《晶体与矿物认知》课件 项目六 矿物的基本性质分析

矿物的化学成分及化学性质—矿物的化学成分类型一、地壳中化学元素的丰度与矿物形成的关系1.丰度值高的元素形成的矿物种类较多。

2.聚集元素易形成矿物，如sb、Bi、Hg、Ag、Au。分散元素不易形成矿物，如Ga、Se。自然银辉锑矿

美国化学家克拉克根据大陆地壳中的5千多个岩石、矿物、土壤和天然水的样品分析数据，于1889年首次算出元素在地壳中的平均含量数值(重量百分比)。克拉克值（地壳元素丰度）——

地壳中化学元素平均重量百分比。二、矿物的化学成分类型

1.单质：由一种元素的原子组成的矿物。如自然金Au、金刚石C等。金刚石2.化合物：由多种离子或离子团构成矿物。（1）简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成。如石盐、方铅矿等。石盐（2）单盐化合物：由一种阳离子和同一种络阴离子（酸根）组成。如方解石、镁橄榄石、重晶石等。方解石（3）复化合物：由两种以上的阳离子和同种阴离子或络阴离子组成，如黄铜矿、白云石及大部分硅酸盐类矿物等。其中含络阴离子的复化合物称为复盐。黄铜矿

注意：

复化合物的组成可以看成由两种或两种以可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

可看成是CuS和FeS的组合；

白云石CaMg[CO3]2可看成Ca[CO3]和Mg[CO3]的组合，也可以用最简单氧化物形式表示成CaO·MgO·2CO3的组合。实际上，矿物组成的化学分析结果，通常是以简单的氧化物形式表示的。

小结：矿物的化学成分类型化学组成特点单质化合物简单化合物由一种阳离子和一种阴离子组成复化合物由两种以上的阳离子和同种阴离子或络阴离子组成单盐化合物由一种阳离子和一种络阴离子（酸根）组成复盐化合物由两种以上的阳离子和同种络阴离子组成由一种元素的原子组成的矿物矿物的化学成分及化学性质—胶体矿物的化学组成特点蛋白石胶体矿物的化学组成特点一、胶体概念

一种物质的颗粒（颗粒直径1－100nm)分散于另一种物质中所形成的均匀的细分散系。前者称为分散相（或分散质），后者称为分散媒（或分散介质）。在胶体中，若分散媒远大于分散相，形成的胶体称为胶溶体，分散相质点呈悬浮状态存在于分散媒中；当分散相远大于分散媒时称为胶凝体，整个胶体呈凝固状。二、胶体矿物分类

胶体矿物是由胶体形成的。固态的胶体矿物基本上只有水胶凝体和结晶胶凝体两种。1.水胶凝体矿物

由水胶溶体凝结而成，分散媒是水，分散相是固态的颗粒，如褐铁矿、蛋白石(SiO2.nH2O)等。蛋白石2.结晶胶凝体矿物结晶胶凝体，分散媒是固态结晶质，分散相是气体、液体或固体，实际上结晶胶凝体是含有机械混入物包裹体的晶体。如：乳石英（含气体分散相）；红色方解石（其中含Fe2O3分散相)等等。注意：矿物学中的胶体矿物指的是水胶凝体矿物。1.胶体矿物中质点的排列和分布不规则和不均匀，外形上不能自发的形成规则的几何多面体形状，一般呈钟乳状、葡萄状等。2.胶体矿物在性质上类似非晶质矿物，但颗粒本身是结晶的，但颗粒较细，是一种超显微的晶质矿物（黏土矿物）。三、胶体矿物性质

四、胶体的吸附作用1.胶体具有吸附性的原因（1）胶体中质点颗粒小，比表面积大，具有很大的表面能；（2）胶体分散质点的表面电性不饱和，能够吸附介质中的异价离子，形成胶团或胶体粒子。2.注解（1）根据胶体微粒带电性质不同，胶体分为正胶体和负胶体。（2）在自然界中负胶体（某些离子As、Sb、Cu、Pb的硫化物以及高岭石等黏土质点和腐殖质等)比正胶体(某些金属离子Zr、Ti、Cd、Cr、Al、Fe的氢氧化物）分布广。五、胶体矿物的形成过程

少数胶体矿物形成于热液作用和火山作用。大多数胶体矿物主要由表生作用生成，大体上经历两个阶段：1.形成胶体溶液地表的矿物或矿物集合体在物理、生物、化学风化作用等各种风化作用下，原生矿物被磨蚀加工成胶粒大小的质点，分布在水中即成为胶体溶液，为胶体形成准备了物质基础（分散质）。2.胶体溶液的凝聚和胶体矿物的形成

胶体溶液在迁移过程中或汇聚于盆地后，与具有相反电荷的质点发生电性中和而沉淀，或因为水分蒸发凝聚形成各种胶体矿物。

实例：滨海地带形成的褐铁矿、硬锰矿、铝土矿、燧石等都是胶体作用的产物。褐铁矿硬锰矿3.胶体的老化

胶体矿物随着时间的推移和热力学条件的改变，发生晶化作用形成晶质矿物称为变胶体矿物。如蛋白石SiO2.nH2O变为石髓、石英SiO2等。蛋白石石英小结：胶体矿物及其特征胶体细分散系

非晶质

无规则几何外形

可变性和复杂性

极大比表面积

带电荷

选择性吸附胶体的特点胶体矿物的特点胶体

胶体矿物形成——海滨地带和岩石风化壳中

胶体及胶体矿物的特点矿物/岩石风化胶体溶液凝聚蒸发/中和胶体矿物矿物的化学成分及化学性质—矿物中水的存在形式高岭石水在矿物中的存在形式根据水是否参加矿物晶格而把水分为三类：不参加矿物晶格的水：吸附水参加矿物晶格的水：结晶水和结构水过渡类型的水：层间水和沸石水

中性水，不带电荷，不进入矿物晶体结构，存在于矿物的表面、裂隙中，失水温度很低（0-110℃之间）。含量不固定，随环境温度和湿度而变，不计入化学式(胶体水除外)，吸附水的存在不影响矿物的结构

。吸附水以中性水分子的形式存在于晶体结构中，有固定的位置和配位数，有固定的含量，失水温度高（110-230℃），失水后不再获得，并影响矿物的结构和性质。结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿物中，有一个或几个固定的脱水温度。Cu(H2O)5[SO4]

Cu(H2O)3[SO4]

Cu(H2O)[SO4]

Cu[SO4]

胆矾(三斜)三水胆矾(单斜)泼水胆矾(单斜)铜锭石（斜方）30

C100

C400

C结晶水结构水

以H+,H3O+,(OH)-形式存在于晶体结构中。有固定的位置和确定的含量比，失水温度高（500,600-1200℃），失水后，很难重新得到。失水后，离子发生重新排列，变为另一种矿物，矿物中结构水的作用：（1）平衡晶体中多余的电荷。（2）充填结构空隙，如：高岭石Al4[Si4O10](OH)8

层间水和沸石水

以中性水分子的形式存在于层状硅酸盐结构单元层之间（层间水）或架状结构硅酸盐沸石族矿物结构的孔隙和空洞中（沸石水）。参与晶格但含量与吸附阳离子的种类以及环境的温度和湿度有关，介于结晶水和吸附水之间。有一定的配位数，失水后，矿物结构基本不变，只是矿物的物理化学性质发生一些变化，失水温度低，失水后可以重新获得。矿物的化学成分及化学性质—矿物的化学式和化学性质橄榄石尖晶石一、矿物的化学式1.矿物化学式的表示方法（1）实验式：表示组成矿物的元素种类及其原子数之比。特点：仅表示出组成矿物的元素种类及其原子数之比，忽略了矿物中的次要组分，不能反映原子在矿物结合中的关系。石Be3Al2Si6O18或3BeO•Al2O3•6SiO2例如：黄铁矿FeS2

；

绿柱石Be3Al2Si6O18或3BeO•Al2O3•6SiO2（2）晶体化学式:表明矿物中各组分的种类及数量比及其在矿物结构中的占位。例如：石膏Ca[SO3]•2H2O

；绿柱石Be3Al2[Si6O18]特点：矿物的晶体化学式可以反映出成分与结构的关系。2.晶体化学式的写法

（1）阳离子写在化学式的开始，在复盐中的阳离子要按碱性的强弱顺序排列，例如：CaMg［CO3］；当阳离子为同一种元素而具有不同价态或不同配位体时，要将低价的离子置于高价的离子之前例如：Fe2+Fe3+2O4；

（2）阴离子接着写在阳离子的后边，络阴离子则要用［］括起来。

（3）附加阴离子通常写在主要阴离子或络阴离子的后面。（4）含水化合物的水分子写在化学式的最后面，并用“•”把它与矿物中的其它组份分开。当含水量不定时，常用nH2O或aq表示，如蛋白石SiO2•nH2O；

（5）互为类质同象的离子用()括起来，并按其含量由多到少的顺序排列，中间用逗号隔开。二、矿物的化学性质

1.矿物的可溶性本身的振动／受溶剂分子（水）的吸引进入或扩散到溶液中去矿物表面质点A、定义B、特点1、溶解与结晶为一可逆的过程。

不同矿物在水中的溶解度差别很大—--取决于矿物的化学组成、晶体结构（化学键）和水温等因素。具有共价键、金属键的矿物以及由高电价、小半径的阳离子组成的化合物和单质矿物水溶解度小。而由低电价、大半径的阳离子组成的具有离子键的矿物水溶速度大。含有（OH)-和H2O的矿物溶解度大。水的温度升高，一般可加速固体矿物的溶解，而压力增大对大部分矿物来讲溶解度降低。天然水的pH值、Eh值以及含盐度等对矿物的溶解度都有很大影响。一般来讲，在常温常压下，卤化物、硫酸盐、碳酸盐以及含有（OH)-和H2O的矿物易溶于水；而大部分自然元素矿物、硫化物、氧化物及硅酸盐矿物难溶于水。2.矿物的可氧化性内因：矿物的化学成分。外因：大气中的氧和溶解有氧及二氧化碳的水。3.矿物与酸、碱的反应

矿物在一定的条件下可与酸、碱反应，测定矿物的化学成分是鉴定和研究矿物的重要方法之一。肉眼鉴定----详细鉴定-----提取有用组分矿物的化学成分及化学性质—类质同像和同质多像及多型

一、类质同像

在一种晶体的内部结构中，本来完全可由某种离子或原子占据的位置，部分地由性质类似的他种离子或原子所占据，共同形成均匀的、单一相的混合晶体的现象。也称同晶型；旧称同形性。相应的晶体称为类质同像混晶。例如钨铁矿FeWO4晶体结构中一部分Fe的结构位置可以被Mn替代、占据，由此形成的黑钨矿(Fe,Mn)WO4晶体就是一种类质同象混晶。式中圆括号内用逗号分开的元素，表示成类质同象替代关系的一组元素，书写顺序按所含原子百分数由高而低排列。分为完全类质同象和不完全类质同象。二、同质多像

1.同质多像概念

化学组成相同的物质,在不同的物理化学条件下,能结晶成两种或多种不同结构的晶体的现象。也称多晶型或同质异象，旧称多形性。同质多象只限于结晶物质的范畴，不包括非晶质和液体、气体中的异构现象。

矽线石红柱石蓝晶石

同质多像由于化学成分相同而晶体结构不同，所以同种物质的每一种变体都是一个独立的相，在矿物学中就是独立的矿物种,可赋予不同的名称,如：Al2SiO5的3种变体分别称为红柱石、蓝晶石和夕线石;也可在同一名称或化学式的基础上加希腊字母前缀或罗马数字后缀来加以区别，如α-石英和β-石英，冰Ⅰ、冰Ⅱ……，一种物质的各个变体，按其数目的不同而可称为同质二像、同质三像等，或一般地泛称为同质多像象。已知变体数目最多的物质是SiO2，达13种（见石英族矿物）。

同种物质的不同变体的化学组成虽然相同，但晶体结构不同，因而它们的晶形和物理性质，有时还有化学性质，也不相同。碳的两种同质多像变体──金刚石和石墨的上述差异，是最明显的一个实例。

2.注意

石墨和金刚石结构及物性对比

金刚石石墨晶系等轴晶系六方晶系配位数43原子间距0.154nm层内0.142nm,层间0.340nm键性共价键层内共价键，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解理｛111｝中等｛0001｝完全硬度101相对密度3.552.23导电性不良导体良导体金刚石与石墨（同质多像）第二节矿物的概念金刚石与石墨（同质多像）第二节矿物的概念

3.研究意义

同质多像的形成与外界条件密切相关，因此同质多像的研究有助于确定晶体形成时的物理化学条件及所经历的变化。

如SiO2等物质的同质多象，被广泛用作所谓的地质温度计和地质压力计。根据具β－方石英的立方体副象的

α－石英，可推知其形成时的温度在1470℃以上；而斯石英在地表大陷坑中的出现，则可作为该地曾发生陨石超高压冲击陨落的有力证据。

又如HgS的两种变体辰砂和黑辰砂,分别形成于碱性和酸性介质中，它们的存在可说明成矿介质的酸碱性。

在工业上，用石墨制备人造金刚石；运用淬火、退火等手段控制加工件的某些物性；通过先升温至573℃以上,然后在严格控制的条件下降温，借以消除水晶中对工业利用有害的道芬双晶等，都是利用了同质多象转变的特性。

三、多型

化学成分相同或基本相同(即允许有少量的类质同像替代)的物质，能够结晶成两种或多种仅仅在层的堆垛顺序上有所不同的层状晶体结构的性质。这样一些不同结构的晶体，称为某种物质的多型(polytype)。迄今的研究表明，多型是层状结构晶体的一种固有特性。从现象上讲，多型性可被看作是一维的同质多像现象，但与一般的同质多像不同的是:同种物质的各个多型，均具有极为相似的晶形和物理性质，看来它们都是在相同的热力学条件下形成的。所以，多型性与一般的同质多像，在物理意义上有本质上的不同。但是，有些作者仍用同质多像这一术语来表示多型现象。矿物的形态—矿物单体的形态黄铁矿

一、矿物形态的概念

矿物的形态是指矿物单体，矿物规则连生体及同种矿物集合体的外貌特征，是矿物成分、晶体构造和生成环境等综合影响的结果。

矿物的形态是鉴定矿物的重要特征之一，而且还可以了解矿物的生成环境。二、晶体习性1.某些矿物在一定条件下具有自发的形成某些形态的习性。2.矿物晶体在三维空间延伸的比例。3.矿物晶体结晶的完好程度。粒状、柱状、板状、片状、自形、半自形、它形、八面体、立方体三、矿物单体的形态

矿物单体的形态是指矿物单个晶体的形状。1.一向长

晶体沿一个方向发育成柱状（如绿柱石）、针状（如辉铋矿）。绿柱石辉铋矿

2.二向延长晶体沿两个方向发育，成板状（如重晶石）、片状（如云母）。重晶石云母3.三向延长

晶体在空间的三个方向上发育均等，成等轴粒状（如黄铁矿、石榴子石、磁铁矿）。黄铁矿石榴子石四、晶面特征

晶面条纹

一种晶体生长现象，只见于晶面上，故又称生长纹或聚形纹。

晶体的晶面上一系列平行的或交叉的条纹，它们都是严格的沿一定的结晶学方向排列的粗细宽窄不同的条纹。它往往是两种单形相互交替生长留下的痕迹。由于单形是晶体对称性的一种表现，所以晶面条纹的分布也是服从晶体的对称性的。电气石石英石英电气石

蚀象

晶体形成后，晶面因受溶蚀而形成的凹坑（溶蚀坑）。它受晶面内质点的排列方式控制，故有一定的形状和方向。晶体的不同单形其晶面上蚀像的形状和方向不同，只有属于同一单形的各个晶面蚀像才相同，其形状和取向与晶体对称相一致实例：鉴定特征：铁黑色，强磁性用途：重要铁矿石磁铁矿（Fe2O3）：晶体常为小八面体，常为致密块状褐粒状集合体。铁黑色，条痕黑色。鉴定特征：锤击成菱形碎块，小刀能刻动，遇盐酸起泡用途：光学仪器材料实例：方解石（CaCO3）：晶体呈菱面体，集合体有块状、粒状、钟乳状、晶簇状等各种形态。玻璃光泽，解理好。矿物的形态—晶体的规则连生矿物辰砂矿物形态集合体形态不规则晶面特征结晶习性规则单体形态不规则规则双晶平行连晶粒状柱状片状结核体晶面条纹蚀象显晶质隐晶质分泌体鲕状体钟乳状理想形态

矿物的规则连生体的形态1.平行连生平行连生从外形来看是多晶体的连生，但它们的内部格子构造是平行、连续的。2.双晶

定义：

两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生同种晶体彼此平行的连生在一起，连生着的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都是相互平行的。构成双晶的两个个体之间其结晶格子不平行，不连续平行连生紫水晶

A接触双晶双晶个体以简单的平面相接触而连生

双晶类型多个双晶个体彼此以同样的双晶律连生，但接合面互不平行，而是依次以等角相交。环状双晶

多个板状个体以同一双晶律连生，接合面相互平行。简单的接触双晶由两个个体组成聚片双晶方解石燕尾双晶B穿插双晶

由个体相互穿插而形成的双晶辰砂

双晶的识别双晶凹角双晶缝合线蚀象假对称十字石双晶正长石卡斯巴双晶矿物的形态—矿物集合体的形态石英晶簇玛瑙

矿物集合体的形态自然界中绝大多数矿物是以集合体的形态出现，指的是同种矿物的不规则连生体。集合体的形态取决于矿物单体的形态和它们之间的排列方式。一般包括显晶质集合体、隐晶质集合体和胶态集合体。1.显晶质集合体

肉眼或借助于放大镜即能分辨出矿物各单体的集合体。蛇纹石蛇纹石石榴子石

显晶集合体形态

按单体的结晶习性及集合方式的不同可分为粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等集合体。

粒状集合体片／板状集合体片状集合体（白云母）闪锌矿（ZnS）重晶石板状集合体毛发状集合体柱状集合体放射状集合体针状集合体石英红柱石辉铋矿

晶簇状（石英晶簇）

在岩石的空洞或裂隙中，丛生于同一

基底，另一端朝向自由空间发育而具完好晶形的簇状单晶体群。石英石英晶簇水晶晶簇方解石晶簇辉锑矿晶簇水晶晶簇萤石晶簇白云石晶簇树枝状集合体

它有时是由

于矿物晶体沿一定方向连生而成的，如自然铜；有时是由于胶体沿岩石微小裂隙渗入凝集而成的，如氧化锰。自然铜

2.隐晶质及胶态集合体

隐晶质集合体：只有在显微镜下才可分辨矿物单体的集合体。

胶态集合体：显微镜下也不能辨别出单

体的界线，其实际上并不存在单体。隐晶质及胶态集合体可由溶液直接结晶或胶体作用形成。

隐晶质集合体玉髓玛瑙玉髓隐晶质绿松石隐晶质石墨隐晶质孔雀石隐晶质赤铁矿

常见的隐晶质及胶态集合体按形成方式

及外貌特征，主要有：

1）分泌体在球状或不规则形状的岩石空洞中，由胶体或晶质物质自洞壁逐渐向中心层层沉淀充填而成。

如：玛瑙。玛瑙

2）结核体由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生物碎片或气泡等），自内向外逐渐生长而成。

由许多状如鱼卵大小的球粒所组成的集合体称之为鲕状集合体。形状、大小如豆者，称豆状集合体。（如鲕状、豆状集合体）。鲕状赤铁矿豆状集合体肾状(硬锰矿)

3）钟乳状集合体

在岩石的洞穴或裂隙中，由真溶液蒸发或胶体凝聚，在同一基底上向外逐层堆积而成。

此外，描述矿物集合体时，尚常用其他术语：

块状集合体：凭肉眼或放大镜不能辨别颗粒界限的矿物致密块体。土状集合体：矿物呈细粉末状较疏松地聚集成块。粉末状集合体：矿物呈粉末状分散附在其他矿物或岩石的表面。

被膜状集合体：矿物成薄膜状覆盖于其他矿物或岩石的表面。土状集合体皮壳状（孔雀石）被膜状集合体矿物的物理性质—矿物的光学性质电气石矿物的物理性质鉴定矿物判断成因矿物利用矿物的物理性质矿物的化学组成和晶体结构矿物的形成条件

矿物的光学性质

矿物的光学性质是指矿物对自然光的反射、折射和吸收等所呈现的光学现象。

主要有：颜色、条痕、光泽和透明度。

1.矿物的颜色定义：对光选择性吸收的结果可见光390－760nm，其间波长由长至短依次显示红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色，它们的混合色为白色矿物的光学效应——反射、吸收、透射

矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色

对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色

基本上都不吸收则为无色或白色

选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色石英（无色）闪锌矿（橙）自然金（黄）滑石（绿）锡石（黑）蓝铜矿（蓝）刚玉（紫）辰砂（红）在矿物的新鲜面上直接观察到的颜色矿物颜色的类型

自色、他色、假色

自色是指矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色.自色对矿物鉴定有着重要的意义。

他色是由杂质、气液包裹体所引起的颜色

假色是因物理光学效应而产生的颜色体色、表色体色：物体内部所表现出来的颜色。当白光透入矿物达一定深度，且在此过程中选择吸收不同波长的色光而呈现出其互补色，为矿物所固有的颜色，如橄榄石吸收紫光而呈橄榄绿色。表色：即反射色，只有物体的反射光所呈现的颜色，不透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色。

反射光是矿物表层对透射光吸收后的再辐射，而且某个波长范围内的色光吸收的越多再辐射时它们的强度也越大，从而使矿物呈现相应的表面色。所以，表面色表现为与被吸收色光一致的颜色，而非补色。矿物的假色包括：锖色、晕色、变彩、乳光（蛋白光）。黄铜矿蛋白石

2.矿物条痕

是矿物在较硬的瓷板上刻划后所留下的粉末颜色。

矿物粉末的颜色更稳定，更能代表矿物的真实颜色。比如块状赤铁矿表面的颜色可呈现红色、钢灰色等，但它条痕的颜色总是樱桃红色。

条痕是鉴定矿物的重要依据之一，对透明矿物鉴定无效。3.透明度

指矿物透过可见光的能力。

（以0.03mm厚度为标准，通常在矿物碎片边缘观察。）

透明：水晶、冰洲石一般分为三级半透明：闪锌矿、辰砂

不透明：黄铁矿、磷铁矿辰砂

4.矿物的光泽

是指矿物表面对可见光的反射能力。分为：金属光泽：方铅矿、黄铜矿

半金属光泽：磁铁矿、黑钨矿金刚光泽：金刚石、闪锌矿玻璃光泽：石英、长石、方解石金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽方铅矿石英金刚石黑钨矿自然金（金属光泽）硬锰矿（半金属光泽）金刚石（金刚光泽）石英（玻璃光泽）白钨矿（油脂光泽）滑石（蜡状光泽）石膏（丝绢光泽）砷铝矿（松脂光泽）非金属光泽有油脂光泽、珍珠光泽（云母）、丝绢光泽（绢云母）、蜡状光泽（叶腊石）、土状光泽（高岭石）等。矿物的物理性质—矿物的力学性质白云母矿物的力学性质

指矿物抵抗外力作用（刻划、打击、压拉等）所表现出来的性质。包括矿物的解理、断口、硬度。1.硬度

指矿物抵抗外力机械作用的强度。

矿物学上的硬度一般指的是相对硬度——摩氏硬度。1824年由奥地利矿物学家摩氏（Mohs）设立的，故又称为摩氏硬度计。摩氏硬度计——以选出的10种硬度不同的矿物，按硬度小到硬度大排序，作为测定比较其他矿物硬度的标准。

摩氏硬度计

在野外工作中，常用随身工具进行比较确定：并将矿物分为三级：软矿物

2~2.5（指甲能刻划）；中等硬度矿物2.5~5.5（硬度介于指甲与小刀之间）；硬矿物＞5.5（小刀不能刻划）。

铜钥匙为3；玻璃为6；2.解理

指晶体受到外部打击时能够沿着一定结晶方向分裂成平面（即解理面）的能力。

裂开的光滑平面叫解理面方解石（三组解理）角闪石（二组解理）云母（一组解理）根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级：A极完全解理矿物在外力作用下极易裂成薄片。解理面光滑、平整。很难发生断口。如云母、石墨、辉钼矿等；B完全解理矿物在外力作用下，很容易沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解理面平滑。如方解石、方铅矿、萤石等；C中等解理矿物在外力作用下，产生明显的解理，但解理面不太连续和光滑，有断口。如白钨矿等；D不完全解理矿物在外力作用下，不易裂出光滑面，解理面小而不平整，易出现断口。如磷灰石｛0001｝及｛10

10｝解理；E极不完全解理矿物受外力作用后，极难出现解理，多形成断口，一般称为无解理。如石英、黄铁矿。

解理的分级正长石白云母方解石3.断口

矿物受外力作用后，沿任意方向裂成凹凸不平的破裂面。常见的有：a.贝壳状断口：石英b.锯齿状断口：自然铜c.参差不齐断口：黄铁矿d.土状断口：高岭石石英自然铜黄铁矿高岭石矿物的裂理定义：矿物在外力作用下沿一定结晶学方向裂开的性质。沿某一种面网存在有他种成分的细微包裹体.产生的原因

沿着双晶接合面特别是聚片双晶的接合面发生矿物解理与裂理的区别解理——晶质矿物的固有特性，同种矿物具有相同解理裂理——矿物的非固有特性，同种矿物并非都具有裂理，但若产生裂理，必在相同的方向上矿物的物理性质—矿物的其它物理性质重晶石

矿物受外力作用容易破碎的性质称为脆性脆性是离子键矿物的一种特性。绝大多数矿物具有过渡型的离子－共价键，因此，矿物的离子键性越大，脆性越强

矿物在锥击或拉引下，容易形成薄片和细丝的性质称为延展性。通常温度升高，延展性增强。延展性是金属键矿物的一种特性。金属键的矿物在外力作用下能产生塑性形变，这就意味着离子能够移动重新排列而不失去粘结力，这是金属键矿物具有延展性的根本原因。金属键程度不同，则延展性也有差异。

1.

矿物的脆性和延展性延展性脆性指矿物的重量与4℃时同体积水的重量之比。习惯称为比重。

在肉眼鉴定矿物时，一般凭经验用手掂量大致估计。分为三段：

①轻矿物：相对密度2.5以下；如食盐、石膏。②中等密度矿物：相对密度2.5－4；如正长石、角闪石。③重矿物：相对密度4以上；如黄铁矿、方铅矿2.相对密度

发光性是指物体受外加能量激发，发出可见光的性质。荧光：发光体一旦停止受激，发光现象立即消失。磷光：发光体停止激发，仍持续发光。3.矿物的发光性矿物的磁性矿物的弹性

矿物受外力时变形，而在外力释放后又能恢复原状的性质，叫做弹性，如云母。矿物的挠性矿物受外力时变形，而在外力释放后不能恢复原状的性质，叫做挠性，如绿泥石。矿物的颗粒或粉末能为磁铁所吸引的性质，叫做磁性。由于许多矿物均具有不同程度的磁性，所以磁性是鉴定矿物的特征之一，但由于大多数矿物磁性较弱，因此具有鉴定意义的只限于少数磁性较强的矿物。如磁铁矿、磁黄铁矿。在受外界能量作用（如摩擦、加热、加压）的情况下，往往会产生带电现象，称做荷电性。例如电气石在受热时，一端带正电荷，另一端带负电荷，称为热电性；压电石英（纯净透明、不含气泡和包体、不具双晶的水晶）在压缩或拉伸时，能产生交变电场，将机械能转化为电能，称为压电性。

这是含放射性元素的矿物所特有的性质，特别是含铀、钍的矿物，如晶质铀矿（UO2）、方钍石（ThO2）均具有强烈的放射性。矿物的导电性矿物的荷电性矿物的放射性

矿物对电流的传导能力，称做导电性。有些金属矿物（如自然铜、辉铜矿等）和石墨是良导体；另一些矿物（如金红石、金刚石等）是半导体；还有一些矿物（如白云母、石棉等）是不良导体（即绝缘体）。矿物的形成与变化—矿物形成的地质作用绿柱石

形成矿物的地质作用内生作用岩浆作用伟晶作用热液作用火山作用风化作用沉积作用接触变质区域变质机械沉积化学沉积胶体沉积生物沉积外生作用变质作用物理风化化学风化能量来源：重力能、蜕变能、旋转能、结晶能和化学能、热能。

在地球内圈，由于上地幔顶部附近软流圈(约100-200km深度)的存在，岩石圈是活动的。岩浆从地球深部上涌侵入地壳、喷出地表，形成各种矿物。

主要由地球内部热能所导致矿物形成的各种地质作用。

包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用等各种复杂的过程。一、内生作用1.岩浆作用

在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：Mg,Fe硅酸盐－橄榄石、辉石、角闪石、黑云母；K,Na,Ca硅酸盐－斜长石、正长石、微斜长石以及石英等造岩矿物。从而在岩浆作用过程中形成不同的矿物组合，构成不同的岩石类型。

2.伟晶作用

以矿物晶体粗大为特征，形成温度400－700℃，形成深度约3－8km。

几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶岩、碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等。其中分布最广、最有工业价值的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。伟晶岩

伟晶岩中挥发份大量聚集，富含碱质和稀有、放射性元素（Nb,Ta,TR,U,Sn,Li,Rb,Cs等）。

主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等。

伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄玉、水晶等绿柱石绿柱石

造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高温相矿物，如透长石、高温石英等。矿物除形成斑晶外，均成隐晶质。岩石具有气孔、流纹构造。火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，气孔中由于充填物而成杏仁体构造。主要矿物有沸石、蛋白石、方解石、自然铜等。由火山喷气凝华的产物有自然硫、雄黄、雌黄、硫化物和石盐等。3.火山作用形成矿物的特点

火山作用中矿物自岩浆熔体或火山喷气中迅速结晶，或由火山热液充填、交代火山岩而形成。在地表，岩浆在常压、高温下迅速结晶，形成与岩浆成分相对应的各种喷出岩。自然硫4.热液作用形成的矿物特点热液及其来源岩浆期后热液变质热液地下水热液高温热液形成温度约在500－300℃之间。W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的矿物组合及相应的矿床

金属矿物

黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂

非金属矿物石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石中温热液形成温度在300－200℃之间Cu-Pb-Zn的矿物组合和相应的矿床。

金属矿物

黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等

非金属矿物石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等低温热液形成于200－50℃之间As-Sb-Hg-Ag的矿物组合及相应的矿床

金属矿物

雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等

非金属矿物石英、方解石、蛋白石、重晶石等

在地表或近地表较低的温度和压力下，由于太阳能、水、大气和生物等因素的参与而形成矿物的各种地质作用。二、外生作用1.风化作用

包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物经风化后发生分解和破坏，形成在新的条件下稳定的矿物和岩石。不同矿物抗风化的能力是不同的：硫化物、碳酸盐最易风化，硅酸盐、氧化物较稳定；自然元素最稳定。

在风化作用下，易溶解矿物的部分组分如K,Na,Ca等形成真溶液，被地表水带走，留下残余空洞；部分难溶组分如Si,Al,Fe,Mn等则残留在地表，生成氧化物、氢氧化物，如褐铁矿、硬锰矿、锰土（在较大面积上分布时，则称“帽”，如“铁帽”，“锰帽”等），铝土矿、高岭石等次生矿物。机械沉积

当风化产物被水流冲刷和再沉积时，物理和化学性质稳定的矿物，就形成机械沉积。如长石、石英砂及少量的重矿物，构成砂岩等沉积岩。比重较大的有工业意义的重砂矿物，在河谷或其它有利地段集中堆积，形成漂砂矿床，如AuPt。化学沉积由溶液直接结晶。多在干旱炎热气候条件下，在干涸的内陆湖泊、半封闭的泻湖及海湾中，各种盐类溶液因过饱和而结晶。如在盐湖中，结晶的矿物有石膏、硬石膏、石盐、钾盐、光卤石等。胶体沉淀

胶体溶液被带入湖、海盆内，受到电介质的作用发生凝聚而沉淀，形成Fe,Mn,Al,Si的氧化物和氢氧化物，如赤铁矿、铝土矿、软锰矿、硬锰矿等。胶休矿物常形成致密块状、鲕状、豆状、肾状等形态。生物沉积

生物有机体沉积而成。常由生物的骨骼和遗骸堆积而成。如石灰岩、硅藻土、磷块岩、煤、油页岩、石油等。2.沉积作用在地表以下较深部位，已形成的岩石，由于地壳构造变动、岩浆活动及地热流变化的影响，其所处的地质及物理化学条件发生改变，致使岩石在基本保持固态的情况下发生成分、结构上的变化，而生成一系列变质矿物，形成新的岩石的作用。三、变质作用1.接触热变质作用

由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起的变质作用。引起围岩的重结晶，也可形成新的矿物。由于围岩的化学成分及变质条件的不同，将产生不同的变质矿物。以泥质岩为例，泥质岩在热变质条件下形成各种角岩：低级变质(温度不高)时生成斑点状红柱石；中级变质时(温度中等)，主要生成堇青石、石榴子石、白云母；高级变质(高温)下，生成矽线石、正长石、刚玉、石墨等接触热变质石榴子石镁矽卡岩

：围岩是白云岩或白云质灰岩。主要矿物：镁橄榄石、尖晶石、透辉石、镁铝石榴子石、磁铁矿等。

2.接触交代作用形成的矿物特点钙矽卡岩

：围岩以石灰岩为主。主要矿物：钙铝石榴子石、钙铁石榴子石、透辉石、钙铁辉石、硅灰石、方柱石、符山石等。

发生在中酸性岩浆侵入体同碳酸盐类的接触带，所形成的岩石称为矽卡岩。后期有热液矿化交代作用，形成Fe,Cu,W,Mo,B和多金属等矿床。矽卡岩是在600－400

C左右形成的。金属矿物在450－200

C形成，深度一般在1-4.5km。

与原岩的成分和变质程度有关。

向生成不含OH的方向发展

向体积小、比重大的矿物转化

定向压力下，柱状和片状矿物呈定向排列，使

岩石具有片理和片麻理构造3.区域变质作用特点

伴随区域构造运动而发生的大面积的变质作用。引起岩石（或矿床）发生变化的直接因素是高温、高压和以H2O、CO2为主要活动性组分的流体，使原岩矿物重结晶，并常常伴有一定程度的交代作用，结果形成新的矿物组合。

分类低级区域变质作用：一般为白云母、绿帘石、阳起石、蛇纹石、滑石、绿泥石和黑云母等含OH的硅酸盐；中级区域变质作用：有角闪石、斜长石、石英、石榴子石、透辉石、绿帘石、云母等；高级区域变质作用：生成不含OH、在高温高压下稳定的矿物，如正长石、斜长石、堇青石、矽线石、辉石、橄榄石、刚玉和尖晶石等。

矿物的形成与变化—影响矿物形成的因素石榴子石一、矿物形成的条件

地壳中的化学元素结合成矿物，都是在

特定的地质作用中进行的，不同地质作用其物理化学条件往往是不同的，甚至同一地质作用过程的不同阶段其物理化学条件也有差异。在地质作用中影响矿物形成的主要物理化学条件有：温度、压力、组分的浓度、介质的酸碱度（pH）值和氧化还原电位（Eh值）等。1.温度：每种矿物都有一定的结晶温度，并在一定的温度、压力范围内稳定。2.压力：在高压条件下，矿物具较大的密度；在定向压力条件下，矿物在岩石中呈定向排列。3.组分的浓度：溶液必须达到饱和或过饱和，才能形成矿物。4.介质的酸碱度：每种矿物都各自形成于一定的pH值介质中。5.氧化还原电位：氧化还原电位对含变价元素的矿物的形成影响很大。二、反映矿物形成条件的标志1.矿物的标型特征—不同成因的同种矿物成分标型－微量元素类质同像混入物、不同种类水的含量。结构标型－多型、有序度、阳离子配位、键长、晶胞体积等。形态标型－晶体的形状、习性、大小、双晶邻界面、集合体特点。物性标型－颜色、条痕、光泽、硬度、相对密度、发光性、磁化率、热电系数等不同成因的同种矿物其成分、结构、形态、特性等因生成条件不同而有差异，这些能反映生成条件的特征称为矿物的标型特征。

只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的矿物，亦即单成因矿物。如：只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石；只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿；只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境；蓝闪石是低温高压变质带产物的特征；柯石英超高压变质（>2.8GPa)的产物。

标型矿物可以表征特定的地质作用条件。因此，标型矿物本身就是成因上的标志。

2.标型矿物辰砂辉锑矿3、矿物的生成顺序和世代

同种矿物也有生成早晚的不同。凡经过一定时间间隔，介质和生成条件发生改变或生长经过中断时，其前后所生成的同种矿物，属于两个世代。

共生组合

同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）的矿物组合。伴生组合

不同成因或成矿期（或成矿阶段）的矿物组合。4、矿物的组合、共生和伴生矿物组合

不管生成时间先后，只要在空间上共同存在的不同矿物就称为一个矿物组合。黄铁矿和石英水晶镜铁矿共生蓝铜矿与孔雀石共生水晶萤石共生矿物的形成与变化—矿物的变化交代结构1.矿物的溶蚀

矿物形成之后，受后来溶液的溶蚀，晶体几何凸多面体的角顶、晶棱变圆滑，逐渐向球状晶形过渡。另外，溶液对晶体的溶蚀，还常常在晶面上围绕晶格缺陷进行，从而在晶面上形成一些规则形状的小凹坑，称为蚀像。表皮被溶蚀过的海蓝单晶2.矿物的交代

早期形成的矿物颗粒，与变化了的溶液或熔体发生反应，引起成分上的交换，使原矿物转变成其他矿物的现象。

按交代残留矿物的不同特征，可分为蠕虫状残余结构、边缘交代结构、骸晶结构等。

与晶质化现象相反，一些晶质矿物因获得某种能量而使晶格发生破坏，转变为非晶质矿物，称为非晶质化或玻璃化。非晶质化的矿物称为变生矿物。如：晶质的锆石因含放射性元素，由于放射性元素蜕变，放出能量（

射线）而非晶质化变为变生矿物水锆石,进一步变成曲晶石，与此同时矿物的一系列物理性质也随之变化。3.晶质化与非晶质化一些非晶质矿物在漫长的地质年代中逐渐变为结晶质，称为晶质化或脱玻化。如：蛋白石转变为石英；火山玻璃的脱玻化形成石英、长石雏晶等。蛋白石石英

4.矿物成分和结构的变化

矿物形成之后，在后续的地质作用过程中，由于物理化学条件的改变，使矿物的成分和结构变化而形成新的矿物。例如，在风化作用中，钾长石变为高岭石：4K[AlSi3O8]+4H2O+2CO2

Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO35.假像和副像

交代作用通常沿矿物的边缘、裂隙、解理开始进行，若交代强烈时，原来的矿物可全部被新形成的矿物所代替。当交代后矿物成分已完全转变为新的矿物，但仍保留原矿物的外形，此现象称为假像。属于交代成因的称为交代假像，如褐铁矿呈黄铁矿假像或称假像褐铁矿；矿物发生同质多像转变后，新的矿物仍保留原矿物的外形，称为副像。矿物的分类与命名—矿物的分类橄榄石

分类问题是自然科学中及其重要的研究课题之一，它反映了人们对某种事物认识的深刻程度。分类的合理与否，是随着研究程度而定的。当一个正确的能反映客观事物内部联系的分类被制定之后，它又能进一步推动研究工作的发展。

目前,世界上已知矿物已达4000余种，矿物的分类方案很多。早期曾采用过矿物的化学成分分类、矿物的地球化学分类、矿物的成因分类等。但是，目前人们广泛接受的矿物的晶体化学分类方案。矿物的分类

矿物的晶体化学分类方案：大类

类

（亚类）

族（亚族）种（亚种）橄榄石自然金石榴子石矿物的晶体化学分类体系

级序划分依据举例（钛辉石）大类化合物类型含氧盐大类类阴离子或络阴离子种类硅酸盐类（亚类）络阴离子结构类型链状硅酸盐亚类族晶体结构型和阳离子性质辉石族（亚族）阳离子种类单斜辉石亚族种一定的晶体结构和化学组成普通辉石（亚种）在完全类质同像中,根据其所含端元组分的比例划分（变种或异种）化学组成或物性、形态等方面变异钛质普通辉石（钛辉石）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及类似化合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四大类卤化物矿物的晶体化学分类第一大类自然元素金属元素半金属元素非金属元素第五大类含氧盐矿物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

矿物的晶体化学分类

大类(5)类族（举例）种（举例）自然元素矿物自然金属元素类自然非金属元素类自然半金属元素类自然铜族金刚石族自然铋族自然金金刚石自然铋硫化物及其类似化合物矿物简单硫化物类复硫化物类硫盐类方铅矿族黄铁矿-白铁矿族方铅矿黄铁矿氧化物和氢氧化物矿物氧化物类氢氧化物类刚玉族赤铁矿水镁石大类类亚类族（举例）种（举例）含氧盐矿物硅酸盐（碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐类）岛、环状结构硅酸盐链状结构硅酸盐层状结构硅酸盐架状结构硅酸盐锆石族辉石族云母族长石族锆石硬玉黑云母透长石卤化物矿物萤石族萤石矿物的晶体化学分类

矿物种—矿物分类的基本单位，具有一定的晶体结构和一定的化学成分的矿物，成为一个矿物种。

化学成分不同，即为不同矿物种

化学成分相同，晶体结构不同，亦为不同矿物种

类质同象：端员矿物为独立矿物种，中间作为亚种处理

同质多象：不可逆—独立矿物可逆——同一矿物种的不同亚种

多形：同一矿物的不同多形作为一个矿物种

混杂矿物（混合矿物），不是独立矿物种（如褐铁矿、铝土矿）强调矿物的分类与命名—矿物的命名刚玉1.矿物种

矿物种是指具有确定的晶