普通地質(zhì)學(xué)-礦物1

2.1礦物的基本概念2.2礦物的鑒定特征（物理性質(zhì)）2.3礦物的分類與介紹第二章礦物固體地球的最外圈是巖石圈,它是地質(zhì)學(xué)最直接的研究對象。地殼由巖石組成,巖石由礦物組成,礦物由各種元素組成。

礦物礦物是組成地殼的基本物質(zhì)單元，機械方法無法再劃分

地殼的元素及其豐度

地殼的基本組成是各種元素。目前已知元素118種,自然界存在94種。各種元素在地殼中的含量相差很大。在不同地區(qū)、地球不同深度也不均勻。礦物元素是組成礦物的基本物質(zhì)單元，化學(xué)方法無法再劃分元素和同位素元素:由同種原子組成的物質(zhì)。具有不同原子量的同種元素的變種稱為——同位素同種元素的同位素，物化性質(zhì)基本相同，總共有300余種。自然鉑礦物同位素放射性同位素：原子核不穩(wěn)定，會自行放射出能量的同位素。穩(wěn)定同位素：原子核穩(wěn)定，沒有放射性的同位素。O16、O17、O18、C12、C14、S32、S33、S36、H1等。占絕大多數(shù)。U238、U235、U234、Th232、Rb87、K40等。α粒子、β粒子、γ射線。礦物同位素半衰期——放射性元素蛻變到其原來數(shù)量的一半所需要時間Rb87—Sr87：500億年；Th232—Pb208：139億年；

U238—Pb206：45億年；K40—Ar40

：7.13億年；C14—N14

：5692年；礦物放射性同位素

化學(xué)元素在一定自然體系中的相對平均含量稱為元素豐度。按照不同自然體系計算出來的元素豐度，有地殼元素豐度、地球元素豐度、太陽系元素豐度和宇宙元素豐度等。元素的豐度礦物

克拉克值大小有時能反映元素在地殼中局部富集，如：Fe、Al等。但有時不能反映。如：鋯(Zr)克拉克值比鉛(Pb)大12倍，鈦（Ti)比鋅(Zn)大120倍，實際上卻常有鉛鋅礦，而鋯鈦較分散，不易集中成礦體。

故元素富集除克拉克值外，還與元素地球化學(xué)性質(zhì)及地質(zhì)作用有關(guān)。礦物克拉克值O,Si,Al,Fe,Ca,Na,Mg,K,Ti,H等10種元素占地殼總重量99.96%,其中O,Si,Al,Fe，Ca占92.4%.

地殼中各元素的含量元素含量（%）元素含量（%）O46.30Na2.36Si28.15K2.09Al8.23Mg2.33Fe5.63Ti0.57Ca4.15H0.15礦物地殼中的元素除少數(shù)以自然元素（如金、銀、鉑、銅、石墨）產(chǎn)出外，絕大多數(shù)以化合物形式產(chǎn)出，尤其是氧化物最為常見。狗頭金是一種產(chǎn)自脈礦或砂礦的自然塊金。這種自然金因形狀酷似狗的頭形，故名狗頭金。1976年8月在我國湖南資水中游車峙礦區(qū)發(fā)現(xiàn)一塊近年來罕見的自然塊金，重達4.35千克，取自40千克整的的礦石中取出的。

新疆阿勒泰發(fā)現(xiàn)的狗頭金礦物自然銅自然硫礦物金剛石石墨礦物石英赤鐵礦礦物礦物種數(shù)隨著人類認識自然界的能力的提高，發(fā)現(xiàn)的礦物種類增多。從20世紀初的2000多種20世紀90年代的5000多種礦物礦物：在各種地質(zhì)作用下形成的具有特定化學(xué)成分和物理性質(zhì),呈結(jié)晶質(zhì)的元素（單質(zhì)）或無機化合物（化合物）。對礦物概念的爭議南京大學(xué)地球科學(xué)數(shù)字博物館

地質(zhì)作用的天然產(chǎn)物特定的化學(xué)成分穩(wěn)定的物理性質(zhì)均一固體，一般是晶體一般是無機作用形成的昆明理工大學(xué)礦物數(shù)字博物館

是地質(zhì)作用的天然產(chǎn)物有一定的化學(xué)成分有一定的晶體結(jié)構(gòu)有較穩(wěn)定的物理性質(zhì)是組成巖礦石的基本單位1-礦物的概念礦物潘兆櫓。結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)（上下冊）。地質(zhì)出版社，1984、1985年定義：天然產(chǎn)出﹑具有一定的化學(xué)成分和有序的原子排列﹐通常由無機作用所形成的均勻固體首先，必須是天然產(chǎn)出的物體其次﹐礦物必須是均勻的固體第三，第四，每種礦物除有確定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)外﹐還都有一定的化學(xué)成分﹐因而還具有一定的物理性質(zhì)最后，一般是由無機作用形成的。煤花崗巖天然氣哪些是礦物？1-礦物的概念礦物礦物（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。絕大多數(shù)為固態(tài)，少數(shù)為液態(tài)和氣態(tài)。1-礦物的概念礦物礦物是天然產(chǎn)出的，是地殼中各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物。實驗室制造的物質(zhì)，如人造金剛石、人造水晶等，通常叫人造礦物(合成礦物)，不屬于地質(zhì)學(xué)中礦物的討論范疇。隕石來自其它天體，其中的礦物稱為“隕石礦物”、“宇宙礦物”，這樣可區(qū)別于地殼中形成的礦物。注意礦物具有一定的化學(xué)成分(絕大多數(shù)為化合物,如石英SiO2,鉀長石K[AlSi3O8],方鉛礦PbS,巖鹽NaCl;少數(shù)為單質(zhì)元素,如石墨C,金剛石C,自然金Au等)和一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而也有一定的形態(tài)、物理和化學(xué)性質(zhì)。如巖鹽內(nèi)部質(zhì)點(NA+,CI-離子)的規(guī)則排列(格子狀),其外形多呈立方體,受外力作用破碎后又呈小的立方體。1-礦物的概念礦物任何一種礦物都只在一定的地質(zhì)條件下才是相對穩(wěn)定的,當外界條件改變至一定程度時,其成分、結(jié)構(gòu)就要發(fā)生變化,同時生成適應(yīng)新環(huán)境的新礦物。如黃鐵礦與空氣、水分接觸,就要發(fā)生變化,生成褐鐵礦(鐵的氫氧化物)。

大多數(shù)礦物以固態(tài)產(chǎn)出(如石英、長石、巖鹽),但也可以呈液態(tài)(水銀)或膠態(tài)產(chǎn)出(蛋白質(zhì))。冰也是礦物。

一種天然產(chǎn)出的物質(zhì)要被稱為“礦物”，它必須：是固體（石油和天然氣不是礦物）具有有序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是無機物（煤不是礦物）煤花崗巖天然氣1-礦物的概念礦物在地質(zhì)學(xué)中以礦物為研究對象的一個分支學(xué)科叫做礦物學(xué)。自然界目前已發(fā)現(xiàn)5000多種礦物,被利用的只有200來種?！叭嗽斓V物”百余種。造巖礦物--組成地殼巖石的主要礦物;造礦礦物--形成有用礦產(chǎn)的礦物(礦石中有用組分)。1-礦物的概念礦物礦物的總體特征1-礦物的概念礦物準礦物（mineraloid）：極少數(shù)天然形成的、具有一定的化學(xué)成分的非晶態(tài)的單質(zhì)或化合物，但不具備結(jié)晶構(gòu)造。如水鋁英石和A型蛋白石等。經(jīng)過漫長的地質(zhì)時代，準礦物有自發(fā)地向結(jié)晶態(tài)的礦物轉(zhuǎn)變的必然趨勢。2-晶體與非晶體晶質(zhì)體（結(jié)晶質(zhì)）礦物：內(nèi)部質(zhì)點（原子、離子）在三維空間成周期性重復(fù)排列（有序排列）的固體。晶體礦物——具有晶體結(jié)構(gòu)的礦物。1-礦物的概念礦物“晶體”是指具有幾何多面體外形特征的晶體，不具幾何外形的稱為晶粒。黑曜巖珍珠巖蛋白石非晶體不具有格子構(gòu)造、沒有規(guī)則的幾何多面體外形。礦物的非晶質(zhì)體：黑曜巖、珍珠巖、蛋白石、火山玻璃1-礦物的概念礦物晶體的空間格子1空間格子：表示晶體內(nèi)部構(gòu)造中質(zhì)點重復(fù)規(guī)律的幾何圖形?？臻g格子最基本的特征:質(zhì)點在三度空間作有規(guī)律的周期性重復(fù)。1-礦物的概念礦物結(jié)點:

空間格子中的點,代表具體晶體結(jié)構(gòu)中的相當點.行列:

結(jié)點在直線上的排列.結(jié)點間距：每一行列上相鄰結(jié)點之間的距離稱為結(jié)點間距。

面網(wǎng):

結(jié)點在平面上的分布.

面網(wǎng)間距：平等且相鄰的二面網(wǎng)間的垂直距離稱面網(wǎng)間距。面網(wǎng)密度：面網(wǎng)中單位面積內(nèi)結(jié)點的數(shù)目稱為面網(wǎng)密度。①在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上：晶體具有格子狀構(gòu)造，質(zhì)點的排列既具有短程有序性，又具有長程有序性；非晶質(zhì)體則不具有格子狀構(gòu)造，質(zhì)點的排列只具有短程有序性，不具有長程有序性。②外形上：晶體具有規(guī)則幾何多面體形狀，非晶質(zhì)體為無定形體。③在物性上：非晶質(zhì)體不具有確定的熔點。④在分布上：由于晶體比非晶體穩(wěn)定，所以晶體的分布更廣泛，自然界的固體物質(zhì)絕大多數(shù)是晶體。晶體與非晶體的區(qū)別1-礦物的概念礦物

準晶：1985年在電子顯微鏡研究中發(fā)現(xiàn)的一種新物態(tài)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的具體形式雖然仍在探索之中，但從其對稱性可知，其質(zhì)點的排列應(yīng)是長程有序，但不體現(xiàn)周期重復(fù)，即不存在格子構(gòu)造，人們把它稱為準晶體。由于儀器觀測精度越來越高，過去許多以為是非晶質(zhì)的礦物，其實是晶體微小的“隱晶質(zhì)”。原來被列為非晶質(zhì)礦物的種數(shù)變得越來越少。絕大多數(shù)礦物都是晶體德國物理學(xué)家馮.勞埃（M.VonLaue,1879-1960）用X光觀測晶體，發(fā)現(xiàn)不管晶體的外形如何，內(nèi)部的原子、離子、分子都是有序的排列。這種質(zhì)點的有序排列，就好像生物的基因物質(zhì)——脫氧核糖核酸（DNA）一樣。1-礦物的概念礦物內(nèi)部原子、離子成分呈有序排列的狀態(tài)，稱為晶體結(jié)構(gòu)島狀環(huán)狀鏈狀雙鏈狀片狀金剛石硅酸鹽1-礦物的概念礦物1-礦物的概念礦物礦物的同質(zhì)多象現(xiàn)象相同化學(xué)成分的物質(zhì)在不同環(huán)境條件（溫度、壓力等）可形成不同的晶體結(jié)構(gòu)，從而形成不同的礦物，這種現(xiàn)象稱為“同質(zhì)多像”。金剛石石墨類質(zhì)同象礦物晶體結(jié)構(gòu)中的某種原子或離子部分地被性質(zhì)相似的它種原子或離子替代而不破壞其晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。其物理性質(zhì)差異不大。1-礦物的概念礦物（Mg，F(xiàn)e）2[SiO4]橄欖石1-礦物的概念礦物Mg[CO3]Fe[CO3]菱鎂礦菱鐵礦Mg2+與Fe2+置換鐵菱鎂礦、鎂菱鐵礦根據(jù)質(zhì)點間置換的數(shù)量限度完全類質(zhì)同像——類質(zhì)同像中的某些質(zhì)點間內(nèi)能以任意比例相互代替，形成一個連續(xù)的類質(zhì)同像系列。類質(zhì)同像的類型不完全類質(zhì)同像——類質(zhì)同像中的某些質(zhì)點間只能進行有限量的置換。ZnS部分（30.8%）Zn2+與Fe2+置換(Zn,Fe)S鐵閃鋅礦1-礦物的概念礦物離子半徑必須相近離子類型相同或相近置換前后，離子的總電價相等類質(zhì)同像形成的條件溫度升高有利于類質(zhì)同像發(fā)生，但壓力增大限制類質(zhì)同像代替的范圍。當組分中某些組分濃度不足時，將促使其他類似組分進行類質(zhì)同像置換。

環(huán)境變化對類質(zhì)同像有影響

介質(zhì)中組分的濃度對置換也有影響在相同條件下生長的同種晶粒，總是趨向于形成某種特定的晶形和形態(tài)特征，這就是礦物晶體的結(jié)晶習(xí)性。如石英晶體呈柱狀，云母是片狀、板狀，石鹽、黃鐵礦呈粒狀晶體等。一、礦物的形態(tài)晶體形態(tài)：一定的礦物單個晶體一般具有特定的一種或幾種形態(tài)。2-礦物的鑒定特征礦物礦物的形態(tài)：礦物單體及同種礦物集合體的形狀。單體形態(tài)：指礦物單獨晶體的形狀，單體形態(tài)只對晶體而言。即前述的晶體形態(tài)。集合體形態(tài)：同種礦物多個單體、晶粒聚集在一起的整體形狀，或膠體礦物的整體形狀。礦物單體形態(tài)綠柱石2-礦物的鑒定特征礦物礦物單體形態(tài)研究包括理想晶體的形態(tài)、實際晶體的形態(tài)和晶體習(xí)性等幾個方面2-礦物的鑒定特征礦物理想晶體的形態(tài)實際晶體的形態(tài)理想條件下，晶體常生長成某種規(guī)則的幾何多面體形態(tài)，多面體外表的規(guī)則平面稱為晶面，相鄰晶面相交的直線稱為晶棱，不平行晶棱的相交點稱為角頂。這些晶面、晶棱和角頂在空間成規(guī)律分布。晶體在生長過程中，受復(fù)雜的外界條件影響，常常不同程度的偏離其理想形態(tài)，形成歪晶。歪晶通常表現(xiàn)為同一單形的晶面發(fā)育不等，甚至部分晶面缺失。實際晶體的晶面也不是理想的幾何平面，通常具有各種花紋和凹坑。在晶面上可見到的一些平行或交叉的條紋稱為晶面條紋。一向伸長單體在三維空間只有一個方向特別發(fā)育；晶體呈柱狀、針狀或纖維狀，如紅柱石、軟錳礦、纖維石膏等

電氣石二向延展單體在三維空間的發(fā)育有二個方向特別發(fā)育；晶體呈板狀或片狀；如重晶石、云母等

白云母三向等長單體在三維空間的發(fā)育程度基本相同；晶體呈粒狀；如石榴子石、黃鐵礦等黃鐵礦礦物晶體的習(xí)性2-礦物的鑒定特征礦物晶體習(xí)性：礦物晶體在一定條件下常常趨向于形成的某一習(xí)慣性形態(tài)，也成晶習(xí)。根據(jù)單晶體在三維空間發(fā)育的相對比例，可將晶習(xí)分為三類：磷灰石2-礦物的鑒定特征礦物礦物單體形態(tài)雙晶：由兩個或多個同種晶體按照一定的相對方位關(guān)系連生在一起，稱為雙晶。如石膏的燕尾雙晶、十字石的十字雙晶。礦物的集合體形態(tài)分為三類：①礦物單體為一向延長型

集合體常為纖維狀、或針狀、柱狀2-礦物的鑒定特征礦物集合體形態(tài)取決于礦物單體的形態(tài)和他們的集合方式水硅鈣鈾礦

2-礦物的鑒定特征礦物②礦物單體為二向延展型其集合體常為板狀、片狀等。云母，片狀鎢鉛礦，板狀2-礦物的鑒定特征礦物③礦物單體為三向等長型如晶體單體為三向等長，其集合體常為粒狀（肉眼能分辨顆粒界線）或塊狀（肉眼不能分辨）。2-礦物的鑒定特征礦物普通角閃石閃鋅礦石榴子石2-礦物的鑒定特征礦物放射狀：長柱狀或針狀礦物以一點為中心向外呈放射狀排列晶簇：在巖石裂隙或空洞中長成的晶體完整的晶體群鮞狀和豆狀：由圓球狀礦物組成的集合體。圓球內(nèi)部具有同心層構(gòu)造，大似魚卵者稱為鮞狀；大小如豆者稱為豆狀鐘乳狀：形似屋檐下凝結(jié)的冰錐，橫截面為圓形，內(nèi)部具有同心層狀構(gòu)造葡萄狀和腎狀：形似葡萄串者稱為葡萄狀，形如腎者稱為腎狀；其內(nèi)部均具有同心層狀或放射狀構(gòu)造結(jié)核狀：呈不規(guī)則的球形或橢球形者，稱為結(jié)核體2-礦物的鑒定特征礦物二、礦物的物理性質(zhì)礦物的光學(xué)性質(zhì)礦物的力學(xué)性質(zhì)密度磁性及電性透明度光澤顏色條痕硬度解理斷口2-礦物的鑒定特征礦物礦物的光學(xué)性質(zhì)2-礦物的鑒定特征礦物光學(xué)性質(zhì)：礦物在可見光作用下所表現(xiàn)的性質(zhì)。包括顏色、透明度、光澤、條痕；顏色：因?qū)梢姽膺x擇性吸收而具有的顏色。2-礦物的鑒定特征礦物指物體在白光照射下所顯示的顏色。在礦物學(xué)上分為自色、他色和假色。自色：成因上與礦物本身固有化學(xué)成分直接有關(guān)的顏色。即因礦物固有化學(xué)組成中某些色素離子而呈現(xiàn)的顏色。如赤鐵礦的紅櫻色。他色：非礦物本身固有因素引起的顏色。（由于礦物所含雜質(zhì)成分而呈現(xiàn)的顏色）。假色：由于光的干涉、衍射等物理光學(xué)過程所引起的呈色。包括1)暈色：某些透明礦物的表面呈現(xiàn)出的一種彩虹狀顏色，是由于照射到礦物表面的光線受到礦物解理面或薄層包裹體表面的層層反射造成的干涉現(xiàn)象；2)錆色：易氧化的礦物在其表面形成的氧化薄膜而呈現(xiàn)的顏色。礦物的光學(xué)性質(zhì)描述方法：標準色譜法（紅橙黃綠等）、雙名法（次要色調(diào)放在前面，主要色調(diào)放在后面）和類比法（桔紅色、銅黃色等）?？兹甘蠙焓S鐵礦2-礦物的鑒定特征礦物黃晶（二價鐵）粉紅色石英（二價鐵）紫水晶（三價鐵和錳）水晶（純凈）煙晶（有機質(zhì)、汽液等）乳石英（細小汽液）他色（石英）2-礦物的鑒定特征礦物假色——錆色和暈色（極細微平行解理面等對光連續(xù)反射而出現(xiàn)的）

。2-礦物的鑒定特征礦物鑄色（黃鐵礦晶體表面氧化）錆色2-礦物的鑒定特征礦物條痕：礦物在白色無鈾瓷板上擦劃時所留下的痕跡（即粉末顏色）它對于基些金屬礦物具有重要鑒定意義。如赤鐵礦有赤紅、鐵黑或鋼灰者,但其條痕總為櫻紅色，比較穩(wěn)定。透明礦物的條痕都是近白色,無鑒定意義。2-礦物的鑒定特征礦物條痕可以消除假色、減弱他色，比礦物的顏色更固定金屬光澤：反光極強，像極金屬的新鮮面。半金屬光澤：反光較強，較金屬光澤稍暗淡、不刺目。非金屬光澤：根據(jù)對光反射的特征進一步劃分為：2-礦物的鑒定特征礦物光澤：指礦物表明對可見光波的反射能力。礦物的光學(xué)性質(zhì)金剛光澤：光澤閃亮耀眼，無金屬色彩。玻璃光澤：如同普通玻璃一樣的光澤。當?shù)V物表面不平坦或成集合體時，常會呈現(xiàn)一些特殊光澤：根據(jù)礦物的平坦表面如晶面、解理面對光的反射情況可分為：油脂光澤：礦物表面像涂了一層油脂似的，如石英、磷灰石等蠟狀光澤：像蠟燭表面那樣的光澤，如塊狀滑石、蛇紋石等絲絹光澤：纖維狀集合體表面呈現(xiàn)似絲綢一樣的光澤，如纖維石膏、石棉等珍珠光澤：似珍珠或貝殼內(nèi)壁的光澤，如云母土狀光澤：礦物表面黯淡無光，像土一樣，如高嶺土紅云鉬鉛礦金剛光澤金屬光澤金屬光澤玻璃光澤2-礦物的鑒定特征礦物脂肪光澤珍珠光澤麥稈狀白鉛礦絲絹光澤透明礦物：隔著礦物能清晰地透見另一側(cè)物體，如水晶半透明礦物：可模糊透見他物，如閃鋅礦不透明礦物：不能透見他物，如黃鐵礦2-礦物的鑒定特征礦物礦物的光學(xué)性質(zhì)透明度：指光線透過礦物多少的程度。通常，能被光線從礦物薄片（厚0.03mm）透過者稱為透明礦物；不能通過者稱為不透明礦物。錫石，半透明黃玉透明硬度：礦物抵抗外力刻劃、壓入、研磨的能力。摩氏硬度計：由10種標準礦物將硬度分為10級。只代表礦物硬度的相對順序，但使用方便：選擇被鑒定礦物的新鮮平整面用標準硬度計棱角刻劃，判斷刻痕或粉痕。多次刻劃比較后，確定礦物硬度。若未知礦物上無平整面而硬度計上有，則可用未知礦物的棱角刻劃硬度計的平面。

礦物的力學(xué)性質(zhì)2-礦物的鑒定特征礦物最完全解理：極易裂成薄片，解理面很光滑(云母)完全解理：易裂成規(guī)則的塊體，解理面光滑、平整(方解石)中等解理：碎塊上可見較小但清晰的解理面(正長石)不完全解理：碎塊中解理面少見且不清晰(磷灰石)極不完全解理：即無解理。如石英、磁鐵礦。2-礦物的鑒定特征礦