矿物学习课件

第一页，共三十四页。第一章地球的起源、形态及其物质组成第一节地球的起源第二节地球的形态第三节固体地球的物质组成第二页，共三十四页。第三节固体地球的物质组成----矿物和岩石一、矿物（一）矿物的概念矿物(mineral)：是天然形成的化合物或单质，具有一定的化学成分和物理性质。是组成地球的基本物质。化合物----由两种或两种以上的元素组成的矿物，如岩盐、方解石、石英等。单质----由一种元素组成的矿物，如金、铜、金刚石。第三页，共三十四页。固体矿物按其内部构造可分为：结晶质矿物----原子(或离子、离子团)按严格规律排列的固体。晶体：具有一定的结晶构造和几何外形的固体。非晶质矿物----组成矿物的原子（或离子、离子团）不作规则排列的固体。蛋白石（SiO2`H2O）。

胶体：由水(或其它介质)“粘结”的微粒。如褐铁矿，为微量水粘结的氢氧化铁微粒，这些微粒本身仍然是结晶质。非晶质矿物随时间增长可以转变为结晶质矿物。

第四页，共三十四页。晶形(crystalform)和晶体格架(crystallattice)晶形----每种矿物均有一定的晶体构造，在外形上具有一定的晶体形状。理想的晶体为规则的几何多面体。晶体格架----晶体中原子、离子等排列的格式。或称为晶体构造。晶面----晶体格架中质点较密或质点间联结力较强的面。第五页，共三十四页。在岩石中，矿物的晶形常因晶体生长时互相阻挡，不能很好地显示出来，最后都成为不规则粒状。如果不同矿物结晶有先有后，则先结晶的矿物晶形较好，称为“自形”；后结晶的矿物只能“充填”在已晶出的矿物晶体间空隙中，完全不能呈现自己的晶形，称为“它形”。如果各种矿物基本上同时结晶，则质点间联结力较强的矿物往往自形相对较好。第六页，共三十四页。（二）矿物的化学成分每种矿物都有一定的化学成分，由于各种原因，自然界的矿物常含有一定的杂质，因而，矿物化学成分只能是相对固定的。

类质同象----在结晶过程中，电价和半径相近的离子可以同时进入晶体格架，占据同样类型的位置，使形成的矿物成为具有过渡成分的化合物。如橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4]，当Mg2(SiO4)大于90%为镁橄榄石，Mg2(SiO4)占70--90%为贵橄榄石。

结构式和化学式----在矿物分子式中，将类质同象互相顶替的元素用括弧括在一起，中间隔以逗点，含量高的放在前面，络阴离子用方括号括出，即为结构式；不加括弧即为化学式。第七页，共三十四页。一种矿物之所以不同于别的矿物，是由于在化学成分、晶体构造和物理性质三个方面有别于其它矿物。物理性质主要决定于前两者，所以矿物的分类一般首先按化学成分，进一步细分时则结合考虑晶体构造，而物理性质则因测试相对较简单，常常是主要的鉴定依据。第八页，共三十四页。（三）矿物的物理性质（肉眼鉴定特征）1、外形2、颜色与条痕3、解理与断口4、矿物的硬度5、透明度和光泽6、比重和密度7、磁性8、熔点第九页，共三十四页。1、矿物的外形

矿物常具有一定的外形，如黄铁矿、岩盐是立方体，磁铁矿是八面体，方解石是菱面体，石榴子石是菱形十二面体，云母是六方板状或柱状，水晶是六方锥柱状。矿物集合体----矿物常由许多单体聚集在一起。如：粒状集合体（磁铁矿）、鳞片状集合体（云母）、鲕状集合体（赤铁矿）、放射状集合体（菊花石）、纤维状集合体（石膏、石棉）。第十页，共三十四页。2、矿物的颜色与条痕矿物各有不同的颜色，并可因其特殊颜色得名，如黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿等。不透明矿物较为稳定，透明矿物因含杂质而变化。

条痕----矿物粉末的颜色，比矿物颜色更稳定，赤铁矿表面可呈红色、钢灰色，但条痕总是樱桃红色。一般在白瓷板上划。第十一页，共三十四页。3、解理与断口

解理（cleavage）----矿物受力后沿一定方向平面裂开的性质。裂开的平面称为解理面。按发育程度可分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理。同一方向的解理面为一组解理，如方解石有3组，云母1组解理。

断口（fracture）----一些单体矿物受力后不是沿一定的平面方向破裂，而是呈不规则状破裂，这种破裂面称为断口。如石英的贝壳状断口，黄铁矿参差状断口，自然铜和石膏的锯齿状断口。第十二页，共三十四页。4、矿物的硬度硬度（hardness）----矿物抵抗刻划、磨擦的能力。决定于其内部质点间的联结力，由电价高、半径小的离子组成的矿物较硬。

选择硬度不同的10种矿物作标准（德国矿物学家FriedrichMohs），组成相对硬度系列，即摩氏硬度计（Mohsscaleofhardness），共分10度：滑石1、石膏2、方解石3、萤石4、磷灰石5、长石6、石英7、黄玉8、刚玉9、金刚石10。

野外常用：指甲（2.5）、小刀（5.5）、玻璃片（6.5）第十三页，共三十四页。5、透明度和光泽

透明度分透明、半透明、不透明三级，决定于晶体中阳离子类型和键性。

光泽----矿物新鲜面反射光线的能力。折光率愈大，反射率愈高，光泽愈强。按强弱分玻璃光泽、金刚光泽、半金属(如铸铁断口的光泽)和金属光泽四级。光泽强度以晶面或解理面等平面为准。反射面不平时可出现珍珠、丝绢、油脂、松脂和沥青光泽等。光泽主要受离子类型、原子量和键性影响，重元素矿物光泽较强。此外，金属光泽的矿物不透明。第十四页，共三十四页。

6、比重和密度

比重(重量／体积)和密度(质量／体积)是有联系而又有区别的两个概念。矿物的比重主要决定于组成元素的原子量，一般硅酸盐造岩矿物的比重为2.6—3.5。矿物晶体格架的紧密程度也影响比重，同样成分，在高压下形成的矿物常常具较紧密之晶体格架，比重较大。第十五页，共三十四页。7、磁性(magneticproperties)可分为：逆磁性、顺磁性和铁磁性三大类。逆磁性矿物如岩盐等，其磁化率K＜0；顺磁性矿物如大多数含铁的硅酸盐。铁磁性矿物、磁化率较高，有的可用普通磁铁吸引。第十六页，共三十四页。8、熔点低于熔点的温度条件下，矿物才能结晶出来。一般由半径小，电价高的离子所组成的矿物熔点较高，在硅酸盐中，熔点大致按阳离子Al、Mg、Fe、Ca、Na、K的顺序降低。此外，当有水和挥发性成分(F、Cl等)时，矿物的熔点常明显下降。第十七页，共三十四页。（四）常见矿物

已知矿物约有3000多种，最常见的不过数十种，为组成常见岩石的“造岩矿物”。以硅酸盐为主。长石、石英、方解石、白云石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、石榴子石、绿泥石、蛇纹石、蓝晶石、红柱石、夕(矽)线石、粘士矿物、石膏、铁的氧化物（磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿）黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿第十八页，共三十四页。

长石(feldspar)是地壳最主要的矿物，分为两大亚族：

碱长石为钾长石K[AlSi3O8]与钠长石K[AlSi3O8]的类质同象系列，一般以钾长石或含一定量钠长石分子的钾长石较为常见。。

斜长石为钠长石Na[AlSi3O8]与钙长石Ca[Al2Si2O8]的类质同象系列。长石2组解理，区别于石英（无解理）、方解石（3组解理），透明度较石英差，硬度为6-6.5。第十九页，共三十四页。石英(quartz)SiO2，无色，含杂质可有各种颜色。无解理、高硬度（7）、高透明度。晶形可为六方柱状、锥状.第二十页，共三十四页。云母(mica)

含钾和(OH)根的硅酸盐，其硅酸根为[Si4O10]，一般为[AlSi3O10]，最大特征是有一组极完全解理，硬度2—3。按其阳离子分为：

黑云母（biotite)：K(Mg,Fe)3[AlSi3O10][OH]2，棕褐-黑或绿-黑色。

金云母(flogopite)：KMg3[AlSi3O10][OH]2，各种褐色，薄片近无色。白云母(muscovite)：KAl2[AlSi3O10][OH]2，白色或微带绿色。第二十一页，共三十四页。角闪石(amphibole)具[Si4O10]型硅酸根的硅酸盐，阳离子多以Mg、Fe为主，一般分子式为：(Ga,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)Si3O11][OH]2。按阳离子分为许多亚种，如透闪石、阳起石、蓝闪石等。

特征：呈长柱状、针状等拉长的晶形，平行延长方向有两组解理，交角近56°。根据铁的含量多寡，颜色由黑绿、黑褐、深褐、深绿、浅绿至近无色，硬度5.5—6.0。第二十二页，共三十四页。辉石(pyroxene)一般化学式为R4+[Si2O6]，Si可部分为Al置换；R为Mg、Fe、Ca、Al和Na；不含[OH]。按阳离子分为若干亚种，如透辉石(Ca，Mg~)、硬玉(NaAl~)、顽火辉石(Mg2~)、紫苏辉石(Mg，Fe~)等。

特征：多呈短柱状或粒状，横断面呈八边形或方形，有两组近直交的解理。绿—黑色，少数褐—黑色。第二十三页，共三十四页。橄榄石(olivine)

化学式一般为(Mg，Fe)2[SiO4]。常呈粒状，有时可见很不完整的解理，一般断口贝壳状，在岩石中多为棕-黄绿-橄榄绿色，硬度7。第二十四页，共三十四页。石榴子石(garnet)A3B2[SiO4]，A＝Fe2+、Mg2+、Ca2+等，B＝Fe3+、Al3+等。晶形良好者似石榴籽，故名。强玻璃或油脂光泽，无解理，硬度7。常见为：铁铝榴石(Fe3Al2~)，红褐-黑色；钙铝榴石(Ca2Al2~)黄、绿-褐、红色；钙铁榴石(Ca3Fe23+~)，黄、绿-黑色；镁铝榴石(Mg3Al2~)浅紫、玫瑰色。第二十五页，共三十四页。绿泥石(chlorite)Mg、Fe、Al的含[OH]硅酸盐，硅酸根为[Si4O10]型，分子式较复杂。一般呈各种绿色，片状或不规则状，极完全解理一组，捻之成微细的绿色小片。硬度2左右，用指甲可刻划，第二十六页，共三十四页。蛇纹石(serpentine)Mg3[Si2O5][OH]4，常因含一定量的Fe而呈绿色，形状多不规则，硬度2．5—3。第二十七页，共三十四页。蓝晶石、红柱石、夕(矽)线石化学成分相同，Al203·SiO2，不同温度、压力下形成。蓝晶石Al2[SiO4]O，多呈长板状；不均匀的蓝白、青白色；平行延长方向硬度4.5，垂直延长方向为6；在压力较高条件下形成。红柱石Al2[SiO4]O，横断面近方形的柱状晶体；色白或微带红，柱心有时有黑色炭质包裹物；平行延长方向有不很好的两组近直交的解理；硬度7—7.5；在压力较低条件下形成。夕线石Al[AlSiO5]，常呈细长针状；无色或微带灰、白；平行延长方向有一组解理；硬度7；在温度较高条件下形成。第二十八页，共三十四页。方解石(calcite)CaCO3，晶形呈菱面体或六方柱，以白色最常见，因含杂质而呈黄、红、灰等多种颜色，以具三组互相斜交的完全解理和低硬度(3)为其特征，遇稀盐酸剧烈起泡。白云石(dolomite)CaMg[CO3]2，类似方解石，但硬度稍高(3．5—4)，粉末遇稀盐酸起泡。第二十九页，共三十四页。铁的氧化物

是岩石中最常见的“副矿物”(含量＜3—5％的矿物)，最重要者为以下三种：

磁铁矿(magnetite)Fe2+Fe23+O4，晶形呈八面体或菱形十二面体或他形粒状，铁黑色，条痕黑色，不透明，半金属光泽，无解理；为强磁性矿物。

赤铁矿(hematite)Fe2O3，晶体少见，呈片状，一般为土状、块状或肾状等。晶体呈铁黑-钢灰色，土状等呈红色，条痕红色，半金属或土状光泽，硬度5.5—6,以红色条痕为其主要特征。褐铁矿(limonite)HFeO2·nH2O，为胶体氢氧化铁，常呈土状、肾状，黄、褐至褐黑色，以黄褐-褐色条痕为其特征，致密块状者硬度可达4，土状者1。褐铁矿主要为各种含铁矿物的风化产物，常将岩石染成黄、褐等铁锈色。第三十页，共三十四页。黄铁矿(pyrite)Fe2+[S2]，常呈立方体或五角十二面体，有时无自形，晶面有平直条纹，浅黄铜色，条痕绿黑色，金属光泽，硬度6—6.5，黄铁矿富集时可作制硫或硫酸原料，不能炼铁。黄铜矿(chalcopyrite)CuFeS2，多呈块状，晶形罕见，深黄铜色，条痕绿黑色，金属光泽，以色较深和硬度较低(3.5—4)区别于晶形不好的黄铁矿。为最重要的铜矿石矿物。第三十一页，共三十四页。方铅矿(ganela)