礦物、巖石與土-礦物（工程地質(zhì)課件）

知識點4公路工程建設(shè)活動中，我們必須識別出巖石與土，而巖石與土是由礦物組成的，因此，我們必須學習礦物。知識點4礦物：是自然界中的化學元素在一定的物理化學條件下形成的單質(zhì)和化合物。造巖礦物：礦物是組成巖石或土的基本單位，世界上約有3000多種礦石，其中構(gòu)成巖石的礦物主要有30余種，我們把這些類礦物稱為造巖礦物。元素在地殼中的分布：地殼是由各種固體巖石組成的，而巖石則是各種礦物的集合體，礦物又是由各種化學元素集合而成。元素在地殼中的平均質(zhì)量百分比稱為元素克拉克值。地殼中10種最主要的化學元素為：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H，它們共占地殼總質(zhì)量的99.96%。知識點4由一種元素組成的礦物稱單質(zhì)，例如石墨(C)、金剛石(C)、自然銅（Cu）、自然金（Au）等。由兩種或兩種以上的不同元素組成的礦物稱化合物，例如石鹽（NaCl）、石英（SiO2）、方解石（Ca[CO3]）等。知識點44.1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外貌特征，分為顯晶質(zhì)礦物形態(tài)和隱晶質(zhì)礦物形態(tài)，其中顯晶質(zhì)礦物形態(tài)又分為：知識點4

4.1.1單體形態(tài)：

根據(jù)晶體沿三維空間發(fā)育的相對程度，分為3種類型。

（1）一向延伸——晶體形態(tài)通常為柱狀、針狀。例：輝銻礦、輝石、角閃石。

（2）二向延展——晶體形態(tài)通常為板狀、片狀。例：云母、石膏。

（3）三向等長——晶體形態(tài)通常為粒狀。例：石榴石、橄欖石、長石。

過渡類型——如，短柱狀（輝石、毒砂）板柱狀（正長石、重晶石）。

兩向延長/柱狀綠柱石石榴石白云母石英知識點4

4.1.2礦物集合體形態(tài)：礦物集合體指同種礦物許多個體聚集在一起的群體，根據(jù)顆粒大?。ɑ蚩杀娑龋┓譃椋?/p>

①顯晶質(zhì)集合體：晶簇狀、塊狀等。

②隱晶質(zhì)、膠態(tài)集合體：分泌體、結(jié)核、鮞狀、豆狀、鐘乳狀、葡萄狀、腎狀、皮殼狀等。

輝銻礦黃銅礦紫水晶方解石4.1.3隱晶及膠態(tài)集合體形態(tài)瑪瑙褐鐵礦結(jié)核赤鐵礦皮殼狀綠松石知識點44.2礦物的物理性質(zhì)a、礦物的光學性質(zhì)：顏色、條痕、透明度、光澤、發(fā)光性。b、礦物的力學性質(zhì)：解理、裂開、斷口、硬度、彈性與撓性、脆性與延展性。c、礦物的其他性質(zhì)：密度、相對密度、磁性、電學性質(zhì)。知識點4

4.2.1礦物的顏色：礦物學中的顏色分類-自色、他色、假色。自色：是礦物本身所固有的顏色。黃銅礦-銅黃色輝銻礦—鉛灰色知識點4

他色：是礦物中混入了少量雜質(zhì)所引起的。如石英是無色透明的，含碳時呈煙灰色，含錳時呈紫色，含鐵時呈玫瑰色。剛玉（藍寶石，紅寶石）知識點4

假色：是礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化膜對光的折射、散射造成的。假色的種類很多，如錆色、暈色、變色（變彩）、乳光（蛋白光）等。斑銅礦表面形成的錆色冰洲石表面形成的暈色知識點4

4.2.2礦物的條痕：是礦物在無釉瓷板上擦劃后留下的顏色(實際是礦物的粉末)的顏色。由于它消除了假色，減低了他色，因而比礦物顆粒的顏色更為固定．故可用來鑒定礦物。黃鐵礦—淺銅黃色，條痕色：黑色黃銅礦--銅黃色，條痕色：帶綠的黑色知識點4

4.2.3礦物的透明度：礦物允許可見光透過的程度—礦物對可見光的透射作用。在肉眼鑒定中可分為三級：透明、半透明、不透明。

透明：可透過1cm厚的礦物看清楚物體的輪廓。例：石膏、冰洲石（多為無色、白色或淺色礦物）半透明：當透過1cm厚的礦物可見物體的陰影。例：辰砂、淺色閃鋅礦（多為彩色礦物）不透明：當透過1cm厚的礦物時，看不見物體。例：石墨、方鉛礦（多為黑色礦物）知識點4

4.2.4礦物的光澤：肉眼鑒定中礦物光澤分為四級：金屬光澤：其反射能力強，如同經(jīng)過拋光的平滑金屬表面那樣的反光。例：自然金、方鉛礦。半金屬光澤：其反射能力較強，呈如同一般未經(jīng)過拋光的平滑金屬表面那樣的反光。例：黑鎢礦、磁鐵礦、赤鐵礦等。金剛光澤：其反射能力稍強而呈金剛石那樣燦爛耀眼的反光。例：金剛石、鋯石、辰砂表面。玻璃光澤：其反射能力弱而呈如同玻璃板表面那樣的反光。例：石英、長石、方解石等。知識點4

油脂光澤—表面有油脂似的光澤，例：石英的斷口。樹脂光澤—像樹脂表面的光澤，例：淺色閃鋅礦。臘狀光澤—像蠟燭表面的光澤，一般為透明礦物的隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)致密塊體上，例：塊狀葉臘石（壽山石）。土狀光澤—光澤黯淡或者說無光澤，一般出現(xiàn)在透明礦物的細粒集合體上，例：高嶺石。絲絹光澤—如同蠶絲所反射的那樣的光澤，一般出現(xiàn)在淺色礦物的纖維狀集合體上，例：石棉、纖維石膏。珍珠光澤—如同蚌殼凹面（珍珠層）上那種柔和而多彩的光澤，它是由于一系列解理面對光反復產(chǎn)生反射，并相互發(fā)生干涉造成的，例：滑石。知識點4石英油脂光澤知識點44.2.5礦物的發(fā)光性：礦物在外來能量的激發(fā)下，發(fā)出可見光的性質(zhì)例如：熒光、磷光。白鎢礦發(fā)出的熒光4.3礦物的力學性質(zhì)

4.3.1礦物的解理：礦物晶體在外力作用下，沿著一定的結(jié)晶方向破裂成一系列光滑平面的性質(zhì)，叫做解理。由于同種礦物的解理方向和完好程度總是相同的，性質(zhì)很固定，因此，解理是寶石礦物的重要鑒定特征。4.3礦物的力學性質(zhì)1、極完全解理：礦物極易形成光滑的解理面，例：云母。2、完全解理：礦物易形成光滑的解理面，方解石。3、中等解理：解理面清楚，但不平整、連續(xù)，例：金紅石。4、不完全解理：解理面出現(xiàn)困難。例：磷灰石。5、極不完全解理：罕見解理面。例：石英。云母方解石4.3礦物的力學性質(zhì)

4.3.2礦物的斷口：礦物內(nèi)部若不存在由晶體結(jié)構(gòu)所控制的弱結(jié)合面網(wǎng)，則在外力的打擊下，不按一定的結(jié)晶學方向（將沿任意方向）發(fā)生破裂而形成的各種不平整的斷開面的性質(zhì)。斷口的類型主要分為：4.3.2礦物的斷口1、貝殼狀斷口——呈圓形或橢圓形的光滑曲面，并出現(xiàn)以受力點為中心的不很規(guī)則的同心圓狀波紋，形似貝殼。例：瑪瑙2、纖維狀斷口——斷面呈纖維絲狀，見于纖維狀礦物集合體上。3、平坦狀斷口——斷面較平坦，見于塊狀礦物。

例：塊狀高嶺石4、參差狀斷口——斷面呈參差不平狀，大多數(shù)脆性礦物以及塊狀或粒狀的集合體具此種斷口。

例：磷灰石、石榴石5、鋸齒狀斷口——呈尖銳鋸齒狀，見于強延展性的自然金屬元素礦物。例：自然銅、自然金6、土狀斷口——斷面粗糙，呈細粉狀，為土狀礦物特有。

例：高嶺石4.3.3礦物的硬度：4.3.3礦物的硬度：指礦物抵抗刻劃、壓入或研磨能力的大小。國際摩氏硬度計1-滑石；2-石膏；3-方解石；4-螢石；5-磷灰石；6-正長石；7-石英；8-黃玉；9-剛玉；10-金剛石利用摩氏硬度計測定未知礦物硬度的方法：將欲測礦物與摩氏硬度計中的標準礦物互相刻劃比較來確定，如某一礦物能劃動方解石，說明其硬度大于方解石，但又能被螢石所劃動，說明其硬度小于螢石，則該礦物的硬度為3到4之間，可寫成3-4或3.5度；再如黃鐵礦能輕微刻傷正長石，但不能刻傷石英，而本身卻能被石英所刻傷，因此，黃鐵礦的摩氏硬度為6—6.5。4.3.3礦物的硬度野外工作中我們常用指甲和小刀來判斷未知礦物的硬度，并將未知礦物粗略分為三級：軟礦物（指甲能刻劃）；中等硬度礦物（硬度介于指甲與小刀之間）；硬礦物（小刀不能刻劃）。4.4常見的礦物及主要特征石英:SiO2

，鑒定特征：形態(tài)、顏色和硬度。石英通常為粒狀、塊狀或晶簇狀、放射狀，透明度較好。成分純者無色透明，夾雜了其它物質(zhì)常呈紫色或粉色，條痕白色，玻璃光澤，無解理，斷口有油脂光澤，貝殼狀斷口，比重2.65，硬度7.0。三大巖類中均有石英產(chǎn)出，化學性質(zhì)穩(wěn)定，抗風化能力強，含石英越多的巖石，巖性越堅硬。自然界中的各種石英4.4常見的礦物及主要特征正長石：K[AlSi3O8]，鑒定特征為晶體形態(tài)、雙晶、顏色、硬度和解理。單晶呈短柱狀或厚板狀，集合體呈粒狀。肉紅色或淺黃色，條痕白色，玻璃光澤，透明。硬度6，顏色為肉紅色或黃褐色或近于白色，玻璃光澤，硬度6，比重2.57。中等解理，易于風化。常見于巖漿巖、花崗片麻巖、正長片麻巖和碎屑沉積巖中?？捎米魈沾珊筒Ａг?。正長石4.4常見的礦物及主要特征云母：白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2、黑云母K(Mg，F(xiàn)e)3[AlSi3O10](OH)2

。鑒定特征為形態(tài)、顏色、解理、薄片具彈性、硬度。單晶呈假六方短柱狀、板狀或片狀，集合體呈片狀或鱗片狀，薄片無色透明有彈性。白云母呈無色，含雜質(zhì)者呈淺灰、淺綠色，條痕白色。玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤，透明。黑云母常呈深褐或黑色，條痕灰色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤。硬度2-3，一組極完全解理，薄片具彈性，比重2.76-3.l。電的絕緣性良好。當巖石中含云母較多時，易風化，強度會降低。廣泛分布于巖漿巖、結(jié)晶片巖和片麻巖中。白云母黑云母4.4常見的礦物及主要特征橄欖石：鑒定特征為晶體形態(tài)、顏色。柱狀或厚板狀晶形，完好的晶形不常見，通常呈不規(guī)則粒狀集合體。橄欖綠至黃綠色，玻璃光澤，硬度6.5～7，無解理，貝殼狀斷口。主要形成于超基性、基性巖漿巖及變質(zhì)巖中，是地幔巖和隕石的主要成分，橄欖石不與石英共生。4.4常見的礦物及主要特征方解石(CaC03)

呈菱面體或六方柱，無色或乳白色，玻璃光澤，硬度3，三組完全解理，與稀鹽酸起泡，是組成石灰?guī)r的主要成分，方解石的色彩因其中含有的雜質(zhì)不同而變化，但一般多為白色或無色。無色透明的方解石也叫冰洲石。4.4常見的礦物及主要特征輝石：是最主的造巖礦物，鑒定特征為形態(tài)、顏色、條痕和解理。單晶呈短柱狀，集合體常呈粒狀。黑色或綠黑色，條痕白色，玻璃光澤，透明。硬度5.5-6.0，中等解理，比重3.2-3.6。含鐵量越高，顏色越深，其硬度也高。而含鎂多的輝石則呈古銅色。主要產(chǎn)于漿巖和變質(zhì)巖中。4.4常見的礦物及主要特征白云石菱面體，集合體呈塊狀，灰白色，硬度為3.5～4，遇稀鹽酸時微弱起泡。4.4常見的礦物及主要特征石膏

集合體呈致密塊狀或纖維狀，一般為白色，硬度為2，玻璃光澤，一組完全解理，廣泛用于建筑、醫(yī)學等方面。純無色透明的晶體稱為透石膏

雪白色、不透明的細粒塊狀稱為雪花石膏纖維狀集合體并具絲絹光澤的稱為纖維石膏4.4常見的礦物及主要特征滑石集合體呈致密塊狀，白色、淡黃色、淡綠色，珍珠光澤，硬度1，富有滑膩感，工業(yè)上常用原料。4.4常見的礦物及主要特征黃鐵礦

立方體，顏色為淺黃銅色，金屬光澤，不規(guī)則斷口，硬度為6，易風化，風化后生成硫酸和褐鐵礦。常見于巖漿巖和沉積巖的砂巖和石灰?guī)r中。4.4常見的礦物及主要特征赤鐵礦鮞狀、腎狀、塊狀，紅、褐色等，條痕櫻紅色，半金屬光澤，硬度5-6，無解理，參差狀斷口。4.4常見的礦物及主要特征螢石立方體,通常是黃、綠、藍、紫等色，無色者少，玻璃光澤，硬度為4，四組完全解理，加熱是或在紫外線照射下顯熒光。4.4常見的礦物及主要特征高嶺石致密塊狀、土狀，白色、土狀光澤，斷口平坦狀，潮濕后具可塑性，但無膨脹性。干燥時粘舌，易捏成粉末，可用作陶瓷原料、耐火材料和造紙工業(yè)等