第二講礦物與巖石

瘋狂的石頭張濤第二講礦物與巖石什么是礦物、巖石？一.礦物、巖石的概念礦物(mineral):是由地質(zhì)作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、在一定的物理化學(xué)條件下相對(duì)穩(wěn)定的天然結(jié)晶態(tài)的單質(zhì)或化合物，它們是巖石和礦石的基本組成單位。要素：天然產(chǎn)出有化學(xué)式具晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)物質(zhì)巖石(rock):是礦物或類似礦物（mineraloids）的物質(zhì)（如有機(jī)質(zhì)、玻璃、非晶質(zhì)等）組成的固體集合體，多數(shù)巖石是由不同礦物組成，單礦物的巖石相對(duì)較少。自然界的巖石可以劃分為三大類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖。方解石(calcite)水晶

(crystal)石棉(asbestos)礦物：SiO2CaCO3纖維狀的硅酸鹽金剛石(diamond)綠柱石(beryl)孔雀石(malachite)Cu2CO3(OH)2鈹-鋁硅酸鹽黃鐵礦(pyrite)自然金(gold)FeS2三大巖概念巖漿巖（火成巖）：是由地?；虻貧さ膸r石經(jīng)熔融或部分熔融形成巖漿冷卻固結(jié)的產(chǎn)物。沉積巖：是在地表?xiàng)l件下，原先形成的各種巖石在風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、成巖過(guò)程中形成的巖石。變質(zhì)巖：是由巖漿巖和沉積巖經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用形成的。巖漿巖（igneousrock）火山角礫巖（Lavabreccia）黑云母花崗巖（Biotitegranite）主要礦物組成為石英、長(zhǎng)石、黑云母、角閃石沉積巖（sedimentaryrocks）高嶺石粘土巖(Kaoliniticclaystone)長(zhǎng)石砂巖(arkose)Al2Si2O5(OH)4變質(zhì)巖（metamorphicrocks）純大理巖

(Puremarble)板巖

(slate)判斷：

玻璃、石鹽、石油是礦物嗎？

陶瓷、煤、水泥是巖石嗎？

礦物的形態(tài)指礦物單體、礦物規(guī)則連生體及同種礦物集合體的形態(tài)。根據(jù)晶體在三維空間的發(fā)育程度，大致分為三種基本類型：1）一向伸長(zhǎng)：柱狀、針狀、毛發(fā)狀，如輝石、角閃石2）二向延伸：板狀、片狀、葉片狀，如石墨、云母3）三向等長(zhǎng)：粒狀，如橄欖石、石榴石

（1）一向伸長(zhǎng)：

柱狀、針狀、毛發(fā)狀:輝石、角閃石、電氣石硅酸鹽鋁硅酸鹽硼硅酸鹽（2）二向延長(zhǎng)：如板狀、板片狀、片狀等。云母、綠泥石等具此習(xí)性。鋁硅酸鹽硅酸鹽（3）三向等長(zhǎng)：如等軸狀、粒狀。石榴石、黃鐵礦等具此習(xí)性。含Al、Mg、Fe或Mn等的硅酸鹽FeS2

取決于礦物本身的化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是鑒定礦物的主要依據(jù)，也是礦物資源開(kāi)發(fā)利用的著眼點(diǎn)。

光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)

礦物的物理性質(zhì)（一）礦物的光學(xué)性質(zhì)礦物對(duì)可見(jiàn)光的反射、折射、吸收所表現(xiàn)出來(lái)的各種性質(zhì)。光學(xué)性質(zhì)：顏色、條痕、透明度、光澤顏色（Color）

礦物對(duì)入射的白色可見(jiàn)光中不同波長(zhǎng)的光波吸收后，透射和反射的各種波長(zhǎng)可見(jiàn)光的混合色。是鑒定礦物時(shí)最直觀的感性認(rèn)識(shí)。 例如，吸收紅光，則呈現(xiàn)紅光對(duì)角的補(bǔ)色—綠色。當(dāng)?shù)V物選擇性地吸收某種波長(zhǎng)的色光時(shí)，礦物呈現(xiàn)被吸收的色光的補(bǔ)色。

條痕（streak）

是礦物粉末的顏色。一般是指礦物在白色無(wú)釉磁板上劃擦?xí)r所留下的粉末的顏色。條痕突出表現(xiàn)了礦物的自色，因而是鑒定礦物的可靠依據(jù)。透明度（Transparence

）礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度。分為透明、半透明、不透明。1）透明（transparent）：能透過(guò)絕大部分光，條痕為無(wú)色、白色或淺色。如，石英、方解石、普通角閃石2）半透明（translucent）：可允許部分光透過(guò)，條痕呈紅、褐等各種彩色。如，辰砂、雄黃3）不透明（opaque）：基本不允許光透過(guò)，條痕呈黑色或金屬色。如，磁鐵礦、石墨

光澤（Luster）指礦物表面對(duì)光的反射能力。礦物反光的強(qiáng)弱主要取決于礦物對(duì)光的折射和吸收的程度。礦物對(duì)光的折射越強(qiáng)，光澤也就越強(qiáng)。光澤與透明度、條痕有關(guān)，在肉眼鑒定時(shí)，常配合條痕、透明度來(lái)判斷光澤等級(jí)。分為4個(gè)等級(jí)：1）金屬光澤：反光很強(qiáng)，似平滑金屬磨光面的反光。礦物具金屬色。方鉛礦和石英晶體PbSSiO22）半金屬光澤：反光較強(qiáng)，似未經(jīng)磨光的金屬表面的反光。3）金剛光澤：反光較強(qiáng)，似金剛石般明亮耀眼的反光。金剛石晶體C光線在金剛石晶體中傳播示意4）玻璃光澤：反光較弱，呈普通平板玻璃表面的反光。礦物為無(wú)色、白色或淺色，透明。石英晶簇SiO2石英的油脂光澤閃鋅礦的樹(shù)脂光澤ZnS珍珠光澤層解石白云母蛇紋石石棉的絲絹光澤Mg6[Si4O10](OH)8蠟狀光澤蛇紋石滑石Mg6[Si4O10](OH)8硅酸鹽高嶺石土狀光澤Al2Si2O5(OH)4鋁土礦的

土狀光澤具假象赤鐵礦的褐鐵礦Al(OH)3Fe2O3特殊光學(xué)效應(yīng)

由于礦物內(nèi)部具有包裹體、雙晶、微細(xì)球狀結(jié)構(gòu)等特殊內(nèi)在因素，當(dāng)被加工成寶石時(shí)，導(dǎo)致光的干涉、散射、衍射等現(xiàn)象，使寶石顯現(xiàn)出特殊的光學(xué)效應(yīng)。常見(jiàn)的有：貓眼效應(yīng)、星光效應(yīng)、變色效應(yīng)、變彩效應(yīng)、暈色效應(yīng)

等。1．貓眼效應(yīng)（貓眼光，chatoyance）紫翠玉貓眼綠柱石貓眼2．星光效應(yīng)（

星光，asterism

）星光藍(lán)寶石星光紅寶石戒面

礦物在外力（如敲打、擠壓、拉引、刻劃等）作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。硬度、解理、斷口

（二）礦物的力學(xué)性質(zhì)硬度（Hardness）

礦物硬度是指礦物抵抗外力刻劃等機(jī)械作用的能力。

1.摩氏硬度計(jì)

（1）Talc滑石

（2）gypsum石膏（3）calcite方解石（4）fluorite螢石（5）apatite磷灰石（6）orthoclase正長(zhǎng)石（7）quartz石英（8）topaz黃玉（9）corundum剛玉（10）diamond金剛石

解理Cleavages

礦物在外力作用（敲打或擠壓）下，嚴(yán)格沿著一定結(jié)晶學(xué)方向破裂、并裂成光滑平面的性質(zhì)稱為解理。

分為五個(gè)等級(jí)：（1）極完全解理：礦物在外力作用下極易裂成簿片。解理面光滑、平整。如云母、石墨、石膏等。②完全解理：

礦物受力后易裂成光滑的平面或規(guī)則的解理塊，解理面顯著而平滑，如方解石、螢石③中等解理：

礦物受力后常破裂成

較小的不很平滑的平面，解理面不太連續(xù)，常呈階梯狀，且閃閃發(fā)亮，清晰可見(jiàn)。④不完全解理：

礦物受力后不易裂出

解理面，僅斷續(xù)可見(jiàn)

小而不平滑的解理面。如磷灰石

⑤極不完全解理：即無(wú)解理。

礦物受力后很難出現(xiàn)解理面，僅在顯微鏡下偶爾可見(jiàn)零星的

解理縫。

礦物受力作用后不依一定結(jié)晶方向裂開(kāi)，而是在任意方向上呈各種不平整的斷面，此種斷面稱為斷口。斷口（Fracture

）貝殼狀斷口：返回土狀斷口參差狀斷口纖維狀斷口（三）礦物的其他性質(zhì)

相對(duì)密度（relativedensity）磁性（magnetism）

導(dǎo)電性（electricconductivity）

壓電性（piezoelectricity）

壓電性（piezoelectricity）

某些礦物單晶體，在壓力和張力作用下，因變形效應(yīng)而出現(xiàn)的荷電性質(zhì)。晶體的壓電性具明顯的異向性。礦物的分類命名

目前在礦物學(xué)中比較廣泛采用的是以礦物化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)為依據(jù)的晶體化學(xué)分類。一般分類第一大類自然元素礦物第二大類硫化物及其類似化合物礦物第三大類氧化物及氫氧化物礦物第四大類含氧巖包括：硅酸鹽礦物碳酸鹽礦物硫酸巖礦物磷酸巖礦物第五大類鹵化物礦物礦物的命名常見(jiàn)造巖礦物橄欖石(Ol)、輝石(Hy)、角閃石(Amp)、黑云母(Bi)、斜長(zhǎng)石(Pl)、堿性長(zhǎng)石(Kf)、石英(Q)橄欖石輝石鐵或鎂的硅酸鹽硅酸鹽角閃石黑云母鋁硅酸鹽硅酸鹽長(zhǎng)石石英含鈣、鈉和鉀