矿山地质学-第二章矿物和岩石

2.1矿物形态性质鉴别方法2.2岩石岩浆岩沉积岩变质岩,第二章矿物与岩石,第二章矿物与岩石矿物,矿物的概念矿物(mineral)是由各种地质作用所形成的天然结晶态的单质或化合物。具有相对确定的化学组成，呈固态者还具有固定的内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定，是岩石和矿石的基本组成单位。通常是由无机作用形成的均匀固体,世界上矿物的种类,连那些肉眼分不清的以及非常罕见的矿物全加起来,也只有四千一百多种。,第二章矿物与岩石矿物,矿物的概念要注意四个方面：1、来源于地球或宇宙。（属性：天然）2、化学成分和内部结构相对稳定但又可在一小的范围内变化。3、岩石和矿石的基本组成单位。4、矿物矿产矿产有经济价值，不一定是矿物煤炭（？），石油，卤水，沥青（石油凝固），玻璃（SiO2非晶体，火山喷发物）等。,第二章矿物与岩石矿物,2.1.1矿物的形态,结晶习性：在相同的生长条件下,一定成分的同种矿物往往呈现相同的形态,这种性质称为矿物的结晶习性。自然界中部分矿物是以单个晶体产出的，但大多数矿物是以集合体出现的。故矿物的形态可以分为两类：1、单体形态2、集合体的形态,第二章矿物与岩石矿物,一向伸长型柱状、针状、纤维状、放射状集合体。二向延展型呈片状、板状晶形三向等长型呈粒状或等轴状晶形,矿物的形态1、单体的形态,第二章矿物与岩石矿物,矿物集合体(mineralaggregate)是指同种矿物的多个单体聚集在一起的整体。其形态取决于单体的形态及集合方式，与矿物的内部结构和生成环境密切相关。常见的矿物集合体形态有以下几种类型：a、粒状集合体b、片状集合体c、柱状集合体,矿物的形态2、集合体的形态,第二章矿物与岩石矿物,a、粒状集合体这类集合体分布广泛，由矿物单晶体颗粒聚集而成。颗粒的形态多近于三向等长形。,第二章矿物与岩石矿物,b、片状集合体：集合体中矿物颗粒为两向伸长形，那么由大到小、厚到薄的不同，可分别构成板状、片状、鳞片状集合体。,第二章矿物与岩石矿物,c、柱状集合体:如果颗粒为一向伸长形，则会形成柱状、针状、毛发状、纤维状或束状、放射状集合体。如果这些柱状晶体有共同基底，形成一种矿物或不同矿物的晶体群，称晶簇。,第二章矿物与岩石矿物,2.1.2矿物的物理性质,矿物的物理性质：每种矿物都有其固有的物理性质与其他矿物相区别，这些物理性质是由矿物的化学成分和晶体构造所决定的。1矿物的颜色5硬度9其他性质：2矿物的条痕6解理（脆性、延展性、3矿物的光泽7端口弹性、放射性4矿物的透明度8密度导电性、磁性等）,第二章矿物与岩石矿物,1矿物的颜色矿物的颜色据其产生的原因，通常可分为自色、他色和假色3种。自色是由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色，对同种矿物来说，自色一般相当固定，因而是鉴定矿物的重要依据之一；黄铁矿黄方铅矿铅灰色孔雀石翠绿色,他色是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色，它与矿物本身的成分、结构无关，不是矿物固有的颜色，鉴定意义不大。石英-乳白色假色是由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的干涉、衍射、散射等而引起的颜色，假色只对个别矿物有辅助鉴定意义，矿物中常见的假色主要有：晕色、变彩等。绢云母（干涉称五彩色）;冰州石（方解石的一种，干涉称彩虹色）。,第二章矿物与岩石矿物,2矿物的条痕指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色。矿物的条痕能消除假色、减弱他色、突出自色，它比矿物颗粒的颜色更为稳定，更有鉴定意义。注意：透明矿物白、灰白色赤铁矿：赤红、黑灰色，但条痕则为樱红色；黄金、黄铜矿：颜色大体相同，但条痕色分别为黄色和黑色、黑绿色；3矿物的光泽矿物表面反射光波的能力。根据反光的能力可分为四级（强弱）：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽此外，矿物表面光滑程度和集合方式的不同，会出现一些特殊的光泽如：油脂光泽、树脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等。,第二章矿物与岩石矿物,4矿物的透明度透过可见光波的程度。在同一厚度下，根据矿物的透光程度可分为：透明半透明不透明（矿物碎片边缘）透明透过决大部分，石英，方解石，萤石半透明部分，闪锌矿，雄黄、锡石不透明基本不能，自然金、石墨、黄铁矿,以上四种为矿物的光学性质颜色：无色/白色浅色深色金属色条痕：白色浅色深色金属色光泽：玻璃金刚半金属金属透明度：透明半透明不透明,第二章矿物与岩石矿物,5硬度是指矿物抵抗外力刻划的能力。摩氏硬度计互划比较而得到（10种标准硬度矿物，10级）1滑石2石膏3方解石4萤石5磷灰石6长石7石英8黄玉9刚玉10金刚石在野外工作及室内实习中，常用小刀（硬度5.5）、指甲（硬度2.5）代替硬度计，将硬度大致分三级：低（小于2.5）中等（2.55.5）高（大于5.5）维氏硬度：绝对硬度，压入硬度，纤维硬度仪测得的矿物硬度,6解理：指矿物晶体受应力作用而超过弹性限度时，沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性。这些光滑的平面称为解理面。具有方向性，一个方向称为一组解理。根据解理的难易程度和解理面的光滑程度分五级。（1）极完全解理云母、石膏（2）完全解理方解石（3）中等解理普通角闪石（4）不完全解理磷灰石（5）及不完全解理石英,第二章矿物与岩石矿物,7断口：断口(fracture)是指矿物晶体受力后将沿任意方向破裂而形成各种不平整的断面。显然，矿物的解理与断口产生的难易程度是互为消长的。根据其形状可以分为：（1）贝壳状断口（2）锯齿状断口（3）参差状断口（4）土状断口,8密度：矿物的密度是指矿物单位体积的质量，矿物的相对密度与密度在数值上是相同的，但相对密度更易于测定。矿物的相对密度，是矿物在空气中的重量与4度时同体积水的重量之比。,9其他性质：其他性质主要指脆性、延展性、弹性、挠性、磁性、导电性、荷电性、发光性、放射形等,第二章矿物与岩石矿物,2.1.3矿物的化学性质,矿物是由自然界中100多个元素当中任何一个或二个以上的元素组成的。因此矿物的化学性质就离不开这些元素的组合性质。根据矿物的化学成分，我们可以对矿物进行以下分类：1、自然元素矿物自然金，石墨，金刚石2、硫化物黄铁矿，方铅矿，闪锌矿，黄铜矿3、氧化物石英，赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿4、卤化物食盐，萤石5、含氧岩橄榄石，辉石，长石类，云母类，闪长岩类,第二章矿物与岩石矿物,2.1.4矿物的鉴别,不同的矿物，外表特征和物理性质有所不同，因此，可以对矿物进行肉眼鉴定。一般可从矿物的形态、矿物的光学性质、矿物的力学性质等方面来对矿物进行鉴定。,分两个步骤，,常用的鉴定方法主要分为两步：第一步是是地质工作者根据矿物的外形和物理性质进行肉眼鉴定。主要依据是形态、颜色、光泽、透明度、硬度、解理、端口等。还可以根据矿物的韧性、比重、磁性、电性、发光性等特征来鉴别矿物。第二步是在室内运用一定的仪器和药品进行分析和鉴定。有偏光显微镜鉴定法、化学分析法、X射线分析法、差热分析法等等。,其主要依,据是：,1.,形状,金,金刚石,自然铜,（1）常见矿物特征-自然元素类,（2）常见矿物特征-硫化物类,方铅矿(PbS)及方铅矿晶体,闪锌矿ZnS及闪锌矿晶体,（2）常见矿物特征-硫化物类,黄铜矿(CuS)及黄铜矿晶体,黄铁矿Fe(S2)及黄铁矿晶体,（3）常见矿物特征氧化物及氢氧化物类,石英(SiO2),赤铁矿(F203),褐铁矿(多种矿物的混合物）Fe2O3,磁铁矿(Fe2Fe3O4),（4）常见矿物特征卤化物类,萤石（CaF2),石盐(NaCl）,（5）常见矿物特征含氧盐矿物类,橄榄石（Mg，Fe）2SiO4及橄榄石晶体,石榴子石(A3B2SiO43及石榴子石晶体,（5）常见矿物特征含氧盐矿物类,红柱石,蓝晶石,透辉石,角闪石,白云母,黑云母,（5）常见矿物特征含氧盐矿物类,绿泥石,高岭石,长石,正长石,方解石,方解石,方解石,（5）常见矿物特征含氧盐矿物类,硬石膏,（5）常见矿物特征含氧盐矿物类,磷灰石,第二章矿物与岩石岩石,岩石的概念岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。岩石有三态：固态、气态（如天然气）、液态（如石油），但主要是固态物质，是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。组成地壳的岩石，按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。,2.1岩浆岩（Magmaticrocks,Igneousrocks）:它是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。也可称之为火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。,第二章矿物与岩石岩石,第二章矿物与岩石岩石,第二章矿物与岩石岩石,全晶质结构半晶质结构隐晶质结构玻璃质结构,三、岩浆岩的结构和构造,岩浆岩的结构,第二章矿物与岩石岩石,岩浆岩的构造指岩石中不同矿物与其它组成部分之间的排列与充填方式。,块状构造流纹构造气孔构造杏仁构造,岩浆岩的构造,第二章矿物与岩石岩石,四、岩浆岩的分类,酸性岩SiO265%中性岩SiO25265%基性岩SiO24552%超基性岩SiO22.0mm)砂状结构(2.00.05mm)粉砂状结构0.050.005mm),泥质结构(0.005mm),化学结构,生物结构,第二章矿物与岩石岩石,2、沉积岩的构造指沉积岩的各组成部分之间的空间分布和排列方式,层理构造沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变，所引起沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色沿垂直方向发生变化而显示出的成层现象,平行层理,斜层理,交错层理,第二章矿物与岩石岩石,交错层理,层面构造沉积岩层层面上遗留的痕迹,波痕,化石结核,泥裂,雨痕,第二章矿物与岩石岩石,三叶虫,三、沉积岩的分类,第二章矿物与岩石岩石,泥灰岩(marl)图片通常指由粉砂及泥级碳酸盐与粘土矿物混合组成的一种松、软、易碎的较新的沉积岩。常呈灰、黄、绿等色，也有深色的。,粉砂岩(siltstone)图片粉砂岩中的碎屑颗粒一般为棱角状，圆化的少见，这是因为颗粒太小，不易磨圆。,2.3变质岩变质岩地壳中的岩浆岩、沉积岩或既有变质岩，由于地壳运动和岩浆活动等的影响，造成物理化学条件的改变，导致原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化而形成的新岩石,第二章矿物与岩石岩石,2、变质岩的构造,指变晶矿物空间排列和分布特点,片理构造,板状构造千枚状构造片状构造片麻状构造,块状构造岩石中矿物柯里分不均匀，不具有定向排列,条带状和眼球状构造,岩石中片状、板状和柱状矿物在定向压力作用下，平行排列呈现连续或断续、宽窄不一的条带现象的构造,第二章矿物与岩石岩石,三、变质岩的分类及鉴定,1.变质岩的分类,2.变质岩的鉴定（根据岩石的构造、结构和矿物成分）,第二章矿物与岩石岩石,片麻岩(gneiss)图片主要由长石、石英组成，中粗粒变晶结构和片麻状或条带状构造的变质岩。关于片麻岩的含义及其与片岩的区分标志，各国岩石学家的看法不尽一致。英国和美国主要根据岩石的构造（片状或片麻状）来区分片岩和片麻岩，北欧一些国家主要