2023学年完整公开课版造岩矿物

造岩矿物主讲：骆宪龙造岩矿物和岩石鉴定之造岩矿物

地球的圈层构造与地壳的物质组成矿物的形态矿物的物理力学性质矿物的简易鉴别方法地球的圈层构造与地壳的物质组成地球的圈层构造与地壳的物质组成地球的圈层构造地壳的物质组成地球的圈层构造地球圈层：地球的圈层构造地球外部圈层：地球的圈层构造大气圈(atmosphere)：是地球以外的空间,它提供生物需要的CO2和O2,对地貌形态变化起着极大的影响。

大气圈划分的圈层：对流层（厚16～18km）、平流层（到约50km高空）、中间层（到约85km高空）、热层（到500～800km高空）、散逸层。风霜雨雪、云雾冰雹等天气变化多发生在对流层内。平流层中存在的大量臭氧可以强烈吸收太阳紫外线，对生物形成了天然保护。地球的圈层构造水圈(hydrosphere)：水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。由大气圈的水蒸气凝结成降雨形成海洋和湖泊沼泽及地下水。水与地表岩石相互作用，作为最活跃的地质营力促进各种地质现象的发育,改变地貌特征。地球的圈层构造生物圈(biosphere)：生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，它是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果，是最活跃的圈层。生物在其生命活动过程中，通过光合作用、新陈代谢等方式，造成一系列的生物地质作用，改变地壳表层物质成分和结构；同时生物的繁衍活动和遗体的堆积，为形成有用矿物提供了物质基础。地球的圈层构造固体地球的圈层：地壳、地幔、地核地球的圈层构造地壳(crust)：平均厚度17km,大陆地壳平均厚度为33km，地壳由坚硬的岩层和岩层风化后所形成的土层组成。地幔(mantle)：上地幔是熔融状态物质,可能是岩浆的发源地；下地幔主要是由铁镁氧化物和硫化物组成。地核(core)：由比重较大的铁镍合金组成，平均密度大于10g/cm3。外核是液态的,内核是固态。地壳运动主要起因于地幔物质的对流。地壳的物质组成元素—矿物—岩石元素组成：元素在地壳中的质量百分数称为克拉克值，又称地壳元素的丰度。矿物都是由地质作用形成地壳的物质组成

矿物：在地球科学中，把天然产出的、具有一定化学成分和物理特征的单质或化合物称为矿物。沙中的金，河、湖中的水和冰，盐湖中的盐，花岗岩中的石英、长石和云母等，都是矿物。天然、化学成分相对稳定、物理性质相对固定、单质或化合物。地壳的物质组成地壳的物质组成地壳的物质组成岩石：由一种或多种矿物所组成的固态集合体。例如：花岗岩由石英、长石、云母等矿物组成；大理岩主要由方解石组成。按其成因（地质作用）可分为三大类岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩。地壳的物质组成地壳的物质组成矿物和岩石是组成地壳的基本单位

在鉴定矿物的基础上正确鉴定常见岩石是工程地质学课程学习的基本内容，也是工程地质工作不可缺少的能力要求。重点固体地球的圈层：地壳、地幔、地核地壳的物质组成：元素—矿物—岩石矿物：元素在一定的地质条件下，结合成具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物。岩石：由一种或多种矿物所组成的固态集合体。鉴定矿物与岩石的意义矿物的形态矿物的形态主要造岩矿物的概念矿物肉眼鉴定简介结晶质与非晶质的概念结晶质矿物的单体形态矿物的集合体形态主要造岩矿物的概念矿物是组成岩石的基本单位。自然界中已发现的矿物达3000种左右。其中大部分矿物数量很少，分布也极为分散，这些矿物对岩石性质影响不大。在岩石中经常见到、明显影响岩石性质、对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物称为主要造岩矿物，大约有20多种。矿物肉眼鉴定简介鉴定矿物的方法很多。野外现场多数采用肉眼鉴定法（即外表特征鉴定法），凭肉眼和一些简单的工具（小刀、放大镜、条痕板等）来分辨矿物的外表特征（有时也配合一些简易的化学分析方法），从而对矿物进行粗略的鉴定。对于肉眼鉴别矿物来说，矿物的形态和物理性质有重要意义。结晶质与非晶质的概念在已知的3000余种矿物中，绝大多数均呈固态。固态物质按其质点是否有规则排列可分为晶质体和非晶质体。

晶质结构：组成矿物的元素质点(离子、原子或分子)在矿物内部按一定的规律重复排列，形成稳定的结晶格子构造褐铁矿Fe2O3·nH2O结晶质与非晶质的概念结晶质：内部质点按规律排列的物质根据肉眼能否分辨而分为显晶质和隐晶质两类。非晶质：内部质点排列没有一定规律结晶质矿物能够形成具有规则几何外形的自形晶体。非晶质矿物不能够形成具有规则几何外形的单体。（玻璃质、胶质）结晶质矿物的单体形态结晶习性：指某一种晶体在一定的外界条件下总是趋向于形成某一种形态的特性。根据晶体在空间上三个方向的发育程度不同，可将结晶习性分为三种基本类型：一向延伸：晶体沿一个方向延伸，呈柱状、针状、纤维状等。

二向延展：晶体沿平面延展，呈板状、片状、鳞片状等。

三向等长：晶体在三个方向上均匀发育，呈等轴状、粒状等。结晶质矿物的单体形态片状、鳞片状-如云母、绿泥石等板状-如斜长石、板状石膏等柱状-如长柱状的角闪石、短柱状的辉石等立方体状-如岩盐、方铅矿、黄铁矿等菱面体状-如方解石、白云石等菱形十二面体-如石榴子石等结晶质矿物的单体形态方解石黄铁矿石榴子石结晶质矿物的单体形态板状单体形态结晶质矿物的单体形态柱状单体形态结晶质矿物的单体形态菱面体状单体形态矿物的集合体形态粒状、块状、土状——颗粒边界较明显的称粒状，如橄榄石；肉眼不易分辨颗粒边界的称块状，如石英；疏松的块状称土状，如高岭土。鲕状、豆状——矿物集合体呈具有同心构造的近圆球形。鱼卵大小的称鲕状，如鲕状灰岩中方解石；近似黄豆大小的称豆状，如赤铁矿等；纤维状—石棉、纤维石膏等钟乳状—溶洞中沉积的方解石、褐铁矿等矿物的集合体形态鲕状肾状土状钟乳状重点主要造岩矿物：在岩石中经常见到、明显影响岩石性质、对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物，大约有20多种。肉眼鉴别矿物：形态和物理性质结晶矿物的单体形态:片状、鳞片状、板状、柱状、立方体状、菱面体状、菱形十二面体等矿物的集合体形态：粒状、块状、土状、鲕状、豆状、纤维状、钟乳状矿物的物理力学性质矿物的物理力学性质颜色条痕光泽透明度硬度解理断口颜色矿物的固有颜色与它的化学成分和内部结构有关，基本上是稳定的。辰砂呈鲜红色；自然硫为鲜黄色；兰晶石呈兰色颜色颜色分为自色、他色、假色：自色是矿物本身固有的颜色，取决于矿物的内部性质，特别是所含色素离子类别，有鉴定意义。他色是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关，他色不固定，无鉴定意义。假色是由于矿物内部裂隙对光的折射、散射等原因引起的，如方解石解理面上出现虹彩。颜色颜色颜色TheManyColorsofFluorite萤石（他色）颜色假色条痕条痕：矿物粉末的颜色，一般是把矿物在瓷板上擦划来观察。条痕消除假色干扰，比颜色更固定。大多数造岩矿物的条痕色都是无色或浅色的，所以条痕色多用于鉴别色调浓重的金属矿物，对浅色矿物无鉴定意义。条痕辰砂，赤色硫化汞黄铁矿赤铁矿光泽光泽：矿物的新鲜光洁面反射可见光的能力。可分为下列三种：①金属光泽：反光强烈，有闪耀现象，如方铅矿、黄铁矿等。②半金属光泽：反光较强，如磁铁矿等，③非金属光泽：透明矿物所表现的光泽。光泽非金属光泽可分为下列几种：金刚光泽—反光较强，闪烁烂漫，如金刚石等。玻璃光泽—近似一般玻璃平面上的光泽，如长石、石英晶面等。油脂光泽—由凸凹不平断裂面上光线漫射引起，如同涂上了油脂后的反光，如石英断口等。珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽光泽透明度透明度：矿物能够透过光线的程度。以0.03mm厚的矿物薄片为标准透明：绝大部分光线可以通过矿物，隔着矿物的薄片可清楚地看到对面的物体，如无色水晶。半透明：光线可以部分通过矿物，隔着矿物薄片可以模糊地看到对面的物体，如闪锌矿。不透明：光线几乎不能透过矿物，如黄铁矿透明度透明矿物-白云母半透明矿物-石膏不透明矿物-黄铁矿透明度颜色、条痕、光泽和透明度都是矿物的光学性质是由于矿物对光线的吸收、折射和反射所引起的，它们之间存在着一定的联系矿物的颜色深，它对光线的吸收能力强，光线不容易透过矿物，透明度差；矿物的光泽强，投射于矿物表面的光线大部分被反射了，通过折射而进入矿物内部的光线少，透明度差。硬度硬度：矿物抵抗外力机械刻划的能力。手指甲2—2.5铁刀5-5.5解理解理：矿物晶体受外力敲击时，能够沿一定方向裂开的性能称为矿物的解理性，开裂的平面称为解理面按解理方向数目分组：①一组解理—云母②二组解理—长石、辉石、角闪石③三组解理—方解石解理按解理的难易程度和完全程度：①极完全解理——云母-极易裂成薄片，解理面光滑平整②完全解理——萤石、方解石-很易裂成平面，解理面平滑③中等解理——正长石、辉石-可沿解理面裂成平面，不太光滑④不完全解理——磷灰石-不易裂出解理面，不平整，易成为断口⑤极不完全解理——石英、石榴子石：极难出现解理面，常为断口解理方解石三组完全解理极不完全解理=断口断口断口：不具有解理性的矿物，在锤击后发生不规则断裂，其断裂面称为断口断口形态有：贝壳状断口参差状断口锯齿状断口平坦状断口小结肉眼鉴定矿物所涉及的物理性质：光学性质：颜色、光泽、透明度力学性质：硬度、解理、断口矿物的简易鉴别方法矿物的简易鉴别方法肉眼鉴定矿物的方法与步骤肉眼鉴定矿物时应该注意的问题常见矿物的肉眼鉴定特征肉眼鉴定矿物的方法与步骤鉴定矿物的方法很多。野外现场多数采用肉眼鉴定法（即外表特征鉴定法），凭肉眼和一些简单的工具（小刀、放大镜、条痕板等）来分辨矿物的外表特征（有时也配合一些简易的化学分析方法），从而对矿物进行粗略的鉴定。对于肉眼鉴别矿物来说，矿物的形态和物理性质有重要意义。鉴定矿物认识岩石的基础。肉眼鉴定矿物的方法与步骤首先观察矿物的光泽是金属光泽还是非金属光泽，借以确定是金属矿物还是非金属矿物（当然这也不是绝对的，如闪锌矿就出现非金属光泽），再观察它的颜色；其次确定矿物的硬度是大于小刀还是小于小刀；最后观察矿物的形态和其他物理性质，这样可以逐步缩小范围，确定矿物的名称。肉眼鉴定矿物时应该注意的问题注意问题⑴矿物的各种性态和物理特征，在一个矿物上不一定全部显示出来，所以在肉眼鉴定时，必须善于抓住矿物的主要特征，尤其是要注意那些具有鉴定意义的特征。如磁铁