礦物的簡(jiǎn)要概述

.,第二章：礦物,2.1礦物的基本概念2.2礦物的識(shí)別特征2.3礦物的分類(lèi)及常見(jiàn)礦物的分類(lèi),.,一礦物的基本概念,一礦物的定義礦物定義：通常礦物指的是狹義的礦物，指巖石圈中的化學(xué)元素的原子或離子通過(guò)各種地質(zhì)作用形成的，并在一定條件下相對(duì)穩(wěn)定的自然產(chǎn)物。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種。絕大多數(shù)礦物是結(jié)晶質(zhì)固態(tài)無(wú)機(jī)物。液態(tài)氣態(tài)及有機(jī)礦物總共只有幾十種。礦物形成的地質(zhì)作用分類(lèi)為：1.內(nèi)生作用（與巖漿活動(dòng)有關(guān)的作用，能量來(lái)自地球內(nèi)部）。2.外生作用也稱(chēng)表省作用（地表常溫常壓條件下所進(jìn)行的風(fēng)化搬運(yùn)和沉積等作用，能量主要來(lái)自太陽(yáng)能）。3.變質(zhì)作用（已經(jīng)形成的礦物巖石在巖漿熱液作用下或在一定的溫度壓力下發(fā)生改變的作用）二礦物的晶體構(gòu)造和化學(xué)組成（一）多數(shù)結(jié)晶質(zhì)是多數(shù)礦物的特征，結(jié)晶質(zhì)：組異像成他們的物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)（離子原子分子）有規(guī)律的排列成空間格子狀構(gòu)造的固體物質(zhì)。（二）礦物的化學(xué)組成礦物的化學(xué)成分是組成礦物的物質(zhì)基礎(chǔ)，是決定礦物各種性質(zhì)的本質(zhì)的因素。首先，不同的化學(xué)組成可以形成不同的晶體構(gòu)造。其次，礦物的化學(xué)組成直接或間接決定礦物的物理性質(zhì)。1，類(lèi)質(zhì)同像，同質(zhì)異像2.礦物中的水，吸附水，結(jié)晶水，結(jié)構(gòu)水3礦物的化學(xué)式，表示方法有實(shí)驗(yàn)式和構(gòu)造式,.,第二節(jié)：礦物的識(shí)別特征,一，礦物的形態(tài)（一）礦物單體的形態(tài)結(jié)晶質(zhì)礦物在適宜的條件下，?？梢孕纬梢?guī)則的幾何外形，如食鹽是立方體，磁鐵礦是八面體，石榴子石是菱形十二面體。根據(jù)晶體在三維空間發(fā)育的程度不同，可以將礦物的結(jié)晶習(xí)性分為三類(lèi)：一向延長(zhǎng)型：晶體演一個(gè)方向延伸呈柱狀針狀。二項(xiàng)延長(zhǎng)型，晶體演兩個(gè)方向呈板狀片狀。三項(xiàng)延長(zhǎng)型，晶體在三維空間發(fā)育均等，呈粒狀。（三）礦物的形態(tài)：顯晶集合體，用肉眼或放大鏡可以分辨出各個(gè)礦物顆粒界限的，叫顯晶結(jié)合體。常見(jiàn)的形態(tài)有：（1）纖維狀放射狀集合體，有針狀柱狀礦物平行排成纖維狀或一點(diǎn)向外呈放射狀排列。（2）片狀鱗片狀集合體：由片狀晶體集合而成（3粒狀集合體：由粒狀晶體集合而成（4）致密塊狀體：由極細(xì)粒礦物形成的集合體，表面致密均勻，肉眼不能分辨晶粒彼此界限,.,二，礦物的物理性質(zhì),長(zhǎng)期以來(lái)人們根據(jù)物理性質(zhì)來(lái)識(shí)別礦物。如顏色光澤硬度解理比重和磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標(biāo)志。,.,礦物的顏色,礦物的顏色多種多樣。呈色的原因一類(lèi)是白色光通過(guò)礦物時(shí)內(nèi)部發(fā)生電子躍遷過(guò)程而引起對(duì)不同色光的選擇性吸收所致另一類(lèi)則是物理光學(xué)過(guò)程所致。導(dǎo)致礦物內(nèi)電子躍遷的內(nèi)因最主要的是色素離子的存在如Fe3+使赤鐵礦呈紅色V3+使釩榴石呈綠色等是晶格缺陷形成“色心”如螢石的紫色等。礦物學(xué)中一般將顏色分為3類(lèi)自色是礦物固有的顏色他色是指由混入物引起的顏色假色則是由于某種物理光學(xué)過(guò)程所致如斑銅礦新鮮面為古銅紅色氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈現(xiàn)藍(lán)紫色的錆色礦物內(nèi)部含有定向的細(xì)微包體當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)礦物時(shí)可出現(xiàn)顏色變幻的變彩透明礦物的解理或裂隙有時(shí)可引起光的干涉而出現(xiàn)彩虹般的暈色等,.,條痕,指礦物在白色無(wú)釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色減弱他色通常用于礦物鑒定。,.,光澤,指礦物表面反射可見(jiàn)光的能力。根據(jù)平滑表面反光的由強(qiáng)而弱分為金屬光澤(狀若鍍克羅米金屬表面的反光如方鉛礦)半金屬光澤(狀若一般金屬表面的反光如磁鐵礦)金剛光澤(狀若鉆石的反光如金剛石)和玻璃光澤(狀若玻璃板的反光如石英)四級(jí)。金屬和半金屬光澤的礦物條痕一般為深色金剛或玻璃光澤的礦物條痕為淺色或白色。此外若礦物的反光面不平滑或呈集合體時(shí)還可出現(xiàn)油脂光澤樹(shù)脂光澤蠟狀光澤土狀光澤及絲絹光澤和珍珠光澤等特殊光澤類(lèi)型。,.,透明度,指礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度。影響礦物透明度的外在因素(如厚度含有包裹體表面不平滑等)很多通常是在厚為0.03毫米薄片的條件下根據(jù)礦物透明的程度將礦物分為透明礦物(如石英)半透明礦物(如辰砂)和不透明礦物(如磁鐵礦)。許多在手標(biāo)本上看來(lái)并不透明的礦物實(shí)際上都屬于透明礦物如普通輝石等。一般具玻璃光澤的礦物均為透明礦物顯金屬或半金屬光澤的為不透明礦物具金剛光澤的則為透明或半透明礦物。,.,斷口解理與裂理,礦物在外力作用如敲打下沿任意方向產(chǎn)生的各種斷面稱(chēng)為斷口。斷口依其形狀主要有貝殼狀鋸齒狀參差狀平坦?fàn)畹?。在外力作用下礦物晶體沿著一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的固有特性稱(chēng)為解理。解理面平行于晶體結(jié)構(gòu)中鍵力最強(qiáng)的方向一般也是原子排列最密的面網(wǎng)發(fā)生并服從晶體的對(duì)稱(chēng)性。解理面可用單形符號(hào)(見(jiàn)晶體)表示如方鉛礦具立方體100解理普通角閃石具110柱面解理等。根據(jù)解理產(chǎn)生的難易和解理面完整的程度將解理分為極完全解理(如云母)完全解理(如方解石)中等解理(如普通輝石)不完全解理(如磷灰石)和極不完全解理(如石英)。裂理也稱(chēng)裂開(kāi)是礦物晶體在外力作用下沿一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的非固有性質(zhì)。它外觀極似解理但兩者產(chǎn)生的原因不同。裂理往往是因?yàn)楹s質(zhì)夾層或雙晶的影響等并非某種礦物所必有的因素所致。,.,硬度,是指礦物抵抗外力作用(如刻劃壓入研磨)的機(jī)械強(qiáng)度。礦物學(xué)中最常用的是摩氏硬度它是通過(guò)與具有標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物相互刻劃比較而得出的。10種標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物組成了摩氏硬度計(jì)它們從1度到10度分別為滑石石膏方解石螢石磷灰石正長(zhǎng)石石英黃玉剛玉金剛石。十個(gè)等級(jí)只表示相對(duì)硬度的大小為了簡(jiǎn)便還可以用指甲(2-2.5)小鋼刀(6-7)窗玻璃(5.5-6)作為輔助標(biāo)準(zhǔn)粗略地定出礦物的摩氏硬度。另一種硬度為維氏硬度它是壓入硬度用顯微硬度儀測(cè)出以千克/平方毫米表示。摩氏硬度Hm與維氏硬度Hv的大致關(guān)系是(kg/mm2)礦物的硬度與晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵型原子間距電價(jià)和原子配位等密切相關(guān)。,.,比重,指礦物與同體積水在4時(shí)重量之比。礦物的比重取決于組成元素的原子量和晶體結(jié)構(gòu)的緊密程度。雖然不同礦物的比重差異很大琥珀的比重小于1而自然銥的比重可高達(dá)22.7但大多數(shù)礦物具有中等比重(2.54)。礦物的比重可以實(shí)測(cè)也可以根據(jù)化學(xué)成分和晶胞體積計(jì)算出理論值。,.,彈性撓性脆性與延展性,某些礦物(如云母)受外力作用彎曲變形外力消除可恢復(fù)原狀顯示彈性而另一些礦物(如綠泥石)受外力作用彎曲變形外力消除后不再恢復(fù)原狀顯示撓性。大多數(shù)礦物為離子化合物它們受外力作用容易破碎顯示脆性。少數(shù)具金屬鍵的礦物(如自然金)具延性(拉之成絲)展性(捶之成片)。,.,磁性,根據(jù)礦物內(nèi)部所含原子或離子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向關(guān)系的不同它們?cè)诒煌獯艌?chǎng)所磁化時(shí)表現(xiàn)的性質(zhì)也不相同從而可分為抗磁性(如石鹽)順磁性(如黑云母)反鐵磁性(如赤鐵礦)鐵磁性(如自然鐵)和亞鐵磁性(如磁鐵礦)。由于原子磁矩是由不成對(duì)電子引起的因而凡只含具飽和的電子殼層的原子和離子的礦物都是抗磁的而所有具有鐵磁性或亞鐵磁性反鐵磁性順磁性的礦物都是含過(guò)渡元素的礦物。但若所含過(guò)渡元素離子中不存在不成對(duì)電子時(shí)(如毒砂)則礦物仍是抗磁的。具鐵磁性和亞鐵磁性的礦物可被永久磁鐵所吸引具亞鐵磁性和順磁性的礦物則只能被電磁鐵所吸引。礦物的磁性常被用于探礦和選礦。,.,發(fā)光性,些礦物受外來(lái)能量激發(fā)能發(fā)出可見(jiàn)光。加熱摩擦以及陰極射線紫外線X射線的照射都是激發(fā)礦物發(fā)光的因素。激發(fā)停止發(fā)光即停止的稱(chēng)為螢光激發(fā)停止發(fā)光仍可持續(xù)一段時(shí)間的稱(chēng)為燐光。礦物發(fā)光性可用于礦物鑒定找礦和選礦。,.,第三節(jié)礦物的分類(lèi)及常見(jiàn)礦物的描述,.,一礦物的分類(lèi),礦物的分類(lèi)方法很多。早期曾采用純以化學(xué)成分為依據(jù)的化學(xué)成分分類(lèi)。以後有人提出以元素的地球化學(xué)特征為依據(jù)的地球化學(xué)分類(lèi)以礦物的工業(yè)用途為依據(jù)的工業(yè)礦物分類(lèi)等。一般廣泛采用以礦物本身的成分和結(jié)構(gòu)為依據(jù)的晶體化學(xué)分類(lèi)。從礦物的分類(lèi)及礦物成分來(lái)看，礦物分成單質(zhì)和化合物兩種。單質(zhì)是由一種元素組成的礦物，如金剛石成分是碳，自然金成分是Au?；衔飫t是由陰陽(yáng)離子組成的，根據(jù)陰離子成分不同分為若干類(lèi)：化合物類(lèi)型陰離子成分硫化物S-2氧化物O-2氫氧化物（OH）-1鹵化物F-1、Cl-1、Br-1、I-1碳酸鹽CO3-2硫酸鹽SO4-2硝酸鹽NO3-1鉻酸鹽CrO4-2鎢、鉬酸鹽WO4-2、MoO4-2磷、砷、釩酸鹽PO4-3、AsO4-3、VO4-3硅酸鹽SiO4-4硼酸鹽BO3-3亞硒、亞碲酸鹽SeO3-2、TeO3-2硒、碲酸鹽SeO4-2、TeO4-2碘酸鹽IO3-2氧、氫氧鹵化物O2Cl2-6、(OH)3Cl-4硫鹵化物S2Cl2以上各類(lèi)化合物加上單質(zhì)礦物共十八類(lèi)。這些礦物中硅酸鹽礦物種數(shù)最多，占整個(gè)礦物種類(lèi)的24%，占地殼總重量75%，硫鹵化物最少，只有一種。礦物分為下列大類(lèi)自然元素礦物硫化物及其類(lèi)似化合物礦物鹵化物礦物氧化物及氫氧化物礦物含氧鹽礦物(包括硅酸鹽硼酸鹽碳酸鹽磷酸鹽砷酸鹽釩酸鹽硫酸鹽鎢酸鹽鉬酸鹽硝酸鹽鉻酸鹽礦物等)。新礦物。世界上已知礦物約3000種。隨著研究手段的改進(jìn)新礦物種的發(fā)現(xiàn)逐年增多。若以20年為一個(gè)計(jì)算單位則新礦物的發(fā)現(xiàn)18801899年為87種19001919年為185種19201939年為256種19401959年為347種。80年代平均每年發(fā)現(xiàn)新礦物約4050種。中國(guó)從1958年發(fā)現(xiàn)香花石開(kāi)始至1989年已發(fā)現(xiàn)新礦物約70種。,.,二常見(jiàn)礦物的描述,橄欖石橄欖石主要成分是鐵或鎂的硅酸鹽，同時(shí)含有錳、鎳、鈷等元素，晶體呈現(xiàn)短柱狀或厚板狀。橄欖石變質(zhì)可形成蛇紋石或菱鎂礦，可以作為耐火材料。,.,石榴子石,石榴子石化學(xué)通式為A3B2SiO43，晶體屬等軸晶系的一族島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物的總稱(chēng)。化學(xué)式中A代表二價(jià)陽(yáng)離子，主要有鎂、鐵、錳和鈣等；B代表三價(jià)陽(yáng)離子,主要有鋁、鐵、鉻、鈦等。B組陽(yáng)離子間因半徑相似而常有類(lèi)質(zhì)同象代替，A組陽(yáng)離子因Ca2+的半徑較大，難以被Mg2+、Fe2+、Mn2+等所代替。因此，石榴子石按成分特征,通常分為鋁系和鈣系兩個(gè)系列，它們的主要成員見(jiàn)表。鈣鐵榴石中含Ti（TiO2達(dá)4.6016.44）較高的變種稱(chēng)鈦榴石。作激光材料的人造釔鋁榴石Y3Al2AlO43是釔、鋁分別置換鈣、硅的結(jié)果。石榴子石晶體形態(tài)特征明顯，多呈菱形十二面體、四角三八面體或二者的聚形集合體呈粒狀。石榴子石的顏色隨成分而異，玻璃光澤，其色彩美麗而透明者是珍貴的寶石。如鎂鋁榴石、翠榴石，后者是鈣鐵榴石，含微量Cr3+而顏色翠綠，中國(guó)稱(chēng)寶石級(jí)的石榴子石為“紫牙烏”（或子牙烏）。石榴子石摩斯硬度6.57.5，比重見(jiàn)表。,.,紅柱石,晶體形態(tài)：斜方雙錐晶類(lèi)；晶體呈柱狀，主要單形有：斜方柱m、n，平面雙面c；晶體結(jié)構(gòu)：晶系和空間群：正交晶系，D122hPnnm；晶胞參數(shù)：a0=7.78Å，b0=7.92Å，c0=5.57Å，z=4粉晶數(shù)據(jù)：5.54（1）2.77（0.9）4.53（0.9）硬度：6.5-7.5比重：3.13-3.16g/cm3解理：不完全，解理完全斷口：由交叉好的解理或裂理產(chǎn)生的細(xì)長(zhǎng)斷口顏色：常呈灰白色或肉紅色，呈蘭，綠，紫色者少見(jiàn)條痕：白色透明度：透明光澤：玻璃光澤發(fā)光性：無(wú)其他：性脆,.,綠簾石,英文名稱(chēng)：epidote。綠簾石礦物名稱(chēng)：綠簾石。結(jié)晶狀態(tài)：晶質(zhì)體。晶系：?jiǎn)涡本怠＞w習(xí)性：柱狀或柱狀集合體，常發(fā)育晶面縱紋。常見(jiàn)顏色：淺至深綠色至棕褐色、黃、黑。光澤：玻璃光澤至油脂光澤。解理：一組完全解理。摩氏硬度：67。密度：3.40（+0.10，0.15）g/cm3。綠簾石光性特征：非均質(zhì)體，二軸晶，負(fù)光性。多色性：三色性，強(qiáng)，綠色，褐色和黃色。折射率：1.7291.768（+0.012，0.035）。雙折射率：0.0190.045。紫外熒光：一般無(wú)。吸收光譜：445nm強(qiáng)吸收帶，有時(shí)具475nm弱吸收線，但不特征。放大檢查：氣液包體，固體礦物包體。特殊性質(zhì)：遇熱鹽酸能部分溶解；遇氫氟酸能快速溶解。,.,普通輝石,，常有鈦的混入，偶而還有微量鈉。單斜晶系。具有輝石類(lèi)礦物的基本特征。黑色，或帶綠及帶褐的黑色，少數(shù)為暗綠色和褐色。折射率ng1.710-1.724，nm1.6871.706，np1.682-1.700；重折率0.018-0.025；+2v=50度61度。相對(duì)密度3.23.6。單斜晶系。晶體短柱狀，橫切面為八邊形。兩組柱面中等解理，相交近直角（87或93）。摩氏硬度5-6，比重3.23-3.52。普通輝石是常見(jiàn)的輝石礦物，主要產(chǎn)于基性和超基性巖中，有時(shí)也出現(xiàn)在中性巖和酸性巖以及某些結(jié)晶片巖中。世界各地都有產(chǎn)出。其晶體可用于磨制黑寶石。,.,普通角閃石,普通角閃石是閃石礦物中的一類(lèi)，它并不是指一種礦物。如鎂鈣閃石、淺閃石、韭閃石等都屬于普通角閃石。普通角閃石普通角閃石一般多出現(xiàn)于變質(zhì)巖和火成巖中，是分布很廣的造巖礦物之一，含有大量普通角閃石的變質(zhì)巖就叫做角閃巖。普通角閃石的晶體呈長(zhǎng)柱狀，橫斷面為近似菱形的六邊體，晶體的集合體一般為粒狀、針狀或纖維狀。顏色綠黑至黑色，有玻璃光澤。角閃石礦物中最常見(jiàn)的一種。角閃石（hornblende)這個(gè)名稱(chēng)來(lái)自德語(yǔ)，原為礦工術(shù)語(yǔ)，horn可能指號(hào)角的顏色，blende意思是欺騙者。這種礦物呈黑色，并發(fā)光，屬于金屬礦石，可其中并不含有價(jià)值的金屬,.,透閃石,具有細(xì)長(zhǎng)柱狀或纖維狀的晶態(tài)，良好的柱狀解理。解理角度的不同，可以和輝石區(qū)別；顏色比較淡，可以和普通角閃石區(qū)別。,.,白云母,白云母，化學(xué)組成：KAl2Si3AlO10(OH,F)2,理想的組份是八面體片含Al，也可少量地被Fe3+、Mg、Fe2+甚至Mn、Cr、V等所置換