8 矿物分类命名 自然元素矿物 卤化物矿物.ppt

1,第四章矿物各论,P122,2,主要内容,矿物的分类与命名含氧盐大类硅酸盐类含氧盐大类其他含氧盐类氧化物和氢氧化物大类卤化物大类硫化物大类自然元素大类,3,第一节矿物的分类与命名,目的：系统而全面地研究矿物，从矿物的本质、各矿物之间的相互关系中探求规律性。充分利用矿物。分类方案：成因分类光性矿物学分类工业用途分类化学成分分类地球化学特征分类晶体化学分类：以矿物的化学成分和晶体结构为依据,4,一、矿物的晶体化学分类,5,矿物的晶体化学分类,矿物分类的基本单位是种。种：具有相同的化学组成和晶体结构的一种矿物。人们给予每一种矿物的名称，就是矿物的种名。矿物亚种(亦称变种或异种)：指同属于一个种的矿物，但在化学组成、物理性质等方面有一定程度的变异。如紫水晶是水晶的变种；钠正长石是正长石的变种。国际和国内均有相应机构“新矿物及矿物命名委员会”来规范矿物种名。,6,矿物的晶体化学分类,对于同质多象变体：不同变体虽然化学组成相同，但它们的晶体结构有明显的差别，因而应区别为不同的矿物种。对于类质同象系列，特别是完全类质同象系列而言，两个端员为独立矿物种;对过渡组份,通常按其两种端员组份比例的不同范围而划分为几个不同的矿物种,但近来趋向于按50%来二分。Mg2SiO4(Mg,Fe)2SiO4(Fe,Mg)2SiO4Fe2SiO4镁橄榄石铁镁橄榄石镁铁橄榄石铁橄榄石,7,矿物的晶体化学分类,第一大类自然元素矿物第二大类硫化物矿物第三大类氧化物和氢氧化物矿物第四大类含氧盐矿物第五大类卤化物矿物,8,第一大类自然元素金属元素半金属元素非金属元素,第二大类硫化物简单硫化物复硫化物硫盐,第三大类氧化物和氢氧化物氧化物氢氧化物,第四大类含氧盐硅酸盐硼酸盐磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐钨酸盐、钼酸盐铬酸盐硫酸盐碳酸盐硝酸盐,第五大类卤化物氟化物氯化物,9,晶体化学分类,第四大类含氧盐第一类硅酸盐第一亚类岛状结构硅酸盐第二亚类环状结构硅酸盐第三亚类链状结构硅酸盐第四亚类层状结构硅酸盐第五亚类架状结构硅酸盐,10,二、矿物的命名,依据：化学成分矿物本身的特征形态物理性质首次发现该矿物的地名首次发现该矿物的人名或研究学者名,11,矿物的命名,化学成分：自然金(Au)，自然铜（Cu），钨锰铁矿(Mn,Fe)WO4物理性质：橄榄石（橄榄绿色），重晶石（相对密度大）、金刚石（金刚光泽）、电气石（热电性），黄铜矿（铜黄色），磁铁矿（具强磁性）形态或解理块的形态：石榴石（晶形似石榴籽）、方解石（敲击后“块块方解”）、长石（长方体解理块)、芒硝（晶体呈麦芒状）,12,矿物的命名,地名：香花石（发现于我国香花岭），高岭石（我国江西高岭地方产者最著名），辰砂（历史上的主要产地是湖南辰州）人名：章氏硼镁石（或鸿钊石，hungchsaoite）（为纪念我国地质学家章鸿钊而命名），志忠石（纪念我国矿物学家彭志忠）其它：云母、雌黄,13,矿物的命名,矿：呈金属光泽或主要用于提炼金属的矿物，如赤铁矿，辉锑矿石：具非金属光泽的矿物，如方解石、正长石玉：可作宝玉材料的矿物，如刚玉、黄玉砂：常以细小颗粒产出的矿物，如辰砂、硼砂,14,矿物的命名,华：地表形成的、松散状的次生矿物，如钴华、镍华矾：易溶于水的硫酸盐矿物，如胆矾、明矾晶：呈透明晶体出现的矿物，如水晶、黄晶,15,卤化物大类,P182金属阳离子和卤族阴离子（F-、Cl-、Br-、I-）化合而成的矿物。矿物种类不多，已知的约120种，约占地壳总重量的0.5%。以氯化物和氟化物最为重要，溴化物和碘化物极少见。化学成分：组成卤素化合物的阳离子主要是属于惰性气体型离子的钾、钠、钙、镁、铝等元素。,16,概述,晶体化学特征：主要为AX和AX2型。由于组成卤素化合物的阴离子半径（IBrClF不相同，显著影响着化合物形成时对阳离子的选择。氟离子半径最小，主要与半径较小的阳离子Ca2+、Mg2+等组成稳定的化合物，并且大都不溶于水；氯、溴、碘的离子半径较大，总是与半径较大的阳离子K+、Na+等形成易溶于水的化合物。,17,概述,卤族元素与金属元素（主要是Na、K、Ca、Mg等）的电负性相差很大，以离子键结合，属典型的离子晶格。物理性质：一般为无色、透明，呈玻璃光泽、硬度不大、解理发育，相对密度轻，导电性差。,18,概述,成因产状：氟化物：主要为热液成因。氯化物（及Br-、I-的化合物）：主要形成于外生沉积作用中。K+、Na+等的化合物，在干旱的内陆盆地、泻湖海湾环境，易形成大量的沉积和富集。,19,概述,萤石石盐,20,萤石CaF2(fluorite),化学组成:CaF2，Ca可以部分地被稀土元素所置换，含量可达TR:Ca=1:6。结构特点:等轴晶系。晶体结构：钙离子成立方最紧密堆积，氟离子位于所有四面体空隙位置上。阴阳离子的配位数分别为4和8。,21,萤石CaF2(fluorite),晶体形态:萤石呈立方体、八面体或菱形十二面体及它们的聚形。物理性质:常见紫色、蓝色或绿色萤石。玻璃光泽；硬度4；性脆；解理完全。比重3.18。显萤光性。鉴定特征:晶形、八面体完全解理和硬度。,22,萤石CaF2,成因产状：主要为热液成因；无色透明的光学萤石产于花岗伟晶岩和萤石脉的晶洞中。我国最主要产地：浙江的武义、义乌、金华一带。,23,萤石形态特征,24,萤石形态特征,25,萤石CaF2(fluorite),主要用途：化学工业-提取氟、制造HF（唯一矿物原料）和人造冰晶石Na3AlF6。冶金工业-熔剂。玻璃、陶瓷工业-制造乳白色不透明玻璃和珐琅，及配制瓷釉的原料。,26,萤石CaF2(fluorite),主要用途：色泽美丽的致密隐晶质萤石可作装饰品或雕刻工艺品的石料。无裂隙、杂质、气泡，且10103mm3的无色或淡色透明的晶体用于制造光学透镜和棱镜。F是火箭推进燃料理想的氧化剂和提取铀同位素U235的分离剂。,27,石盐NaCl(halite),化学组成:NaCl结构特点:等轴晶系。晶体结构：阴离子按立方最紧密堆积，阳离子充填全部八面体空隙。阴阳离子的配位数均匀为6。晶体形态:单晶体呈立方体形。,28,石盐NaCl(halite),物理性质:纯净者透明无色，玻璃光泽，风化面呈现油脂光泽。硬度2；性脆；解理平等100完全；比重2.12.2。易溶于水，味咸。鉴定特征:立方体完全解理，易溶于水，味咸。,29,石盐NaCl(halite),成因产状：典型的化学沉积型成因。叶县-中国岩盐之都主要产于气候干旱的内陆盆地的干涸盐湖中及水的蒸发量补给量的泻湖、海湾沉积物中。我国产地：沿海各省、西北、西南、中南、华东各地区。尤以柴达木盆地最为著名。,30,盐湖,31,石盐NaCl(halite),主要用途：作为食料和食料防腐剂；提炼金属Na及制造苏打、HCl和其他化工产品的重要矿物原料；电器工业用于制造发光的充Na蒸汽灯泡等。,32,光卤石KMgCl3.6H2O,钾盐KCl,冰晶石Na3AlF6,33,自然元素大类,P190自然元素矿物：以单质形式产生的矿物。已知的自然元素矿物超过90多种，约占地壳重量的0.1%，分布极不均匀。具有工业意义的有：金、银、铂、铜、金刚石、石墨和硫等。,34,自然元素大类,化学组成金属元素：Pt、Cu、Ag、Au（铂族和铜族元素）半金属元素：As、Sb、Bi非金属元素：C和S,35,自然元素矿物大类,键性金属元素：为典型的金属键Pt、Au、Cu、Ag半金属元素：由金属键逐步向多键性转变As、Sb、Bi非金属元素：视不同矿物而异。金刚石具典型共价键；石墨具层状结构，层内为共价键，层间为分子键;自然硫具分子键。,36,自然元素矿物大类,物理性质金属元素矿物：金属色、反射力强而不透明、金属光泽、强延展性、导电性和导热性、硬度低、无解理、比重大;非金属元素矿物：自然硫具分子键，表现为硬度低、比重小、性脆、熔点低并易升华。金刚石和石墨差异较大。,37,自然元素矿物大类,自然铜族矿物自然金自然银自然铜金刚石石墨自然硫,38,自然铜族矿物,化学组成Au和Ag的原子半径相似(为1.79和1.75A)，很容易类质同象代替；Cu的半径较小,约为1.57A，只能在高温时才与Au形成固溶体。,39,自然铜族矿物,举例纯金极少见，常有一定数量的类质同像混入物Ag。可含有少量的Cu、Pd、Bi、Pt、Te（碲）、Ir（铱）等。含Cu20%者称铜金矿；含Pd511%者称钯金矿；含Bi4%者称铋金矿。,40,自然铜族矿物,自然金自然银完全类质同像系列,41,自然铜族矿物,晶体结构：均为铜型结构,即立方最紧密堆积，配位数为12，等轴晶系。,42,自然铜族矿物,晶体形态：自然金:八面体,菱形十二面体自然银:立方体,八面体,或两者聚形自然铜:立方体单晶体均少见,多呈树枝状,致密块状或片状集合体。,43,自然铜族矿物,物理性质：均为金属光泽,硬度2.5左右,电和热的良导体,延展性高。,44,自然铜族矿物,成因产状自然金：热液作用（高、中、低温热液）、外生作用(砂金)自然银：中低温热液作用、硫化物矿床氧化带自然铜：形成于多种地质过程中的还原条件下,45,GoldLocation:Arizona,USA,46,Goldinrockhole,47,螺硫银矿，自然银，菱锌矿Acanthite,Silver,Smithsonite.Location:Canada,Silver.Location:Mexico,48,SilverinCalcite.Location:Mexico,49,关于Au的一些知识,成色：自然金的化学成分中金所占的比例，用千分数表示。Au成色Au1000/(Au+Ag+其它金属组分）如750金首饰用Au的纯度：用K表示。纯金为24K(含金量100%)18K-相当于24K中金占18份，其它金属占6份,50,关于Au的一些知识,千足金：含金量千分数不小于999的称为千足金，是首饰成色命名中最高值。印记为千足金、999金、gold999或g999。足金：含金量千分数不小于990的称足金。印记为“足金”、“990金”、“gold990”或“g990”。国际计量单位：盎司(Ounce)表示1盎司(oz)=31.103g,51,自然硫S(sulfur),化学组成：自然硫一般不纯净。火山作用成因的自然硫往往含少量的Se，As，Te；其他矿床产出常夹有粘土、有机质、沥青和机械混入物等。,52,自然硫S(sulfur),晶体结构：斜方晶系，分子结构型，S分子由8个原子组成，原子上下交替排列，构成环状。形态：晶体呈双锥状或厚板状。通常呈块状、粉末状等。,53,自然硫S(sulfur),物理性质：不同色调的黄色，晶面金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，不完全解理，比重2左右，硬度12，性脆，易熔。产状：生物化学（细菌还原硫酸盐）和火山作用形成。主要用途：制造硫酸的主要原料。在农业、橡胶、炸药、纺织、造纸等轻工业方面也有很多用途。,54,石墨C(graphite),化学组成：纯净的很少，常含有大量（达1020%）其它成分，如SiO2、Al2O3、FeO、MgO、CaO等混入物，有时含有H2O、沥青、粘土等。,55,石墨C(graphite),晶体结构：六方和三方晶系两种多型。C原子成层排列，每层内C原子按6方环状排列。层内共价键，多余一个电子，故表现为部分金属键的性质，层间分子键。,56,石墨C(graphite),形态：单晶体片状或板状，少见。常见鳞片状、土状或块状集合体。鉴定特征：鳞片状、致密块状、土状。铁黑色钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。极完全解理，硬度小(1-2)。比重小，性软，有滑感，易污手，可书写。,57,石墨C(graphite),成因及产状：石墨在高温条件下形成。分布最广的石墨由含碳质沉积岩或煤层经区域变质作用或接触变质作用而成。用途：冶金工业：高温坩埚铸件机械工业：润滑剂电池工业：电极原子能工业：中子减速剂用于制造铅笔芯、涂料、染料等。3R石墨：可作合成金刚石的原料。,58,金刚石C(Diamond),化学组成：无色透明的金刚石由纯碳组成，常含有Si、Al、Ca、Mg、Mn等元素或包裹体。晶体结构：等轴晶系，每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键相联结，形成牢固的架状结构。,59,金刚石C(Diamond),形态：常成八面体、菱形十二面体，较少立方体和其它形态。由于溶蚀使晶面、晶棱弯曲，晶形常呈浑圆状。,60,金刚石C(Diamond),物理性质：无色或带篮、黄、褐黑色；金刚光泽；断口油脂光泽；贝壳状断口；解理中等；比重3.5；硬度10；性脆；日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。,61,Diamond(1.60caratmacle-twincrystal)Location:Namibia,Diamond(2.56caratdoublecrystals)Location:GuatengProvince,SouthAfrica,62,原生金刚石金伯利岩,产状及成因,稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。含钻石的橄榄岩，目前为止发现有两种类型：金伯利岩和钾镁煌斑岩，这两种岩石均是由火山爆发作用产生的，形成于地球深处的岩浆由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”（即原生矿）。,63,南非金伯利钻石矿坑,俄罗斯西伯利亚米尔钻石矿坑,64,次生金刚石砂矿,含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻石被带到河床，甚至海岸地带沉积下来，形成冲积砂矿床（或次生矿床）。,产状及成因,65,金刚石C(Diamond),用途：金刚石按用途可分为宝石金刚石和工业金刚石。无色或色泽鲜艳、晶形完美而透明者，可作宝石。在工业上，金刚石可用作高硬切割材料，如表镶外头、玻璃刀等；并在尖端技术方面作为高温半导体、高导热、红外线光谱仪的原材料。主要产地：澳大利亚、南非、俄罗斯、扎伊尔、巴西、美国及我国山东、辽宁、贵州、江苏、湖南等。,66,DiamondinKimberliteLocation:ShandongProvince,China