第三章矿物.ppt

1、05.08.12,2,第一节矿物通论,05.08.12,3,一、矿物与晶体的概念,（一）矿物的概念 矿物岩石地壳 矿物是由地质作用形成的单质或化合物。 无机矿物主要呈固态，少数呈液态和气态。,05.08.12,4,矿物的概念从如下几方面来理解：,矿物是天然产出的。 矿物具有一定的化学成分并按一定比例组合，而且绝大多数为化合物。 矿物绝大多数具有一定的内部结构。 矿物具有一定的形状及物理、化学性质。 矿物只是在一定的物理化学条件下才是稳定的。,05.08.12,5,岩盐NaCl结晶结构和立方晶形图,05.08.12,6,（二）晶体与非晶体的概念,晶体指内部质点在三维空间呈周期重复排列的固体。 非

2、晶质体是指既不是内部质点规则排列，也不形成几何多面体外形的固体。,SiO2的Si和O在玻璃a和石英b中的排列示意图黑点Si 白点和横线点O,05.08.12,8,二、矿物的化学成分与化学式,（一）化学成分的概念 矿物的化学成分即指单质或化合物类矿物中的组成元素种类及含量。 化学成分决定了矿物的性质和用途。 如赤铁矿Fe3O2的红色主要由其所含的Fe3+引起，因其含铁量很高。赤铁矿矿石是炼铁的主要矿石品种之一。,05.08.12,9,（二）元素的离子类型,1惰性气体型离子 2铜型离子 3过渡型离子,05.08.12,10,（三）类质同象,类质同象指在确定的某种矿物晶体结构中，本应全部由某种离子或

3、原子占据的位置，被性质相似的其它离子或原子占据，但不引起化学键性和晶体结构类型发生质变的现象。 常导致矿物的化学成份及其它有关性质的改变。 例如，菱镁矿MgCO3中的Mg2+可被Fe2+部分乃至完全取代形成菱铁矿FeCO3；闪锌矿ZnS中的Zn2+可被Fe2+部分取代。 由类质同象形成的矿物系列，称类质同象系列。,闪锌矿中Zn2+与Fe2+的类质同象,05.08.12,12,根据两种组分在晶体结构中相互取代的数量分为 1完全类质同象 两种组分间可以任意数量相互取代。 例如在菱镁矿MgCO3菱铁矿FeCO3系列中Fe2+和Mg2+之间可以发生完全类质同象。 2.不完全类质同象 两种组分之间的取代

4、量有一定限度。 例如，闪锌矿ZnS中的Zn2+可以被Fe2+取代的数量一般不超过26，否则，闪锌矿固有的晶格类型就要发生改变。,05.08.12,13,根据相互取代的离子的电价是否相等分为： 1等价类质同象 相互取代的两种离子电价相同。 2异价类质同象 相互取代的两种离子的电价不等。 例如，斜长石中Ca2+与Na+、A13+与Si4+之间的相互取代。,05.08.12,14,(四)矿物的化学式,按照一定原则，用元素符号及其它辅助符号表示矿物化学组成特征的式子称矿物的化学式。 主要有实验式和结构式两种。 实验式表示矿物中各组分数量比的化学式。 例如，方解石的实验式为CaCO3或CaOCO2。 结

5、构式既能反映矿物中各组分种类、比例，又能反映组分之间的结合关系。,05.08.12,15,结构式的书写规则如下：,1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。 2阴离子或络阴离子写在阳离子后面，络阴离子要用方括号括起来；附加阴离子一般写在主要阴离子或络阴离子的后面。如透辉石CaMgSi206、磷灰石Ca5PO43(F，Cl)。 3有类质同象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。 4含水化合物中的水分子写在化学式的后面，并用圆点隔开。当含水量不定时常用nH2O表。如石膏写成CaSO4

6、2H2O，蛋白石写成SiO2nH2O。,05.08.12,16,三、矿物的形态和物理性质,（一）矿物的形态 晶质矿物形态有单体和集合体；对固态非晶质矿物，则只有集合体形态。,05.08.12,17,1矿物的单体形态,（1）矿物晶体的理想形态 理想形态面平、棱直的规则几何多面体外形。 单形是由形状相同、大小相等的晶面组成的形体。 聚形是由几种形状不同、大小不等的晶面组成的形体。,05.08.12,18,单形（a、d) 和聚形(b、c),05.08.12,19,（2）实际晶体的形态,歪晶歪形的晶体。 晶面花纹实际晶体的晶面上出现的多种凹凸花纹。 晶面条纹指在晶体的晶面上出现且沿一定方向排列的直线状

7、条纹。,05.08.12,20,矿物晶面条纹图,05.08.12,21,（3）结晶习性,生长条件一定时，同种晶体总能发育成一定的形状，这种性质称晶体的结晶习性。 一向延长型 二向延长型 三向等长型 过渡类型。,05.08.12,22,矿物晶体习性分类,05.08.12,23,2矿物的集合体形态,显晶集合体形态 隐晶集合体形态 胶态集合体形态,05.08.12,24,（1）显晶质集合体,a.规则集合体 成群产出的矿物晶体，按照一定规律连生在一起，称规则连生。 双晶是指两个或两个以上同种晶体的规则连生。,05.08.12,25,双晶现象示意图,从外形上看，呈双晶的晶体中，一个单体(B)可以通过一个

8、假想平面(双晶面)与相邻晶体(A)成镜像反映，或者绕一假想轴(双晶轴)旋转1800，而与相邻单体(A)彼此平行或重合。,05.08.12,26,按双晶个体之间的接合方式将双晶分下列类型： 接触双晶呈双晶的两个体之间以简单的平面相接触者。 聚片双晶由多个晶体以接触双晶的关系多次重复，接合面相互平行。,05.08.12,27,正长石（单体） 斜长石（聚片双晶）,05.08.12,28,斜长石的聚片双晶 石膏的燕尾 双晶图,05.08.12,29,穿插双晶该双晶又称贯穿双晶，构成双晶的两个体之间互相穿插。 如正长石的卡式双晶,晶体间不具有明显而规则的接合面。,05.08.12,30,b.不规则集合体

9、 粒状集合体 粗粒状(颗粒直径5mm) 中粒状(51mm) 细粒状(1mm)集合体 片状、板状、鳞片状集合体 柱状、针状、纤维状、放射状集合体 晶簇状集合体晶簇是以岩石的孔洞壁或裂隙壁为共同基底生长的单晶体群所组成的集合体。,05.08.12,31,石英晶簇 晶洞,05.08.12,32,红柱石的放射状集合体,05.08.12,33,（2）隐晶质和胶态集合体,a.分泌体 在不规则形状或球状空洞中由胶体或晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。 分泌体中心经常留有空腔，有时其中还长有晶簇。 同心环带构造,05.08.12,34,玛瑙的分泌体,05.08.12,35,b.结核体 是物质围绕某一中心自内向

10、外生长而成的、呈球状、透镜状、瘤状等形态的矿物集合体。 鲕状： 豆状：直径2mm5mm。 结核：直径大于5mm。,05.08.12,36,鲕状赤铁矿 黄铁矿结核,05.08.12,37,c.钟乳状集合体：由溶液或胶体在较宽敞空间经蒸发结晶或凝固，逐层堆积而成。 一般将其形状与常见的物体类比而给予不同名称，如葡萄状、肾状、钟乳状等。,05.08.12,38,葡萄状集合体,05.08.12,39,方解石的钟乳状集合体,05.08.12,40,赤铁矿的肾状集合体,05.08.12,41,（二）矿物的物理性质,1矿物的光学性质 （1）颜色 是矿物对入射可见光中不同波长的光线进行选择吸收后,透射和反射的

11、各种波长可见光的混合色。 如果矿物对不同波长的光均匀吸收，则随吸收量由多到少而呈现黑、深灰、灰、浅灰、白等色。 如果矿物对不同波长的光选择吸收，则呈现被吸收光的补色。,05.08.12,42,颜色互补关系,05.08.12,43,自色是由矿物本身固有的化学成分和结构所决定的颜色。 他色是由矿物本身固有的因素引起的颜色。 假色是由于光的干涉等物理原因引起的。 如白云母、方解石的解理面上虹霓般的晕色，某些硫化物矿物表面上由氧化薄膜引起的锖色等。,05.08.12,44,矿物颜色命名及描述方法常有两种： 标准色谱法：利用标准色谱描述矿物的颜色。 与标准色谱的颜色有深浅等差别时 当矿物颜色介于两种标准

12、色谱色之间时 类比法：以生活中常见实物的颜色来描述矿物的颜色。,05.08.12,45,（2）条痕,将矿物在条痕板上擦划后留下的矿物粉末的颜色称条痕。 鉴别某些不透明矿物时具特殊意义。,05.08.12,46,（3）光泽,金属光泽 半金属光泽 金刚光泽 玻璃光泽,油脂光泽 丝绢光泽 珍珠光泽 土状光泽,矿物表面对可见光的反射能力称光泽。,05.08.12,47,（4）透明度,矿物允许可见光透过的程度称为矿物的透明度。其大小主要取决于矿物对光的吸收程度。 透明矿物 不透明矿物 半透明矿物,05.08.12,48,呈金属色的矿物，其条痕为深色、具金属或半金属光泽、不透明。 呈非金属色的矿物，其条痕

13、为浅色，具金刚光泽、玻璃光泽等，透明度较高。,05.08.12,49,2矿物的力学性质,（1）解理 矿物晶体受力作用后沿一定方向裂开成一系列光滑平面的性质称解理。裂成的光滑平面称解理面。 极完全解：理解理片极薄，解理面大而平坦光滑 。 完全解理：规则解理块，解理面较大且平坦光滑。 中等解理：碎块上既有解理面又有断口 。 不完全解理：解理面小，碎块上以断口为主。 极不完全解理 ：碎块上只发育断口 。,05.08.12,50,05.08.12,51,晶体上出现解理的方向数称为解理组数； 不同方向解理面之间的夹角称解理夹角。,05.08.12,52,断口 矿物受力后，在任意方向上裂成的凹凸不平的面称

14、为断口。 参差状断口 贝壳状断口（石英断口） 锯齿状断口 土状断口：断口面呈细粉状，为高岭石等土状矿物集合体所具有的断口。,05.08.12,53,（2）硬度,矿物的硬度是指矿物抵抗外力机械作用的强度。 摩氏硬度刻划硬度 硬度不同的代表性矿物的硬度为标准，从软到硬，定为1到10共十个硬度等级。 摩氏硬度级分别是： 1滑石 2石膏 3方解石 4萤石 5磷灰石 6正长石 7石英 8黄玉 9刚玉 10金刚石 低硬度 小于2.5，用指甲可以刻动。 中硬度 2.55.5，手指甲不能刻动，小刀易于刻动或钢针刻动。 高硬度 大于5.5，用小刀刻不动。,05.08.12,54,3矿物的其他物理性质,（1）比重

15、(密度) 矿物的比重纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在40C时的重量比。 矿物的密度是指单位体积矿物的质量，单位为gcm3。 40C时水的密度为1gcm3，所以，矿物比重和密度的数值相等。 比重分为三级： 轻级比重小于2.5。 中级比重为2.5至4.0。 重级比重大于4.0。,05.08.12,55,（2）磁性 矿物的磁性是指在外磁场作用下，矿物被磁化时所表现的性质，包括矿物被外磁场所吸引、排斥以及被磁化的矿物对外界产生磁场等。 强磁性矿物 弱磁性矿物 无磁性矿物,05.08.12,56,（3）发光性 矿物的发光性是指矿物在外来能量的激发下发出可见光的现象。 能使矿物发光的激发因素有加热、紫外线、x射线等。 矿物在激发期间发光，而激发中止发光也中止的现象称荧光。如白钨矿在紫外线照射时发浅蓝色荧光。 当激发因素中止后，矿物尚维持一段发光时间者称磷光，如磷灰石，可发磷光。,05.08.12,57,（4）矿物的延展性、脆性、弹性和挠性 延展性矿物受到张力作用时，能延伸成为细丝的性质称为延性；受到锤压时，能展成薄片的性质称为展性