地球的物质组成矿物

1、第一篇预习摘要第一篇预习摘要 总结概括（视角）总结概括（视角） 重点提炼重点提炼 文献索引（格式）文献索引（格式） 文本编辑（段落、字体、标点文本编辑（段落、字体、标点统一）统一） 检查完善检查完善上节内容回顾上节内容回顾地球的圈层结构：地球的圈层结构：外部圈层外部圈层内部圈层内部圈层上节内容回顾上节内容回顾地球的圈层结构地球的圈层结构外部圈层：外部圈层：大气圈（分层、大气环流）、水大气圈（分层、大气环流）、水圈（循环、外动力中的作用）、生物圈（圈（循环、外动力中的作用）、生物圈（形成、演化）形成、演化）& 圈层之间的关系圈层之间的关系内部圈层内部圈层上节内容回顾上节内容回顾地球的圈层

2、结构地球的圈层结构外部圈层：外部圈层：大气圈（分层、大气环流）、水大气圈（分层、大气环流）、水圈（循环、外动力中的作用）、生物圈（圈（循环、外动力中的作用）、生物圈（形成、演化）形成、演化）& 圈层之间的关系圈层之间的关系内部圈层：内部圈层：岩石圈（三层结构、大陆岩石圈（三层结构、大陆&大洋地大洋地壳）、软流圈（位置、物态、作用）、地壳）、软流圈（位置、物态、作用）、地幔圈、地核圈（物态、密度）幔圈、地核圈（物态、密度）四、四、 地球的物质组成地球的物质组成矿物矿物地球的物质组成三个层次： 元素元素矿物矿物岩石岩石Element - Mineral - Rock本节提纲本节提纲

3、 元素（克拉克值）元素（克拉克值） 矿物（鉴定特征、分类）矿物（鉴定特征、分类）元元 素素element地球的化学组成：（化学）元素地球的化学组成：（化学）元素元素：自然界中由一种原子构成的元素：自然界中由一种原子构成的基本的金属或非金属物质，截止基本的金属或非金属物质，截止2010年共有年共有118种元素（种元素（94种自然）种自然）地球中含量大于地球中含量大于10%的元素：的元素：Fe、O、Si、Mg含量大于含量大于1%的元素：的元素：Ni、S、Ca、Al含量高于含量高于0.1%的元素：的元素：Na、Cr、Co、P、Mn以上元素总量超过以上元素总量超过99%，可代表地球的整体化，可代表地球

4、的整体化学组成学组成地球的化学组成地球的化学组成地壳的化学组成地壳的化学组成 总量分布不均匀：O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg等8种元素占了地壳总重的97.52% 空间分布不均匀： 硅铝层以O, Si, Al为主，Ca, Na, K也比较多； 硅镁层中Mg, Fe增加，Ca, Na, K含量减少 随时间的变化克拉克值克拉克值 Clarke value 克拉克值克拉克值：地壳地壳元素的平均元素的平均重量重量百分含量，百分含量，也称也称元素丰度元素丰度（element abundance） 克拉克值前克拉克值前10名元素依次为名元素依次为:O、Si、Al、Fe、Ca、Na、

5、K、Mg、Ti、H共占地壳总重量的共占地壳总重量的98%地幔：基性元素地幔：基性元素Mg,FeMg,Fe和和重重稀土元素稀土元素(HREE)(HREE)增加；增加； 酸性元素酸性元素Si,Al,K,NaSi,Al,K,Na和和轻轻稀土元素稀土元素(LREE)(LREE)减少减少 ( (稀土元素稀土元素rare earth elementrare earth element：镧系：镧系1616种种。 7LREE+9HREE)7LREE+9HREE)地核：主要为地核：主要为Fe, NiFe, Ni地球化学元素分布的不均一性地球化学元素分布的不均一性：圈层内部、圈层之间、演化圈层内部、圈层之间、演化

6、地幔、地核的化学组成地幔、地核的化学组成哥尔德哥尔德施密特元素地球化学分类：施密特元素地球化学分类： 亲石元素：多组成氧化物或含氧盐（特别是硅酸盐），形成大部分造岩矿物，主要集中在岩石圈 亲铁元素：主要集中在地球深部的铁镍核中 亲铜元素：多形成硫化物 亲气元素：呈原子或分子状态集中在地球的大气圈 亲生物元素：富集于生物圈元素的地球化学分类元素的地球化学分类地球化学角度：地球化学角度： 主量元素major element（常量元素）：在岩石中(地壳中)含量大于1%(或0.1%)的元素，在地壳中大于1%的8种元素（ O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg ） 微量元素trace element

7、（痕量元素）：岩石和沉积物中含量低于1或0.1的元素，以及在矿床中含量很低不具独立开采价值（部分可以综合利用）的伴生元素统称为微量元素。在地壳的各种分异作用中，它们对环境的变化比常量元素更敏感元素的地球化学分类元素的地球化学分类主量元素主量元素-OSiAlFeCaNaKMgTiH微量元素微量元素含量含量0.1%硫和卤族元素硫和卤族元素S, F, Cl, Br, I金属成矿元素金属成矿元素Au,Ag,Hg,Pb,Zn,Cu,Ni,Cr,Mn,W,Sn,Mo亲生物元素亲生物元素(C, H, O, N, P, B)和亲气元素和亲气元素放射性元素放射性元素- 209的十余的十余种及种及84号元素以上号

8、元素以上矿矿 物物Mineral矿矿 物物 由由地质作用地质作用形成的形成的天然单质天然单质或或化合物化合物， 具有具有相对固定相对固定的化学成分和物理性质的化学成分和物理性质一些常见的固态矿物金刚石石墨C一些常见的固态矿物石英SiO2一些常见的固态矿物刚玉Al2O3一些常见的固态矿物钠铝硅酸盐：NaAI(Si2 O6)硬玉一些常见的固态矿物方解石（冰洲石）黑云母一些常见的固态矿物普通角闪石磁铁矿矿物的鉴定特征 形态 颜色&条痕 光泽 硬度 解理&断口形 态morphology 矿物在一定的地质条件下相对稳定，而当外界矿物在一定的地质条件下相对稳定，而当外界条件改变到一定程度时

9、，原有矿物会发生变化。条件改变到一定程度时，原有矿物会发生变化。 绝大多数矿物为无机物，呈绝大多数矿物为无机物，呈固态固态。液态、气态。液态、气态和有机矿物甚少。和有机矿物甚少。 在固态矿物中，绝大多数为在固态矿物中，绝大多数为结晶质结晶质，少数是非，少数是非晶质。固体结晶质矿物具有一定的晶体结构和晶质。固体结晶质矿物具有一定的晶体结构和化学成分。化学成分。形 态morphology矿物矿物单体单体的形态：的形态：由矿物晶形和结晶程度决定，由矿物晶形和结晶程度决定，包括：包括：一向伸长型一向伸长型, , 二向伸长型和三向伸长型二向伸长型和三向伸长型矿物的晶形则与矿物的晶体结构有关，是晶体结构矿

10、物的晶形则与矿物的晶体结构有关，是晶体结构最小单位（晶格）重复生长的结果最小单位（晶格）重复生长的结果矿物的结晶程度主要受矿物生长时的物化条件控制矿物的结晶程度主要受矿物生长时的物化条件控制一向伸长晶体一向伸长晶体石英石英 绿柱石绿柱石二向伸长晶体二向伸长晶体云母云母三向伸长晶体方铅矿和萤石显晶质集合体显晶质集合体:规则集合体规则集合体(双晶双晶)不规则集合体不规则集合体(粒状、板状、片状、柱状、放射状、纤维状、粒状、板状、片状、柱状、放射状、纤维状、晶簇晶簇)隐晶质或胶态集合体隐晶质或胶态集合体: 结核体结核体(鲕状鲕状:小于小于2mm、豆状、豆状:2-5mm、结核、结核:大于大于5mm)

11、分泌体：常具同心层状构造，如玛瑙分泌体：常具同心层状构造，如玛瑙 特殊形态的集合体：钟乳状、葡萄状、肾状特殊形态的集合体：钟乳状、葡萄状、肾状集合体、土状集合体、土状.矿物集合体形态正长石正长石卡氏双晶卡氏双晶carlsbad twins/twin crystals石英簇状集合体石英簇状集合体aggregate显晶质矿物集合体形态纤维状石膏纤维状石膏 集合体集合体隐晶/非晶质矿物集合体肾状赤铁矿土状孔雀石集合体颜色和条痕颜色颜色color:是矿物对不同波长可见光吸收是矿物对不同波长可见光吸收不同的反映不同的反映对各种波长可见光的不同程度的均匀吸收，对各种波长可见光的不同程度的均匀吸收，则显示黑

12、色、灰色；矿物选择吸收某些波长则显示黑色、灰色；矿物选择吸收某些波长的可见光，则显示出各种不同的颜色。的可见光，则显示出各种不同的颜色。条痕条痕streak：矿物粉末的颜色：矿物粉末的颜色(比颜色更加比颜色更加固定、可靠固定、可靠)在小瓷板上鉴定条痕光 泽 光泽光泽luster：矿物新鲜面对可见光的反射、：矿物新鲜面对可见光的反射、折射或吸收能力的综合反映折射或吸收能力的综合反映金属光泽、半金属光泽、非金属光泽金属光泽、半金属光泽、非金属光泽非金属光泽又分：玻璃光泽、珍珠光泽、非金属光泽又分：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、土状光泽等丝绢光泽、油脂光泽、土状光泽等金属光泽矿物金属光泽矿

13、物赤铁矿赤铁矿 黄铁矿黄铁矿非金属光泽矿物金刚光泽金刚光泽 玻璃光泽玻璃光泽半金属光泽矿物闪锌矿硬 度 硬度硬度hardness：矿物表面抵抗外来机械作：矿物表面抵抗外来机械作用的能力用的能力 摩氏硬度摩氏硬度：一个世纪以前，摩斯曾选定了：一个世纪以前，摩斯曾选定了10种软硬不同的常见的矿物作为标准，组种软硬不同的常见的矿物作为标准，组成成相对相对硬度系列，这就是摩氏硬度计。硬度系列，这就是摩氏硬度计。 指甲（指甲（2.5）&小刀（小刀（5.5）等级标准矿物等级标准矿物1度滑 石6度正长石2度石 膏7度石 英3度方解石8度黄 玉4度萤 石9度刚 玉5度磷灰石10度金刚石摩氏硬度计滑石方

14、萤磷 正石黄刚金解理和断口 解理解理cleavage：矿物晶体受力后沿一定方向：矿物晶体受力后沿一定方向的平面破裂的性能。矿物裂开的面称为解的平面破裂的性能。矿物裂开的面称为解理面。按照解理程度，可分为：理面。按照解理程度，可分为：极完全解理、完全解理、极完全解理、完全解理、 中等解理、中等解理、 不完不完全解理和极不完全解理全解理和极不完全解理 断口断口fracture：矿物受力后形成凹凸不平的：矿物受力后形成凹凸不平的破裂面。破裂面。云母的极完全解理方解石的完全解理具有断口的矿物石英矿物的鉴定特征 矿物的辨别：除光学（颜色、光泽、透明度）、电学、磁学、力学（密度、比重等）等物理性质外，还可

15、用鼻子闻是否有气味、用牙齿咬确定是否含砂，用舌头舔确定是否有粘性等 自然元素自然元素：金、银、汞、金刚石、石墨：金、银、汞、金刚石、石墨 硫化物硫化物：黄铜矿、黄铁矿：黄铜矿、黄铁矿 氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物（200200多种）：磁铁矿、褐铁矿多种）：磁铁矿、褐铁矿 卤化物卤化物：石盐、萤石：石盐、萤石 含氧盐含氧盐（占（占2/32/3）：包括硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、）：包括硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等，硅酸盐矿物占地壳质量的磷酸盐等，硅酸盐矿物占地壳质量的75-80%75-80%。橄榄。橄榄石、辉石、角闪石、钾长石、斜长石、云母石、辉石、角闪石、钾长石、斜长石、云母 有机化合物有机化合物矿物的分类矿物的分类自然元素矿物自然金自然铜硫化物矿物方铅矿 PbS 闪锌矿ZnS氧化物矿物氧化