矿物分类命名+自然元素矿物+卤化物矿物

1、第四章 矿物各论P1222主要内容u矿物的分类与命名u含氧盐大类硅酸盐类u含氧盐大类其他含氧盐类u氧化物和氢氧化物大类u卤化物大类硫化物大类自然元素大类3第一节 矿物的分类与命名u目的：u系统而全面地研究矿物，从矿物的本质、各矿物之间的相互关系中探求规律性。u充分利用矿物。u分类方案：u成因分类u光性矿物学分类u工业用途分类u化学成分分类u地球化学特征分类u晶体化学分类：以矿物的化学成分和晶体结构为依据4一、矿物的晶体化学分类级序级序划划 分分 依依 据据举举 例例 大类大类化合物类型化合物类型及化学键类型化学键类型含氧盐含氧盐大类、卤化物卤化物大类类类阴离子阴离子或络阴离子种类络阴离子种类硅

2、酸盐硅酸盐类、碳酸盐碳酸盐类（亚类亚类）络阴离子结构类型络阴离子结构类型层状硅酸盐层状硅酸盐亚类、环状硅酸环状硅酸盐盐亚类族族晶体结构型和阳离子性质晶体结构型和阳离子性质长石长石族、云母云母族（亚族亚族）阳离子种类阳离子种类碱性长石碱性长石亚族、斜长石斜长石亚族种种一定的晶体结构晶体结构和化学成分化学成分正长石、透长石正长石、透长石（亚种亚种）晶体结构相同晶体结构相同而化学组成或物性化学组成或物性稍有差异冰长石冰长石5矿物的晶体化学分类u矿物分类的基本单位是种。u种：具有相同的化学组成和晶体结构的一种矿物。u人们给予每一种矿物的名称，就是矿物的种名。u矿物亚种(亦称变种或异种)：指同属于一个种

3、的矿物，但在化学组成、物理性质等方面有一定程度的变异。u如紫水晶是水晶的变种；u钠正长石是正长石的变种。u国际和国内均有相应机构 “新矿物及矿物命名委员会”来规范矿物种名。6矿物的晶体化学分类u对于同质多象变体：不同变体虽然化学组成相同，但它们的晶体结构有明显的差别，因而应区别为不同的矿物种。u对于类质同象系列，特别是完全类质同象系列而言，两个端员为独立矿物种; 对过渡组份, 通常按其两种端员组份比例的不同范围而划分为几个不同的矿物种, 但近来趋向于按50%来二分。uMg2SiO4 (Mg,Fe) 2SiO4 (Fe,Mg) 2SiO4 Fe2 SiO4u镁橄榄石 铁镁橄榄石 镁铁橄榄石 铁橄

4、榄石7矿物的晶体化学分类u第一大类 自然元素矿物u第二大类 硫化物矿物u第三大类 氧化物和氢氧化物矿物u第四大类 含氧盐矿物u第五大类 卤化物矿物 8第一大类自然元素金属元素半金属元素非金属元素第二大类硫化物简单硫化物复硫化物硫盐第三大类氧化物和氢氧化物氧化物氢氧化物第四大类含氧盐硅酸盐硼酸盐磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐钨酸盐、钼酸盐铬酸盐硫酸盐碳酸盐硝酸盐第五大类卤化物氟化物氯化物9晶体化学分类u第四大类 含氧盐u第一类 硅酸盐Z第一亚类 岛状结构硅酸盐Z第二亚类 环状结构硅酸盐Z第三亚类 链状结构硅酸盐Z第四亚类 层状结构硅酸盐Z第五亚类 架状结构硅酸盐10二、矿物的命名u依据： 化学成分 矿物

5、本身的特征 形态 物理性质u 首次发现该矿物的地名 首次发现该矿物的人名或研究学者名11矿物的命名u化学成分：自然金(Au)，自然铜（Cu） ，钨锰铁矿(Mn,Fe)WO4u物理性质：橄榄石（橄榄绿色），重晶石（相对密度大）、金刚石（金刚光泽）、电气石（热电性），黄铜矿（铜黄色），磁铁矿（具强磁性）u形态或解理块的形态：石榴石（晶形似石榴籽）、方解石（敲击后“块块方解”）、长石（长方体解理块)、芒硝（晶体呈麦芒状）12矿物的命名u地名：香花石（发现于我国香花岭），高岭石（我国江西高岭地方产者最著名），辰砂（历史上的主要产地是湖南辰州）u人名：章氏硼镁石（或鸿钊石，hungchsaoite）（为

6、纪念我国地质学家章鸿钊而命名）， 志忠石（纪念我国矿物学家彭志忠） u其它：云母、雌黄13矿物的命名u矿：呈金属光泽或主要用于提炼金属的矿物，如赤铁矿，辉锑矿u石：具非金属光泽的矿物，如方解石、正长石u玉：可作宝玉材料的矿物，如刚玉、黄玉u砂：常以细小颗粒产出的矿物，如辰砂、硼砂14矿物的命名u华：地表形成的、松散状的次生矿物，如钴华、镍华u矾：易溶于水的硫酸盐矿物，如胆矾、明矾u晶：呈透明晶体出现的矿物，如水晶、黄晶15卤化物大类P182u卤化物大类矿物是卤族元素（F、Cl、Br、I）与金属元素（Na、K、Ca、Mg、Al等）的化合物。u自然界的卤化物约有120种，约占地壳质量的0.5%，其

7、中氟和氯的化合物分布较为广泛。u以萤石CaF2、石盐NaCl和钾盐KCl最有工业价值。16概述u卤族元素与金属元素（主要是Na、K、Ca、Mg等）的电负性相差很大，以离子键结合，属典型的离子晶格。u物理性质：一般为无色、透明，呈玻璃光泽、硬度不大、解理发育，相对密度轻，导电性差。17概述u晶体结构：主要为NaCl和CaF2型。uF-与阳离子结合成的化合物易溶解； uCl-半径较小，主要与中小半径的Ca2+、Mg2+等组成稳定的化合物，其硬度较大，且不易溶于水。u成因产状：u氟化物： 主要为热液成因。u氯化物：主要形成于外生沉积作用中。18概述u萤石u石盐19萤石 CaF2 (fluorite)

8、u化学组成: CaF2，Ca可以部分地被稀土元素所置换，含量可达TR：Ca=1：6。 u晶体结构：钙离子成立方最紧密堆积，氟离子位于所有四面体空隙位置上。20萤石 CaF2 (fluorite)u晶体形态: 萤石呈立方体、八面体或菱形十二面体及它们的聚形。 u物理性质: 常见紫色、蓝色或绿色萤石。玻璃光泽；硬度4；性脆；解理完全。比重3.18。显萤光性。 u鉴定特征: 晶形、八面体完全解理和硬度。21萤石 CaF2u成因产状：u主要为热液成因；u无色透明的光学萤石产于花岗伟晶岩和萤石脉的晶洞中。u 我国最主要产地：浙江的武义、义乌、金华一带。 22萤石形态特征23萤石 CaF2 (fluori

9、te)u主要用途：u化学工业-提取氟、制造HF（唯一矿物原料）和人造冰晶石Na3AlF6。u冶金工业-熔剂。u玻璃、陶瓷工业-制造乳白色不透明玻璃和珐琅，及配制瓷釉的原料。24萤石 CaF2 (fluorite)u主要用途：u色泽美丽的致密隐晶质萤石可作装饰品或雕刻工艺品的石料。u无裂隙、杂质、气泡， 且10103 mm3 的无色或淡色透明的晶体用于制造光学透镜和棱镜。uF是火箭推进燃料理想的氧化剂和提取铀同位素U235的分离剂。25石盐 NaCl (halite)u化学组成: NaCl u晶体结构：阴离子按立方最紧密堆积，阳离子充填全部八面体空隙。u晶体形态: 单晶体呈立方体形。26石盐 N

10、aCl (halite)u物理性质: 纯净者透明无色，玻璃光泽，风化面呈现油脂光泽。硬度2；性脆；完全解理；比重2.12.2。易溶于水，味咸。 u鉴定特征: 立方体完全解理，易溶于水，味咸。27石盐 NaCl (halite)u成因产状：u典型的化学沉积型成因。叶县-中国岩盐之都u主要产于气候干旱的内陆盆地的干涸盐湖中及水的蒸发量补给量的泻湖、海湾沉积物中。u我国产地：沿海各省、西北、西南、中南、华东各地区。尤以柴达木盆地最为著名。 28盐湖29石盐 NaCl (halite)u主要用途：u作为食料和食料防腐剂；u提炼金属Na及制造苏打、HCl 和其他化工产品的重要矿物原料；u电器工业用于制造

11、发光的充Na蒸汽灯泡等。30光卤石光卤石 KMgClKMgCl3 3.6H2O.6H2O钾盐钾盐 KCl冰晶石冰晶石 Na3AlF631自然元素大类P190u自然元素矿物：以单质形式产生的矿物。u已知的自然元素矿物超过90多种，约占地壳重量的0.1%，分布极不均匀。u具有工业意义的有：金、银、铂、铜、金刚石、石墨和硫等。32自然元素大类u化学组成u金属元素：Pt、Cu、Ag、Au（铂族和铜族元素）u半金属元素：As、Sb、Biu非金属元素：C和S33自然元素矿物大类u键性 u 金属元素： 为典型的金属键 Pt、Au、Cu、Ag u 半金属元素：由金属键逐步向多键性转变As、Sb、Bi u 非金

12、属元素：视不同矿物而异。u 金刚石具典型共价键；u石墨具层状结构，层内为共价键，层间为分子键; u自然硫具分子键。34自然元素矿物大类u物理性质 u 金属元素矿物：金属色、反射力强而不透明、金属光泽、强延展性、导电性和导热性、硬度低、无解理、比重大; u非金属元素矿物：自然硫具分子键，表现为硬度低、比重小、性脆、熔点低并易升华。金刚石和石墨差异较大。 35自然元素矿物大类u自然铜族矿物u自然金u自然银u自然铜u金刚石u石墨u自然硫36自然铜族矿物 化学组成 Au和Ag的原子半径相似(为1.79 A和1.75 A)， 很容易类质同象代替；Cu的半径较小, 约为1.57 A， 只能在高温时才与Au

13、形成固溶体。37自然铜族矿物 举例纯金极少见，常有一定数量的类质同像混入物 Ag 。可含有少量的 Cu、Pd、Bi、Pt、Te（碲）、Ir（铱）等。含Cu 20%者称铜金矿；含Pd 511%者称钯金矿；含Bi 4%者称铋金矿。38自然铜族矿物AgAg含量含量（% %）0-50-55-155-1515-5015-5050-8550-8585-9585-9595-10095-100矿物名称矿物名称自然金含银自然金银金矿金银矿含金自然银自然银自然金自然金自然银完全类质同像系列自然银完全类质同像系列 39自然铜族矿物u晶体结构：均为铜型结构, 即立方最紧密堆积，配位数为12，等轴晶系。40自然铜族矿物

14、u晶体形态：u自然金: 八面体, 菱形十二面体u自然银: 立方体, 八面体, 或两者聚形 u自然铜: 立方体 u单晶体均少见, 多呈树枝状, 致密块状或片状集合体。41自然铜族矿物u物理性质：均为金属光泽, 硬度2.5左右, 电和热的良导体, 延展性高。矿物自然金 自然银 自然铜颜色金黄色 银白色 铜红色条痕金黄色 银白色 铜红色比重19.310.58.95 熔点/1062960.5108342自然铜族矿物u成因产状u自然金：热液作用（高、中、低温热液）、外生作用(砂金) u自然银：中低温热液作用、硫化物矿床氧化带 u自然铜：形成于多种地质过程中的还原条件下 43 Gold Location:

15、 Arizona, USA44Gold in rock hole45螺硫银矿，自然银，菱锌矿螺硫银矿，自然银，菱锌矿Acanthite, Silver, Smithsonite.Location: CanadaSilver.Location: Mexico46 Silver in Calcite. Location: Mexico47关于Au的一些知识u成色：自然金的化学成分中金所占的比例，用千分数表示。 Au成色Au1000/(Au+Ag+其它金属组分） u如750金u首饰用Au的纯度：用K表示。u纯金为24K(含金量100%)u18K - 相当于24K中金占18份，其它金属占6份 48关于

16、Au的一些知识u千足金：含金量千分数不小于999的称为千足金，是首饰成色命名中最高值。印记为千足金、999金、gold999或g999。u足金：含金量千分数不小于990的称足金。印记为“足金”、“990金”、“gold990”或“g990”。u国际计量单位：盎司(Ounce)表示1盎司(oz) = 31.103 g 49自然硫 S (sulfur)u化学组成：自然硫一般不纯净。u火山作用成因的自然硫往往含少量的Se，As，Te；u其他矿床产出常夹有粘土、有机质、沥青和机械混入物等。50自然硫 S (sulfur)u晶体结构：斜方晶系，分子结构型，S分子由8个原子组成，原子上下交替排列，构成环状

17、。u形态：晶体呈双锥状或厚板状。通常呈块状、粉末状等。51自然硫 S (sulfur)u物理性质：不同色调的黄色，晶面金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，不完全解理，比重2左右，硬度12，性脆，易熔。u产状：生物化学（细菌还原硫酸盐）和火山作用形成。u主要用途：制造硫酸的主要原料。在农业、橡胶、炸药、纺织、造纸等轻工业方面也有很多用途。52石墨 C (graphite)u化学组成：纯净的很少，常含有大量（达1020%）其它成分，如SiO2、Al2O3、FeO、MgO、CaO等混入物，有时含有H2O、沥青、粘土等。53石墨 C (graphite)uC原子成层排列，每层内C原子按6方环状排列。u

18、层内共价键，多余一个电子，故表现为部分金属键的性质，层间分子键。54石墨 C (graphite)u形态：单晶体片状或板状，少见。常见鳞片状、土状或块状集合体。u鉴定特征：鳞片状、致密块状、土状。铁黑色钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。极完全解理，硬度小(1-2)。比重小，性软，有滑感，易污手，可书写。 55石墨 C (graphite)u成因及产状：石墨在高温条件下形成。分布最广的石墨由含碳质沉积岩或煤层经区域变质作用或接触变质作用而成。u用途： 冶金工业： 高温坩埚铸件 机械工业： 润滑剂 电池工业： 电极 原子能工业： 中子减速剂 用于制造铅笔芯、涂料、染料等。 3R石墨：可作合成金刚石的

19、原料。56金刚石 C (Diamond)u化学组成：无色透明的金刚石由纯碳组成，常含有Si、Al、Ca、Mg、Mn等元素或包裹体。u晶体结构：每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键相联结，形成牢固的架状结构。57金刚石 C (Diamond)u形态：常成八面体、菱形十二面体，较少立方体和其它形态。由于溶蚀使晶面、晶棱弯曲，晶形常呈浑圆状。58金刚石 C (Diamond)u物理性质：u无色或带篮、黄、褐黑色；金刚光泽；u断口油脂光泽；贝壳状断口；解理中等；比重3.5 ；硬度10 ；u性脆；日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。59Diamond (1.60 carat macle-twin crys

20、tal)Location : NamibiaDiamond (2.56 carat double crystals)Location: Guateng Province, South Africa60原生金刚石金伯利岩原生金刚石金伯利岩产状及成因u稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。u含钻石的橄榄岩有两种类型：金伯利岩和钾镁煌斑岩，它们均是由火山爆发作用产生的。形成于地球深处的岩浆由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”。 61俄罗斯西伯利亚米尔钻石矿坑 u米尔钻石矿坑深525米，其直径为1200米，它是前苏联最早、最大的管状钻石矿之一，目前这处矿场已被废弃。u据称，在该矿场处于开采运行时，一辆卡车从矿坑底部开到顶部需要两个小时的时间 。62南非金伯利钻石矿坑 u金伯利钻石矿坑被认为是世界上最大的人力挖掘矿坑，从1866年至1914年，5万名矿工使用铁铲等工具进行挖掘，共挖掘出2722公斤钻石。63次