南京大學(xué)普通地質(zhì)學(xué)2普地礦物課件

第二章礦物Mineral普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology)Chapter2Mineral

Section1Somebasicconceptions

1.地殼由巖石組成；巖石由礦物組成；礦物由元素組成.

2.元素是構(gòu)成地球的最基本物質(zhì),由同種原子所組成.

2.1元素(element):周期表共有112種,自然界有92種

2.2同位素:是中子數(shù)不同（原子量不同）的同種元素的變種.同種元素的同位素，物化性質(zhì)基本相同.總共有300余種.

2.3可分放射性和穩(wěn)定兩種同位素（radio&stableisotope).

放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等

穩(wěn)定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1

2.4半衰期(half-life)：放射性元素蛻變到其原來數(shù)量的一

半所需時(shí)間.半衰期:

Rb87-Sr87:500億年,Th232-Pb208:139億年,

U238-Pb20645億年,K40-Ar40:15億年,U235-Pb207:7.13億年,C14-N14:5692年放射性同位素主要用來測定火成巖石的絕對(duì)年齡;

穩(wěn)定同位素主要用來確定巖石的物質(zhì)環(huán)境與來源.如地殼,地幔,水圈,大氣圈,生物圈,月球,隕石等。

2.5同位素研究是當(dāng)代倍受重視的國際前沿,地化專業(yè)主攻。

3.克拉克值Clarkvalue:中上地殼中50種元素的平均含量.美國科學(xué)家克拉克采集了世界各地的樣品5159個(gè)；用取得的化學(xué)分析數(shù)據(jù),求出了16公里厚的地殼內(nèi)50種元素的平均百分重量,后人稱克拉克值,又稱豐度Abundance。國際通用。

單位ppm=10-6,即克/噸。目前還用ppb=10-9。

克拉克值≠克拉值；5克拉=1克。

3.2地殼中各元素的含量差別很大

其中,O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H10元素占99.96%;

而O,Si,Al,Fe,Ca5元素占了92.46%。非晶質(zhì)體Non-crystal：內(nèi)部原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重復(fù)排列的固體.如火山玻璃，超冷液體。自然界極少。

在一定條件下，非晶質(zhì)體可向晶質(zhì)體轉(zhuǎn)化。如火山玻璃→玉髓。

準(zhǔn)晶體quasicrystal定義：其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多級(jí)呈相似的配位多面體在三維空間作長程定向有序分布的固體。

quasicrystal為一種新的凝聚態(tài)固體，但其內(nèi)部原子既不像非晶質(zhì)體那樣成完全無序的分布，又不具有像晶體那樣的三維周期性排列有序。目前尚未發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)出的準(zhǔn)晶體。5礦物Mineral定義：由天然產(chǎn)出且具有特定的（但一

般并非固定的）化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造的均勻固

體。自然界廣泛。

準(zhǔn)礦物Mineraloid:在產(chǎn)出狀態(tài)、成因和化學(xué)組成

等方面均具有與礦物相同的特征，但不具有標(biāo)準(zhǔn)結(jié)

晶構(gòu)造的均勻固體。

主要有A型蛋白石、水鋁英石。自然界極少。

6礦物的6項(xiàng)基本特征Sixbasicfeaturesofmineral

特征1最基本特征是天然產(chǎn)出、有序結(jié)構(gòu)、固體。

特征2自然界的所有晶體都是礦物；絕大多數(shù)礦

物都是晶體?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦物3300余種，絕大部分

(99%)分布于地殼中。蛋白石、水鋁英石是準(zhǔn)礦物。

特征3礦物的化學(xué)成分基本穩(wěn)定,但可有雜質(zhì)。

特征4

礦物可分為三大類

①自然元素礦物:Au,Cu,S,C(金鋼石,石墨).自然界很少.

②分子化合物（分硫化物，鹵(氟與氯)化物，氧化物三種）:

如SiO2-石英,NaCl-石鹽,FeS2-黃鐵礦.自然界常見.

③復(fù)雜分子團(tuán)礦物:主要是硅酸鹽礦物.種類多,含量高,分布廣,占地殼總重量75%.如K(Mg,Fe)3[SiO3AlO10](OH,F)2,黑云母

水,石油,天然氣不是礦物(非固體)；煤也不是(排列無序)；花崗巖不是礦物(巖石)。

特征5

礦物具有同質(zhì)多象和類質(zhì)同象現(xiàn)象。

同質(zhì)多象Polymorphism定義:化學(xué)成分相同、但質(zhì)點(diǎn)的排

列方式不同（結(jié)構(gòu)不同）的現(xiàn)象。將形成不同的礦物。

如：C金剛石（高壓）-石墨（常壓)。

類質(zhì)同象Isomorphism定義:礦物結(jié)構(gòu)中某種原子或離子部分被它種原子或離子取代，但不破壞其晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。如鎂橄欖石→鐵橄欖石。表1火成巖的七種主要造巖礦物若干特征

8.巖石Rock:由一種以上礦物集成的固體.按形成方式，巖石可分三大類：

火成巖Igniousrock:占地殼巖石體積64.7%;

沉積巖Sedimentaryrock:占地殼巖石體積7.9%，地表面積75%;

變質(zhì)巖Metamorphic

rock:占地殼巖石體積27.4%.

Section2Physicalcharacterofmineral

1外形(Shape)

1.1單晶體(Singlecrystal):一向延伸呈針狀柱狀,如輝

銻礦Sb2S2(Stibnite);二向延伸呈板狀、片狀,如長石,

云母;

三向延伸呈菱面體,八面體,立方體,復(fù)合體,如方解石,螢

石,角閃石,輝石,黃鐵礦,金剛石等層狀方解石cacite正長石orthoclase紫、綠色螢石

fluorite黃鐵礦

pyrite1.2集合體(Aggregate):礦物微粒聚集體.一向的

呈纖維狀,如石棉;二向的呈鱗片狀,絹云母;

三向的呈粒狀,橄欖石

1.3特殊集合體:放射狀,如硅灰石CaSiO3;鐘乳狀,

如鐘乳石;晶族狀,如石英;鮞狀、葡萄狀、

腎狀,如赤鐵礦.

2光學(xué)性質(zhì)(Optical)

2.1透明度(Transparency):礦物薄片(厚0.03mm)能透過光線者,稱透明礦物,如石英,云母,長石,方解石等.不透光者,稱不透明礦物.所有金屬礦物都是不透明礦物.

2.2光澤(Luster):礦物的反光能力石棉asbestos橄欖石olivine鮞狀赤鐵礦oolitichematite石英、水晶quartzcrystal金屬光澤Metalluster:反射很強(qiáng),所有金屬礦物均此光澤。

非金屬光澤Non-metalluster:反射較弱，透明礦物的光澤。

可細(xì)分金剛光澤(金剛石),玻璃光澤(長石),油脂光澤，

(石英斷口),絲絹光澤(絹云母),珍珠光澤(白云母),

土狀光澤(高嶺石)6種。

2.3顏色(Color)與條痕(Streak)

●顏色:白,藍(lán),紅,黑,淺綠,紫紅等。

●自色(Diochromatic):被化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的

礦物本色.如方鉛礦的鉛灰色。

●他色(Allochromatic):混入雜質(zhì)后的礦物顏色。

如石英(無色),紫晶(紫色,Fe多),薔薇石英(Fe少),

煙水晶(含Mn)。

●假色（Pseudochromaticcolor）:表面氧化或吸附他物后

的顏色.如褐色黃鐵礦。

●條痕色:礦物粉末的顏色。用瓷板劃之,紫紅的赤鐵礦呈

櫻紅色,黃銅的黃銅礦呈墨綠色。TwogroupsofcleavageinpyroxenecrystalTwogroupsofcleavageintremolitecrystalSection3Identificationofmineral

肉眼鑒定：看(形態(tài),色,光澤，解理，成分)-掂(比重)-

刻（硬度）-敲(斷口)

儀器鑒定：偏光顯微鏡,化學(xué)成分分析,SEM,TEM(Scan(Transmission)ElectricMicroscope),激光探針

Section4Generalmineral

1常見的：方解石CaCO3,石英SiO2,長石。云母

2貴重的：金剛石C,金Au,銀Ag

3工藝品：瑪瑙SiO2紅寶石,藍(lán)寶石Al2O3（剛玉）

4工業(yè)原料：赤鐵礦Fe2O3,磁鐵礦Fe3O4,黃銅礦CuFeS2

5藥用：辰砂HgS,雄黃As4S4

6環(huán)境氣候示蹤礦物干旱炎熱：石膏、石鹽。

HP/LT：藍(lán)閃石、多硅白云母、紅簾石(俯沖碰撞帶).

UHP：柯石英、金剛石(陸內(nèi)深俯沖,>100公里深度).

7偏光鏡下常見的:長石,石英,云母,輝石,角閃石,方解石紅色剛玉Redcorundum辰砂

cinnabar尖晶石spinel軟錳礦pyrolusite硬錳礦psilomelane蘭銅礦azurite孔雀石malachite錫石c