沸石水 l层间水 参加晶体构成或与矿物晶体 结构关系较密切 不参加晶体构成，与矿物晶体无关 45 吸附水 u存在形式：中性水分子，机械吸附于矿物颗粒外 表面或孔隙中。 u特点：不参加组成矿物晶格；随环境温度、湿度 和压力变化而改变。 u例子：包裹在粘土矿物颗粒表面的薄膜水及充填 在矿物粒间孔隙内的毛细管水。 u脱失温度：温度达110时，基本全部脱失，但 胶体矿物中的吸附水脱失温度较高，一般达 100250 。 46 胶体水 u胶体水：吸附水的一种特殊类型，是水胶凝体中 的水，作为分散媒，凭借微弱的结合力依附在胶 体分散相的表面。 u胶体水是胶体矿物固有的特征，计入矿物的化学 组成，但含量变化大。 u如蛋白石SiO2nH2O ln表示水的含量不固定，达1%-34%。 47 结晶水 u存在形式： 中性水分子 u特点：参与构成矿物晶体结构；数量固定，遵守 定比定律。 u例子：石膏 CaSO4.2H2O u脱失温度：200500 或更高（受晶格束缚） u结晶水脱失后，矿物晶体结构被破坏，形成新的 结构。 CaSO4.2H2O CaSO4.1/2H2O CaSO4 石膏 半水石膏 硬石膏 80-120 150 热重-差热分析 48 结构水 u存在形式：OH - 、H+或H3O+ u特点：参与构成矿物晶体结构，有确定的含量 比。 u例子：高岭石 Al4Si4O10(OH)8 u脱失温度：6001000 或更高（结合强度比 结晶水高） u脱水后，结构被完全破坏，生成新的矿物。 Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO2+2H2O 550 高岭石 偏高岭石 49 沸石水 u存在形式：中性水分子，存在于沸石矿物的宽大 的空腔和通道中。 u例子：钠沸石 u特点： l介于吸附水和结晶水之间； l在晶体结构中占据确定的位置； l含量有一上限； l随环境温度增高或湿度减小，沸石水通过结构通道逸失 ，但不引起晶体结构变化； l部分脱水的沸石，在潮湿环境中又可从外界吸收水分。 50 沸石水 假如把沸石比作旅 馆，那么1立方微 米的这种“超级旅 馆”内竟有100万个 “房间”！ 这些房间能根据“ 旅客”（分子和离 子）的高矮、胖瘦 、不同自动开门或 挡驾。 根据沸石的这一特 性，人们用它来筛 选分子，获得很好 的效果。 51 层间水 u存在形式：中性水分子，存在于某些层状硅酸盐 矿物结构单元层之间。 u特点：介于结晶水和吸附水之间，含量不定；当 温度和压力升高时，层间水逐渐逸失。 u例子：蒙脱石 u脱失温度：常压下110 u层间水脱失后，相邻结构单元层之间的距离减少 ，但晶格不被破坏；已脱失层间水的层状硅酸盐 进行潮湿环境，又可重新得到层间水，并使晶体 结构膨胀。 52 层间水 53 六、矿物的化学式 u矿物的化学式：按照一定的原则，用元素符号及 其他辅助符号表示矿物化学组成特征的式子。 u分类 l实验式：只表示矿物中各组成数量比的化学式 。 如白云母 H2KAl3Si3O12 或 K2O3Al2O36SiO22H2O l结构式：又称晶体化学式，既能反映矿物中各 组分的数量比例，又能反映组分之间的结合关 系。 白云母 KAl2(Si3Al)O10(OH)2 54 矿物的化学式 u结构式的书写规则： l阳离子写在化学式的最前面，复盐的阳离子依 碱性由强至弱的顺序排列。如白云石 CaMgCO32 。 l阴离子或络阴离子写在阳离子后面，络阴离子 用方括号括起来；如正长石KAlSi3O8。 l附加阴离子一般写在主要阴离子或络阴离子的 后面。如磷灰石 Ca5PO43(F,Cl)。 55 矿物的化学式 u含水化合物的水分子（指结晶水、沸石水、层间 水和胶体水）的写法：写在化学式的最后面，并 用圆点把它与矿物中的其它组分分开。如石膏： CaSO4.2H2O；蛋白石：SiO2.nH2O或SiO2.aq。 u有类质同像取代关系的离子用圆括号括起来，相 互间以逗号分开，含量较多的元素一般写在前面 ，如铁闪锌矿 (Zn,Fe)S。 56 第二节 矿物的晶体化学 P72 矿物晶体外形 理化性质 晶体结构 化学组成 晶体化学 57 矿物的晶体化学 u晶体化学：研究晶体的化学组成和晶体结构之间 的关系，从而进一步阐明晶体的形态、性质及成 因的科学。 u晶体内部的质点作为原子、离子来考虑。 u晶体化学可解释矿物在外形和理化性质等方面的 特点，以及元素在地球上分布、迁移、聚集和分 散的规律等。 58 主要内容 u原子和离子半径及离子的极化（自学） u球体的最紧密堆积原理 u配位数和配位多面体（自学） u化学键和晶格类型 u同质多像 u有序和无序结构（自学） 59 二、球体的最紧密堆积原理 u把原子和离子看成是具有一定半径的球体来考虑。 ？因为在离子键和金属键的晶体结构中，离子键和金属键是 没有方向性的，核外电子云的分布是球形，可以作为球形 来考虑。 u在晶体结构中，原子和离子相结合时，尽可能互相靠近， 使离子或原子之间的作用力达到平衡，形成最紧密堆积， 以达到内能最小，使晶体结构趋于最稳定的状态。 所以对于离子键和金属键的晶体结构，可以用球体最紧密 堆积原理来研究。 60 等径球体的最紧密堆积 u单层堆积 u只有一种堆积 方式 u每个球周围有 6个球与之相 接触 u两种空隙 u孔隙1和孔隙2 等效 2 2 1 1 61 等径球体的最紧密堆积 u两层堆积 u第二层球可位于 孔隙1或孔隙2上 u孔隙1和孔隙2等 效-只有一种 排列方式。 u两种空隙： u连续贯穿两层球 的空隙； u未贯穿两层球的 空隙。 2 2 62 等径球体的最紧密堆积 u三层堆积： u第一种：第三 层球堆积在第 二层上未贯穿 两层球体的空 隙上，即第三 层球的空间位 置与第一层球 重复。 u堆积层的重复 规律： ABABAB 63 等径球体的最紧密堆积 六方最紧密堆积：球在空间的分布与空间格子 中的六方底心格子一致，如金属锌。 六方最紧密堆积及六方底心格子 64 等径球体的最紧密堆积 u第二种：第 三层球堆积 在第二层上 贯穿两层的 空隙上，其 位置与第一 、第二层都 不重复。 u重复规律： ABCABC 65 A-layerA-layer B-layerB-layer C-layerC-layer A-layerA-layer 66 等径球体的最紧密堆积 u立方最紧密堆积：球在空间分布与立方面心格子 相一致，如自然铜、自然金。 立方最紧密堆积及立方面心格子 67 等径球体的最紧密堆积 u六方最紧密堆积和四方最紧密堆积是晶体结构中 最基本也是最常见的堆积形式。 u此外，还可出现ABCBABCB 等四层、五层、 六层重复一次以及更复杂的堆积方式。 u在等大球体的最紧密堆积中，球体之间必有空隙 存在。据计算，空隙占堆积体体积的25.95%。 68 等径球体的最紧密堆积 u由同种化学组分形成的晶体，如果其 晶体结构中基本结构层相同，但重复 方式有所不同时，这样的一些晶体结 构便构成了所谓的多型现象。 u2H石墨 ABAB u3R石墨 ABCABC 69 不等径球的最紧密堆积 u看成是大球作最紧密堆积，而小球充填于其中的空隙中。 适用于离子晶体的晶体结构。 u如NaCl，Cl-的半径为1.81，Na+的半径为1.02，可视 为Cl-作立方最紧密堆积，Na+充填所有八面体空隙。 HaliteHalite ClCl ClCl ClCl ClCl NaNa 70 不等径球的最紧密堆积 u如果阳离子稍大于空隙，当阳离子充填后，会将形成空隙 的阴离子略撑开些。在这种情况下，阴离子只能作近似的 最紧密堆积，或可能出现某种形式的变形。 u如金红石（TiO2），O2-作近似的立方最紧密堆积，Ti4+充 填在畸变的八面体空隙中。 71 四、化学键和晶格类型 u化学键：晶体结构中，各个质点彼此相互结合而 维系在一起的作用力。 u基本的化学键： l离子键 l共价键 l金属键 l分子键 u具有不同化学键的晶体，在晶体结构、物理性质 和化学性质上都有很大的差异。 72 化学键和晶格类型 u根据晶体中占主导地位的化学键特征， 晶体结构可划分为以下几种晶格类型： l离子晶格 l原子晶格 l金属晶格 l分子晶格 73 离子键和离子晶格 u键性：离子键，由阳离子和阴离子靠静电引 力相互联系。 u特点：无方向性，无饱和性；键力一般较强 。 u晶体结构：正、负离子尽量相间分布，排列 作最紧密堆积。 u晶体性质：折射率和反射率低、透明或半透 明、非金属光泽；导电性很差；硬度和熔点 有很大的变化范围。 u典型实例：石盐 NaCl、萤石 CaF2 74 共价键和原子晶格 u化学键：共价键，中性原子以共用电子对的方式 形成。 u特点：原子只能在一定方向相结合，有方向性和 饱和性；键力一般很强。 u晶体结构：非最紧密堆积 u晶体性质：较大的硬度和较高的熔点；不导电； 透明至半透明，非金属光泽。 u典型实例：金刚石 C 75 金属键和金属晶格 u化学键：金属键，金属阳离子被弥散的自由电子 结合形成。 u特点：不具方向性和饱和性；键力一般不强。 u晶体结构：常作等大球体最紧密堆积。 u晶体性质：电和热的良导体；不透明，反射率高 ，金属光泽，有延展性；硬度一般较小。 u典型实例：自然铜 Cu、自然金 Au 76 分子键和分子晶格 u化学键：分子内部的原子之间为共价键，分子间 为分子键。 u特点：无方向性，无饱和性；键力一般较弱。 u晶体结构：作为结构单元的分子不呈球形，结构 单位的堆积形式多样。 u晶体性质：熔点较低，较易挥发，硬度较小，热 膨胀率大，可压缩性大；大部分不导电，热导率 小，透明或半透明，非金属光泽。 u典型实例：自然硫 S 77 化学键和晶格类型 u单键型晶格：在晶体结构中只存在一种键力，如 金、金刚石，石盐。 u多键型晶格：晶体结构中存在多种键型，如方解 石CaCO3：C-O间以共价键为主，Ca-O间以离 子键为主。 u根据主要键性确定晶格类型：方解石-离子晶格 78 五、同质多象 u同质多象polymorphism：化学成分相同的物质， 在不同的热力学条件下，形成晶体结构、形态和 物理性质上互不相同的晶体的现象。 u由此形成的相同物质成分的不同矿物称为同质多 象变体。 lC-石墨和金刚石 lTiO2-金红石、锐钛矿和板钛矿 lCaCO3-方解石和文石 lSiO2- -石英和-石英 79 同质多象 u同质多象现象只限于不同结构的晶 体间，不包括非晶质、气体和液体 。 u按变体的种属不同可分为同质二象 ，同质三象，也可简单泛称为同质 多象。 80 金刚石和石墨特征对比 金刚石石墨 晶系等轴晶系六方晶系 配位数43 原子间距 /nm 0.154层内0.142，层间0.340 键性共价键层内共价键及金属键，层间 分子键 形态八面体六方片状 颜色无色或浅 色 黑色 透明度透明不透明 光泽金刚光泽金属光泽 硬度101 比重3.47-3.562.09-2.23 导电性半导体良导体 81 同质多象转变 u任何一种同质多象变化变体都有一定 的稳定范围，当环境条件改变到超出 某种变体的稳定范围时，就会引起晶 体结构的变化，使一种同质多像变体 在固态条件下转变成另一种变体，这 个过程被称为同质多象转变。 82 同质多象转变 u分类依据：转变的关系 l单变性转变：过程迟缓，且只在升温过 程中发生，降温时不发生相应的可逆反 应。因而在较高温度下为稳定的变体， 在降低温度下可以以稳定形态继续保存 下来。 l双变性转变：转变可逆，过程较快 83 石英同质多象变体的稳定范围 84 同质多象转变 u分类依据：变体间的结构变化 l移位式转变：结构差异小，不涉及键的破坏和重建 ，仅是结构中原子或离子的位置的移动和键角的变 化。一般速度较快且可逆。 如-石英和-石英，转变时，只是Si-O-Si的连线 偏转了13 l重建式转变：晶体结构发生重大改变，破坏了原有 的键型，并发生重组。需要相当高的活化能。转变 缓慢且不可逆。 5-6万大气压 ，10002000 石墨 金刚石 铁、钴、镍 85 同 质 多 象 转 变 移位性和重建性转变示意图 移位相变 重建相变 86 同质多象的研究意义 u同质多象与形成时的外界条件有密切关系可根 据变体的出现推测矿物形成时的物理化学条件。 u有些变体间发生转变的温度一般较固定可用作 地质温度计，推测该变体所存在的地质体的形成 温度。 u工业上利用同质多象变体的转变规律，改造矿物 的晶体结构，以获得所需要的矿物原料，如利用 石墨制造人造金刚石。 87 第三节 矿物的形态 P85 u形态是矿物最醒目的外观特征之一。 u影响因素： l内因-矿物的化学成分和内部结构 l外因-矿物形成时的外部环境 u研究意义： l鉴定矿物 l研究成因 l指导找矿 l利用矿物资源 88 矿物的形态 u矿物的单体形态 u矿物的集合体形态 89 矿物的单体形态 u矿物的单体形态-矿物单晶体的形态- -晶质矿物 u矿物单体形态 l矿物晶体结晶习性 l晶面花纹 90 矿物的单体形态 u结晶习性crystal habit：在一定环境条件下结晶形 成的同种矿物晶体，总是有着一致的特定结晶形 态和形态特征，简称晶习或晶癖。 u分类依据：晶体在三维空间的发育程度 l一向延长型 l二向延展型 l三向等长型 91 矿物的单体形态 u一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，呈柱状 、针状和纤维状等。如石英、角闪石等。 92 矿物的单体形态 u二向延展型：晶体沿两个方向相对更发育，呈板 状、片状、鳞片状和叶片状等，如石墨、云母等 。 93 矿物的单体形态 u三向等长型：晶体沿三个方向发育大致相等，呈 粒状或等轴状，如石盐、黄铁矿等。 94 矿物的单体形态 u此外，还有一些过渡类型 ，如板柱状，厚板状、短 柱状等。 95 矿物的单体形态 u晶体习性是晶体的成分和结构，及生长环境的物理化学条 件（包括温度、压力、组分浓度及介质的PH值和Eh值等） 和空间条件的综合体现。 u具体规律： l化学成分简单，结构对称程度高的晶体，一般呈等轴状 。 l晶体常沿其内部结构中化学键强的方向发育，如具链状 结构的矿物呈柱状、针状晶习，而层状结构的矿物则呈 片状、鳞片状习性。 l外部因素是通过直接或间接地改变不同晶面间的相对生 长速度而影响晶体习性的。 96 矿物的单体形态 u举例： l角闪石-链状硅酸盐-常沿链的方 向发育成柱状、针状或纤维状。 l方解石由于生长温度不同，晶体 可呈800多种形状。 l产于绿泥石片岩中的磁铁矿晶体 通常呈完好的八面体晶形，产于 花岗伟晶岩中的磁铁矿，则常表 现为晶面上带有条纹的菱形十二 面体。 角闪石 磁铁矿 97 矿物的单体形态 u实际晶体的晶面并非理想平 面，其上常会出现多种凹凸 花纹，即晶面花纹。 l晶面条纹 l蚀像 98 矿物的单体形态 u晶面条纹：由于不同单形的细窄晶面反复相 聚、交替生长而在晶面上出现的一系列直线状 平行条纹，也称聚形条纹。 u这是晶体的一种阶梯状生长现象，只见于晶 面上，故又称生长条纹。 99 矿物的单体形态 几种常见矿物的晶面条纹 a-石英；b-黄铁矿；c-电气石；d-刚玉 100 晶面条纹 101 二、矿物的集合体形态 u矿物集合体：同种矿物的多个单体聚集在一起的 整体。 u根据集合体中矿物颗粒大小，集合体形态分为三 类： l显晶集合体：肉眼或借助于放大镜可以看出晶 体颗粒 l隐晶集合体：只在显微镜下可看出晶体颗粒 l胶态（准矿物）集合体：显微镜下也不能看出 晶体颗粒 102 二、矿物的集合体形态 u结晶质矿物的集合体形态主要取决于单 体的形状和它们集合的方式。 u胶体准矿物的集合体形态与形成条件关 系密切。 103 显晶质集合体形态 u由于矿物晶体的结晶习性、颗粒大小及空间排列 方式不同，显晶集合体有下列主要形态类型： l粒状集合体：主要由三向等长的粒状晶体颗粒 构成，可分为粗粒状（颗粒直径5mm）、中 粒状（51mm）、细粒状（1cm），如玛瑙 l杏仁体（1cm），如火山岩中杏 仁体 110 隐晶质和胶态集合体 晶腺杏仁体 生长顺序 111 玛瑙 112 隐晶质和胶态集合体 u特点： l大小极不一致，从几毫米 到几米甚至更大。 l多存在于沉积岩中，由胶 体凝聚形成。 l结核体内部构造有放射状 、同心层状和致密块状等 。 l常形成结核体的矿物有