矿山地质学之矿物和岩石讲义课件

1、2.1 2.1 矿矿 物物 形形 态态 性性 质质 鉴别方法鉴别方法2.2 2.2 岩岩 石石 岩岩 浆浆 岩岩沉沉 积积 岩岩变变 质质 岩岩第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 矿物的概念矿物的概念 矿物矿物(mineral)是由各种地质作用所形成的天然结晶是由各种地质作用所形成的天然结晶态的单质或化合物。具有相对确定的化学组成，呈固态态的单质或化合物。具有相对确定的化学组成，呈固态者还具有固定的内部结构、在一定的物理化学条件下相者还具有固定的内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定，是岩石和矿石的基本组成单位。对稳定，是岩石和矿石的基本组成单位。

2、 通常是由无机作用形成的均匀固体通常是由无机作用形成的均匀固体 世界上矿物的种类世界上矿物的种类, , 连那些肉眼分不清的以及非常罕见的连那些肉眼分不清的以及非常罕见的矿物全加起来矿物全加起来, , 也只有四千一百多种。也只有四千一百多种。 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物矿物的概念要注意四个方面：矿物的概念要注意四个方面：1、来源于地球或宇宙。（属性：天然）、来源于地球或宇宙。（属性：天然）2、化学成分和内部结构相对稳定但又可在一小的范、化学成分和内部结构相对稳定但又可在一小的范围内变化。围内变化。3、岩石和矿石的基本组成单位。、岩石和矿石的基本组成单位。4、矿物、矿物矿产矿产 矿

3、产矿产有经济价值，不一定是矿物有经济价值，不一定是矿物煤炭煤炭（？），石油，卤水，沥青（石油凝固），玻璃（？），石油，卤水，沥青（石油凝固），玻璃（SiO2非晶体，火山喷发物）等。非晶体，火山喷发物）等。 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 2.1.1矿物的形态矿物的形态 结晶习性：在相同的生长条件下结晶习性：在相同的生长条件下,一定成分的同种矿物一定成分的同种矿物往往呈现相同的形态往往呈现相同的形态,这种性质称为矿物的结晶习性。自这种性质称为矿物的结晶习性。自然界中部分矿物是以单个晶体产出的，但大多数矿物是然界中部分矿物是以单个晶体产出的，但大多数矿物是以集合体出现的。故矿物的形态可

4、以分为两类：以集合体出现的。故矿物的形态可以分为两类： 1、单体形态、单体形态 2、集合体的形态、集合体的形态 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 一向伸长型一向伸长型柱状、针状、纤维状、放射状集合体。柱状、针状、纤维状、放射状集合体。 二向延展型二向延展型呈片状、板状晶形呈片状、板状晶形 三向等长型三向等长型呈粒状或等轴状晶形呈粒状或等轴状晶形 矿物的形态1、单体的形态 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物矿物集合体(mineral aggregate)是指同种矿物的多个单体聚集在一起的整体。其形态取决于单体的形态及集合方式，与矿物的内部结构和生成环境密切相关。 常见的矿物集合

5、体形态有以下几种类型： a、粒状集合体 b、片状集合体 c、柱状集合体 矿物的形态2、集合体的形态 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 a、粒状集合体 这类集合体分布广泛，由矿物单晶体颗粒聚集而成。颗粒的形态多近于三向等长形。 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 b、片状集合体：集合体中矿物颗粒为两向伸长形，那么由大到小、厚到薄的不同，可分别构成板状、片状、鳞片状集合体。 第二章第二章 矿物与岩石矿物 c、柱状集合体: 如果颗粒为一向伸长形，则会形成柱状、针状、毛发状、纤维状或束状、放射状集合体。如果这些柱状晶体有共同基底，形成一种矿物或不同矿物的晶体群，称晶簇。 第二章 矿物

6、与岩石矿物2.1.2矿物的物理性质矿物的物理性质 矿物的物理性质：矿物的物理性质：每种矿物都有其固有的物理性质与每种矿物都有其固有的物理性质与其他矿物相区别，这些物理性质是由矿物的化学成分和其他矿物相区别，这些物理性质是由矿物的化学成分和晶体构造所决定的。晶体构造所决定的。 1 矿物的颜色矿物的颜色 5 硬度硬度 9 其他性质：其他性质： 2 矿物的条痕矿物的条痕 6 解理解理 （脆性、延展性、（脆性、延展性、 3 矿物的光泽矿物的光泽 7 端口端口 弹性、弹性、放射性放射性 4 矿物的透明度矿物的透明度 8 密度密度 导电性、磁性等）导电性、磁性等） 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿

7、物1 矿物的矿物的颜色颜色 矿物的颜色据其产生的原因，通常可分为矿物的颜色据其产生的原因，通常可分为自色自色、他色他色和和假色假色3种。种。自色自色是由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色，对同种矿是由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色，对同种矿物来说，自色一般相当固定，因而是鉴定矿物的重要依据之一；物来说，自色一般相当固定，因而是鉴定矿物的重要依据之一； 黄铁矿黄铁矿黄黄 方铅矿方铅矿铅灰色铅灰色 孔雀石孔雀石翠绿色翠绿色 他色他色是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色，它与是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色，它与矿物本身的成分、结构无关，不

8、是矿物固有的颜色，鉴定意义不大。矿物本身的成分、结构无关，不是矿物固有的颜色，鉴定意义不大。 石英石英-乳白色乳白色假色假色是由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物表面或进入是由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的干涉、衍射、散射等而引起的颜色，假色只对个别到矿物内部所产生的干涉、衍射、散射等而引起的颜色，假色只对个别矿物有辅助鉴定意义，矿物中常见的假色主要有：晕色、矿物有辅助鉴定意义，矿物中常见的假色主要有：晕色、 变彩等。变彩等。 绢云母（干涉称五彩色）绢云母（干涉称五彩色）; 冰州石（方解石的一种，干涉称彩虹色）。冰州石（方解石的一种，干涉称彩

9、虹色）。第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 2 2 矿物的矿物的条痕条痕 指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色。矿物的条痕能消除假色、减弱他色、突出自色，它比矿物颗粒的颜色更为稳定，更有鉴定意义。注意：透明矿物白、灰白色 赤铁矿：赤红、黑灰色，但条痕则为樱红色；黄金、黄铜矿：颜色大体相同，但条痕色分别为黄色和黑色、黑绿色；3 3 矿物的矿物的光泽光泽 矿物表面反射光波的能力。矿物表面反射光波的能力。 根据反光的能力可分为四级（强弱 ） ： 金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽 此外，矿物表面光滑程度和集合方式的不同，会出现一些特殊的光泽如：油脂光泽、树脂光泽、丝绢光泽、珍珠

10、光泽、土状光泽等。第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物4 4 矿物的矿物的透明度透明度透过可见光波的程度。透过可见光波的程度。 在同一厚度下，根据矿物的透光程度可分为：在同一厚度下，根据矿物的透光程度可分为： 透明透明 半透明半透明 不透明不透明 （矿物碎片边缘）（矿物碎片边缘） 透明透明透过决大部分，石英，方解石，萤石透过决大部分，石英，方解石，萤石 半透明半透明部分，闪锌矿，雄黄、锡石部分，闪锌矿，雄黄、锡石 不透明不透明基本不能，自然金、石墨、黄铁矿基本不能，自然金、石墨、黄铁矿以上四种为矿物的光学性质以上四种为矿物的光学性质颜色：颜色： 无色无色/ /白色白色浅色浅色深色深色金属

11、色金属色条痕：白色条痕：白色浅色浅色深色深色金属色金属色光泽：玻璃光泽：玻璃金刚金刚半金属半金属金属金属透明度：透明透明度：透明半透明半透明不透明不透明第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物 5 5 硬度硬度是指矿物抵抗外力刻划的能力。是指矿物抵抗外力刻划的能力。 摩氏硬度计摩氏硬度计互划比较而得到互划比较而得到 （1010种标准硬度矿物，种标准硬度矿物，1010级）级） 11滑滑 石石 2 2 石膏石膏 3 3 方解石方解石 4 4 萤萤 石石 5 5 磷灰石磷灰石 66长长 石石 7 7 石英石英 8 8 黄黄 玉玉 9 9 刚刚 玉玉 1010金刚石金刚石 在野外工作及室内实习中，常

12、用小刀（硬度在野外工作及室内实习中，常用小刀（硬度5.55.5）、指甲（硬度）、指甲（硬度2.52.5）代替硬）代替硬度计，将硬度大致分三级：低（小于度计，将硬度大致分三级：低（小于2.52.5） 中等（中等（2.52.55.55.5） 高（大于高（大于5.55.5） 维氏硬度：绝对硬度，压入硬度，纤维硬度仪测得的矿物硬度维氏硬度：绝对硬度，压入硬度，纤维硬度仪测得的矿物硬度 6 6 解理：解理：指矿物晶体受应力作用而超过弹性限度时，沿一定结晶学方向破指矿物晶体受应力作用而超过弹性限度时，沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性。这些光滑的平面称为解理面裂成一系列光滑平面的固有特性。这些

13、光滑的平面称为解理面 。具有方向性，。具有方向性，一个方向称为一组解理一个方向称为一组解理。 根据解理的难易程度和解理面的光滑程度分五级。根据解理的难易程度和解理面的光滑程度分五级。（1 1）极完全解理）极完全解理 云母、石膏（云母、石膏（2 2）完全解理）完全解理 方解石方解石（3 3）中等解理）中等解理 普通角闪石普通角闪石 （4 4）不完全解理）不完全解理 磷灰石磷灰石（5 5）及不完全解理）及不完全解理 石英石英第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物7 7 断口：断口：断口断口(fracture)(fracture)是指矿物晶体受力后将沿是指矿物晶体受力后将沿任意方向任意方向破裂而

14、形成各破裂而形成各种不平整的断面。种不平整的断面。 显然，矿物的解理与断口产生的难易程度是互为消长的。根据其形状可以显然，矿物的解理与断口产生的难易程度是互为消长的。根据其形状可以分为：（分为：（1 1）贝壳状断口）贝壳状断口 （2 2）锯齿状断口）锯齿状断口 （3 3）参差状断口）参差状断口 （4 4）土状断口）土状断口8 8 密度：密度：矿物的密度是指矿物单位体积的质量，矿物的相对密度与密度在矿物的密度是指矿物单位体积的质量，矿物的相对密度与密度在数值上是相同的，但相对密度更易于测定。数值上是相同的，但相对密度更易于测定。矿物的相对密度，是矿物在空气中的重量与矿物的相对密度，是矿物在空气中

15、的重量与4 4度时同体积水的重量之比。度时同体积水的重量之比。9 9 其他性质：其他性质：其他性质主要指脆性、延展性、弹性、挠性、磁性、导电性、其他性质主要指脆性、延展性、弹性、挠性、磁性、导电性、荷电性、发光性、放射形等荷电性、发光性、放射形等第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物2.1.3 2.1.3 矿物的化学性质矿物的化学性质矿物是由自然界中矿物是由自然界中100100多个元素当中任何一个或二个以上的元素组多个元素当中任何一个或二个以上的元素组成的。因此矿物的化学性质就离不开这些元素的组合性质。成的。因此矿物的化学性质就离不开这些元素的组合性质。根据矿根据矿物的化学成分，我们可以对

16、矿物进行以下分类：物的化学成分，我们可以对矿物进行以下分类： 1 1、自然元素矿物、自然元素矿物 自然金，石墨，金刚石自然金，石墨，金刚石 2 2、硫化物、硫化物 黄铁矿，方铅矿，闪锌矿，黄铜矿黄铁矿，方铅矿，闪锌矿，黄铜矿 3 3、氧化物、氧化物 石英，赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿石英，赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿 4 4、卤化物、卤化物 食盐，萤石食盐，萤石 5 5、含氧岩、含氧岩 橄榄石，辉石，长石类，云母类，闪长岩类橄榄石，辉石，长石类，云母类，闪长岩类第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石矿物矿物2.1.4 矿物的鉴别矿物的鉴别不同的矿物，外表特征和物理性质有所不同，因此，可以对不同的矿物，外表特征

17、和物理性质有所不同，因此，可以对矿物进行肉眼鉴定。一般可从矿物的形态、矿物的光学性质、矿物进行肉眼鉴定。一般可从矿物的形态、矿物的光学性质、矿物的力学性质等方面来对矿物进行鉴定。矿物的力学性质等方面来对矿物进行鉴定。 常用的鉴定方法主要分为两步：常用的鉴定方法主要分为两步：第一步是是地质工作者根据矿物的外形和物理性质进行肉眼鉴定。第一步是是地质工作者根据矿物的外形和物理性质进行肉眼鉴定。主要依据是形态、颜色、光泽、主要依据是形态、颜色、光泽、 透明度、硬度、解理、端口等。透明度、硬度、解理、端口等。还可以根据矿物的韧性、比重、磁性、电性、发光性等特征来鉴别还可以根据矿物的韧性、比重、磁性、电性

18、、发光性等特征来鉴别矿物。矿物。 第二步是在室内运用一定的仪器和药品进行分析和鉴定。有偏光显第二步是在室内运用一定的仪器和药品进行分析和鉴定。有偏光显微镜鉴定法、化学分析法、微镜鉴定法、化学分析法、X X射线分析法、差热分析法等等。射线分析法、差热分析法等等。金金金刚石金刚石自然铜自然铜（1）常常见见矿矿物物特特征征-自自然然元元素素类类（2）常常见见矿矿物物特特征征-硫硫化化物物类类方铅矿方铅矿(PbS)及方铅矿晶体及方铅矿晶体闪锌矿闪锌矿ZnS及闪锌矿晶体及闪锌矿晶体（2）常常见见矿矿物物特特征征-硫硫化化物物类类黄铜矿黄铜矿(CuS)及黄铜矿晶体及黄铜矿晶体黄铁矿黄铁矿Fe(S2)及黄铁

19、矿晶体及黄铁矿晶体（3）常常见见矿矿物物特特征征 氧氧化化物物及及氢氢氧氧化化物物类类石英(SiO2)赤铁矿(F203)褐铁矿(多种矿物的混合物）Fe2O3磁铁矿(Fe2Fe3O4)（4）常常见见矿矿物物特特征征 卤卤化化物物类类萤石（CaF2)石盐(NaCl）（5）常常见见矿矿物物特特征征 含含氧氧盐盐矿矿物物类类橄榄石（Mg，Fe）2SiO4及橄榄石晶体石榴子石(A3B2SiO43及石榴子石晶体（5）常常见见矿矿物物特特征征 含含氧氧盐盐矿矿物物类类红柱石蓝晶石透辉石角闪石白云母黑云母（5）常常见见矿矿物物特特征征 含含氧氧盐盐矿矿物物类类绿泥石高岭石长石正长石方解石方解石方解石（5）常常

20、见见矿矿物物特特征征 含含氧氧盐盐矿矿物物类类 硬石膏（5）常常见见矿矿物物特特征征 含含氧氧盐盐矿矿物物类类磷灰石第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石岩石的概念 岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。岩石有三态：固态、气态（如天然气）、液态（如石油），但主要是固态物质，是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。 组成地壳的岩石，按成因分为组成地壳的岩石，按成因分为岩浆岩浆岩、岩、沉积岩沉积岩和和变质岩变质岩。 2.12.1岩浆岩岩浆岩（Magmatic ro

21、cks,Igneous rocksMagmatic rocks,Igneous rocks）: :它是由地壳深处或上它是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。也可称之为火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝而成的岩石。也可称之为火成岩。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。固结而成的岩石称为岩浆岩。岩浆岩的产状是岩浆岩体产出的形态、规模，与围岩的岩浆岩的产状是岩浆岩体产出的形态、规模，与围岩的接触关系，分布特点接触关系，分布特点。一一 . . 岩浆岩的产状岩浆岩的产状侵入岩体产状侵入岩体产状岩基岩基岩

22、株岩株岩盘岩盘岩床岩床岩脉、岩墙岩脉、岩墙喷出岩体产状喷出岩体产状火山锥火山锥熔岩流熔岩流第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石1. 化学成分化学成分 常以氧化物的形式表示常以氧化物的形式表示: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O 和和 H2O . 其中其中, SiO2 最重要，是最重要，是 岩岩 石石 酸酸 性性 程程 度（度（ 基基 性性 程程 度）度） 的的 标标 志。志。二、二、 岩岩 浆浆 岩岩 的的 物物 质质 成成 分分 超超 基基 性性 岩岩 SiO266% 2.2.矿物成分矿物

23、成分浅色矿物浅色矿物( (富含富含SiSi、AlAl成分成分) :) :正长石、斜长石、石英、白云正长石、斜长石、石英、白云母等。母等。暗色矿物暗色矿物( (富含富含FeFe、MgMg成分）：黑云母、辉石、角闪石、橄成分）：黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等。榄石等。 第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石全全 晶晶 质质 结结 构构半半 晶晶 质质 结结 构构隐隐 晶晶 质质 结结 构构玻玻 璃璃 质质 结结 构构三、岩浆岩的结构和构造三、岩浆岩的结构和构造岩岩 浆浆 岩岩 的的 结构结构第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石 岩浆岩的构造岩浆岩的构造 指岩石中不同矿物与其它组成部分之间

24、的指岩石中不同矿物与其它组成部分之间的排列与充填方式。排列与充填方式。 块状构造块状构造流纹构造流纹构造气孔构造气孔构造杏仁构造杏仁构造岩岩 浆浆 岩岩 的的 构构 造造第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石四、岩浆岩的分类四、岩浆岩的分类酸性岩酸性岩 SiOSiO2 2 65 % 65 %中性岩中性岩 SiOSiO2 2 5265 % 5265 %基性岩基性岩 SiOSiO2 2 4552 % 4552 %超基性岩超基性岩 SiOSiO2 2 45 % 3kmh3km浅成岩浅成岩 h3kmh2.0mm)砂状结构砂状结构(2.00.05mm)粉砂状结构粉砂状结构0.050.005mm) 泥

25、质结构泥质结构( (0.005mm) ) 化学结构化学结构 生物结构生物结构第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石2 2、沉积岩的构造、沉积岩的构造 指沉积岩的各组成部分之间的空间分布指沉积岩的各组成部分之间的空间分布 和排列方式和排列方式层理构造层理构造沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变，沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变， 所引起沉积物质的成分、颗粒大小、形状或所引起沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜颜 色沿垂直方向发生变化而显示出的成层现象色沿垂直方向发生变化而显示出的成层现象 .平行层理平行层理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .斜层理斜层理交错层理交错层理第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石交错层理交错层理 层面构造层面构造 沉积岩层层面上遗留的痕迹沉积岩层层面上遗留的痕迹 波痕波痕 化石化石 结核结核 泥裂泥裂 雨痕雨痕第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石三三叶叶虫虫顶面顶面顶面顶面 底面底面三、沉积岩的分类三、沉积岩的分类(砾状结构)沉积岩沉积岩碎屑岩碎屑岩砾岩砾岩砂岩砂岩粉砂岩粉砂岩粘土岩粘土岩泥岩泥岩页岩页岩化学及生化学及生物化学岩物化学岩硅质岩硅质岩碳酸盐岩碳

27、酸盐岩第二章第二章 矿物与岩石矿物与岩石岩石岩石泥灰岩泥灰岩(marl)图片图片通常指由粉砂及泥级碳通常指由粉砂及泥级碳酸盐与粘土矿物混合组酸盐与粘土矿物混合组成的一种松、软、易碎成的一种松、软、易碎的较新的沉积岩。常呈的较新的沉积岩。常呈灰、黄、绿等色，也有灰、黄、绿等色，也有深色的。深色的。粉砂岩粉砂岩(siltstone)图片图片粉砂岩中的碎屑颗粒一粉砂岩中的碎屑颗粒一般为棱角状，圆化的少般为棱角状，圆化的少见，这是因为颗粒太小，见，这是因为颗粒太小，不易磨圆。不易磨圆。2.3 2.3 变质岩变质岩变质岩变质岩 地壳中的岩浆岩、沉积岩或既有变质岩，由于地壳运动和岩浆活地壳中的岩浆岩、沉积

28、岩或既有变质岩，由于地壳运动和岩浆活动等的影响，造成物理化学条件的改变，导致原来岩石的成分、结构和构造动等的影响，造成物理化学条件的改变，导致原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化而形成的新岩石发生一系列变化而形成的新岩石 变质特征矿物变质特征矿物一、变质岩的矿物成分一、变质岩的矿物成分 共有矿物共有矿物 石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石等石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石等 红柱石、硅线石、石榴子石、绿泥石红柱石、硅线石、石榴子石、绿泥石 二、变质岩的结构和构二、变质岩的结构和构造造指变质岩的变质程度、颗粒大小和连接方式指变质岩的变质程度、颗粒大小和连接方式1 1、变质岩的结构、变质岩的结构