矿物纯净物固体

矿物纯净物固体第1页，课件共65页，创作于2023年2月第一节地壳中的元素一、基本概念1、元素是构成地球的最基本物质,由同种原子所组成.

目前已知的化学元素有108种，天然存在的为92种，其中绝大多数元素都在地壳中有所分布。地壳正是由这些化学元素自然形成矿物并组合成的岩石所构成的。第2页，课件共65页，创作于2023年2月2、同位素:是中子数不同（原子量不同）的同种元素的变种。放射性同位素主要用来测定岩浆岩石的绝对年龄；稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源。

如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等稳定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1同位素研究是当代倍受重视的国际前沿,地化专业主攻.第3页，课件共65页，创作于2023年2月3、半衰期：放射性元素蜕变到其原来数量的一半所需时间.

如:Rb87-Sr87:500亿年,Th232-Pb208:139亿年,U238-Pb206：45亿年,K40-Ar40:15亿年,U235-Pb207:7.13亿年,C14-N14:5692年第4页，课件共65页，创作于2023年2月克拉克值（地壳元素丰度）——地壳中化学元素平均含量百分比。氧O46.30钠Na2.36硅Si28.15钾Ka2.09铝Al8.23镁Mg2.33铁Fe5.63钛Ti0.57钙Ca4.15氢H0.15地壳主要元素的克拉克值二、地壳中的元素与克拉克值第5页，课件共65页，创作于2023年2月

地壳中的化学元素绝大部分是以矿物的形式存在的，再由矿物有规律地组合而成各种岩石。地质学就是通过对矿物岩石的分析、鉴定来认识地壳的物质组成。正长石斜长石黑云母石英岩石（花岗岩）第6页，课件共65页，创作于2023年2月第二节组成地壳的矿物一、概念

矿物——由天然产出且具有特定的化学成分和内部结构构造的均匀固体.水,石油,天然气是矿物吗？玻璃是矿物吗？煤是矿物吗？花岗岩是矿物吗？金刚石是矿物吗？否，它们不是固体否，它不是天然产出否，它没有一定的化学式否，它不均匀。它是岩石，由长石、石英和黑云母等物质聚集而成，是，它符合定义提问：第7页，课件共65页，创作于2023年2月

为什么要关心矿物?饮料罐:窗玻璃:电线:爽身粉:首饰:计算机芯片:

固井:……－我们所使用的产品几乎都源于矿物铝石英铜滑石金、银重金石硅第8页，课件共65页，创作于2023年2月第9页，课件共65页，创作于2023年2月第10页，课件共65页，创作于2023年2月

二、矿物分类（1）单质矿物——是由单独一种自然元素组成的矿物。如：石墨（C）、金（Au）。1、根据化学成分分为单质和化合物第11页，课件共65页，创作于2023年2月（2）化合物——是由几种元素化合而成的矿物。如：黄铁矿（FeS2）

方解石（CaCO3）

石英（SiO2）第12页，课件共65页，创作于2023年2月2、组成矿物的原子/离子的空间排列型式分为晶（体）质和非晶质体

晶体（大多数）——内部质点（原子、离子、分子）呈有规律的排列，在适宜的条件下可形成规则的几何外形。

非晶质体（少数）——内部质点没有规律，不是有规则的几何外形。晶体和非晶体的矿物分别被称为结晶质矿物和非晶质矿物。第13页，课件共65页，创作于2023年2月（1）矿物的各种特征，不仅与其化学成分有关，更受其晶体结构的控制石盐（NaCl)的晶体结构石盐晶体氯离子钠离子晶体特征第14页，课件共65页，创作于2023年2月同质多像:

化学成分相同、但质点的排列方式不同（结构不同）的现象。将形成不同的矿物。如：C金刚石（高压）-石墨（常压）类质同像:矿物晶体构造中部分质点被其它性质相似的质点替换，晶体构造不被破坏的现象。如：菱镁矿MgCO3中的Mg2+被Fe2+部分或完全取代形成菱铁矿FeCO3

第15页，课件共65页，创作于2023年2月碳原子强键金刚石（C）的晶体结构碳原子强键弱键石墨（C）的晶体结构第16页，课件共65页，创作于2023年2月第17页，课件共65页，创作于2023年2月（2）同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外部形态石英(SiO2)晶体第18页，课件共65页，创作于2023年2月黄铁矿(FeS2)晶体（立方体）（五角十二面体）第19页，课件共65页，创作于2023年2月第20页，课件共65页，创作于2023年2月第三节矿物的主要物理性质

肉眼鉴定矿物的主要依据

晶体形态（Crystalshape）光学性质

力学性质其它性质第21页，课件共65页，创作于2023年2月1.矿物单体的形状

矿物单体的形状是指矿物单个晶体的形状.

矿物的形状是指矿物的外貌特征，是矿物成分、晶体构造和生成环境等综合影响的结果。一、矿物的形状金刚石第22页，课件共65页，创作于2023年2月（2）二向延展型晶体：板状、片状等。如：云母、重晶石等。云母（1）一向延伸型晶体：柱状、针状、纤维状等。如：石英、绿柱石、电气石、石棉等。第23页，课件共65页，创作于2023年2月（3）三向等长型晶体：粒状。如：石榴子石、黄铁矿等。黄铁矿金刚石第24页，课件共65页，创作于2023年2月2.矿物集合体的形状

自然界中绝大多数矿物是以集合体的形态出现，指的是同种矿物的不规则连生体。柱状、针状、纤维状集合体：由一向延长的柱状、针状、纤维状晶体颗粒组成。板状、片状集合体：由二向延长的板状、片状晶体颗粒组成。粒状集合体：由三向等长的粒状晶体颗粒组成晶簇状集合体：以岩石的孔洞壁或裂隙壁为基底生长的单晶体群组成。（1）显晶质集合体石英石墨第25页，课件共65页，创作于2023年2月（2）隐晶和胶态集合体：肉眼无法看出颗粒分泌体：胶体或晶质自孔洞壁逐渐向中心沉淀充填。如：玛瑙结核体：物质围绕中心向四周生长。如：鲕状、豆状、肾状赤铁矿钟乳状体：溶液胶体在宽敞空间中蒸发结晶或凝固，

逐层堆积而成。如：方解石钟乳、葡萄状致密块状和土状块体：蛋白石、高岭土等第26页，课件共65页，创作于2023年2月二、矿物的光学性质

矿物的光学性质是指矿物对自然光的反射、折射和吸收等所呈现的光学现象。颜色条痕光泽透明度

第27页，课件共65页，创作于2023年2月1、颜色——在矿物的新鲜面上直接观察到的颜色。

除少数无色透明者外，矿物一般都有自己的颜色含有杂质时本来的颜色会被改变少数矿物易以其特征的颜色产出橄榄石方铅矿正长石第28页，课件共65页，创作于2023年2月颜色描述方法：（1）标准色谱法：用标准色谱红、橙、黄、绿、青、蓝、紫及白、灰、黑来描述。当颜色有深浅差别时可加上深、浅，如浅灰色。当矿物颜色介于标准色谱两种颜色之间时，将次要颜色写在主要颜色之前，如黄绿色。（2）类比法：用生活中常见的实物颜色来描述，如赤铁矿的猪肝色，橄榄石的橄榄绿色。第29页，课件共65页，创作于2023年2月2、条痕——是矿物在较硬的白色瓷板上刻划后所留下的粉末颜色。只有硬度比白瓷板软的矿物才能刻划出条痕。

条痕色与矿物颜色可以一致也可以不一致。

可消除杂质等因素的干扰，比颜色更为可靠的鉴定标志。是鉴定矿物的重要依据之一。赤铁矿第30页，课件共65页，创作于2023年2月第31页，课件共65页，创作于2023年2月3、光泽——是指矿物表面对可见光的反射能力。

分为：

金属光泽

半金属光泽

非金属光泽：油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽、土状光泽、金刚光泽、玻璃光泽第32页，课件共65页，创作于2023年2月

金属光泽：方铅矿、黄铁矿黄铁矿

半金属光泽：磁铁矿、黑钨矿

非金属光泽：油脂光泽、珍珠光泽（云母）、丝绢光泽（石棉）、蜡状光泽（叶腊石）、土状光泽（高岭石）、金刚光泽：金刚石、锌闪矿、玻璃光泽：石英、长石、方解石石绵高岭石金刚石石英第33页，课件共65页，创作于2023年2月4、透明度——指矿物透过可见光的程度。以0.03mm厚度为标准，通常在矿物碎片边缘观察。

透明：水晶、冰洲石一般分为三级

半透明：闪锌矿、辰砂

不透明：黄铁矿、磷铁矿黄铁矿白水晶冰洲石第34页，课件共65页，创作于2023年2月一般，呈金属色的矿物，其条痕一般为深色、具金属或半金属光泽、不透明；反之，呈非金属色的矿物，其条痕一般为浅色、具非金属光泽，透明度较高。黄铁矿石英第35页，课件共65页，创作于2023年2月三、矿物的力学性质

指矿物抵抗外力作用（刻划、打击、压拉等）所表现出来的性质。包括矿物的硬度、解理、断口。1、硬度——指矿物抵抗摩擦或刻划的强度，是鉴定矿物的重要依据之一。

矿物学上的硬度一般指的是相对硬度——摩式硬度。1824年由奥地利矿物学家摩氏（Mohs）设立的，故又称为摩氏硬度计。第36页，课件共65页，创作于2023年2月

摩氏硬度计——以选出的10种硬度不同的矿物，按硬度小到硬度大排序，作为测定比较其他矿物硬度的标准：摩氏硬度计1.滑石6.长石2.石膏

白瓷板指甲7.石英3.方解石铜币8.黄玉9.刚玉4.萤石10.金刚石5.磷灰石刀刃/玻璃第37页，课件共65页，创作于2023年2月经切割的钻石（金刚石，硬度＝10）经切割的黄玉（硬度＝8）第38页，课件共65页，创作于2023年2月红宝石（刚玉，硬度＝9）第39页，课件共65页，创作于2023年2月提问：

将欲测定的矿物能刻划萤石，但不能刻划磷灰石，相反却为磷灰石所刻划，其硬度为多少？则其硬度应在4－5之间，因此可定为4.5。第40页，课件共65页，创作于2023年2月2、解理——矿物受外力作用后，沿一定方向裂开的性质。裂开的光滑平面叫解理面。分为五级：e.极不完全解理（无解理）：石英、石榴石节理：岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移a.极完全解理：云母（一组）b.完全解理：萤石（四组）、方解石（三组）、方铅矿（三组）c.中等解理：辉石（二组）、角闪石（二组）d.不完全解理：磷灰石、绿柱石云母－片状角闪石石英萤石方解石－偏菱面体方铅矿第41页，课件共65页，创作于2023年2月第42页，课件共65页，创作于2023年2月第43页，课件共65页，创作于2023年2月第44页，课件共65页，创作于2023年2月3、断口——矿物受外力作用后，沿任意方向裂成凹凸不平的破裂面。常见的有：a.贝壳状断口：石英b.锯齿状断口：自然铜c.参差不齐断口：黄铁矿d.土状断口：高岭土

一般解理发育的矿物无断口，断口发育的矿物无解理。第45页，课件共65页，创作于2023年2月1、相对密度——指矿物的重量与4℃时同体积水的重量之比。习惯称为比重。

在肉眼鉴定矿物时，一般凭经验用手掂量大致估计。分为三段：①轻矿物：相对密度小于2.5；如石盐、石膏、高岭石②中等密度矿物：相对密度2.5－4；如正长石、角闪石四、矿物的其它性质2、磁性－磁铁矿、磁黄铁矿能被普通磁铁吸引③重密度矿物：相对密度大于4；如重晶石、磁铁矿第46页，课件共65页，创作于2023年2月一、矿物的类型按化学成分和主要阴离子/阴离子组合分为5大类

自然元素矿物卤化物矿物硫化物矿物氧化物和氢氧化物矿物含氧酸盐矿物第四节常见矿物第47页，课件共65页，创作于2023年2月

自然元素矿物金（Au）、金刚石（C）、硫（S）、石墨（C）…金刚石（C）硫（S）金（Au）第48页，课件共65页，创作于2023年2月

卤化物矿物萤石（CaF2）、石盐（NaCl）、钾盐（KCl）…萤石（CaF2）石盐（NaCl）第49页，课件共65页，创作于2023年2月

硫化物矿物黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS2）…黄铁矿（FeS2）方铅矿（PbS2）第50页，课件共65页，创作于2023年2月

氧化物和氢氧化物矿物赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、软锰矿（MnO2）、铝土矿（Al2O3•nH2O）褐铁矿（Fe2O3

•nH2O）…

含氧酸盐矿物

硫酸盐矿物：石膏、芒硝、重晶石…

碳酸盐矿物:方解石（CaCO3）、白云石

CaMg(CO3)2、菱锰矿(MnCO3)…

硅酸盐矿物：种类繁多方解石白云石菱锰矿第51页，课件共65页，创作于2023年2月二、重要的矿物在目前已知的5000余种矿物中，只有几十种是常见的。其中最常见的5类构成了地壳的90％以上，这些矿物都是硅酸盐矿物。长石类斜长石Ca和Na的铝硅酸盐架状钾长石(正长石、微斜长石)K的铝硅酸盐架状辉石类Fe，Mg硅酸盐单链状（普通辉石最常见）（有些含Al，Na，Ca）闪石类复杂的Fe，Mg铝硅酸盐双链状（角闪石最常见）石英SiO2架状云母类白云母K的铝硅酸盐氢氧化物层状黑云母KFeMg的铝硅酸盐氢氧化物层状第52页，课件共65页，创作于2023年2月硅酸盐矿物晶体结构的基本单元是硅氧四面体：Si4+O2-O2-O2-O2-SiO44-1个硅原子和4个氧原子结合构成硅氧四面体，带4个负电荷：硅氧四面体可与金属阳离子结合，或彼此连接形成多种晶体结构再与金属阳离子结合，或自行结合（形成石英）。第53页，课件共65页，创作于2023年2月链状硅酸盐矿物的晶体结构环状架状层状第54页，课件共65页，创作于2023年2月正长石微斜长石斜长石石英第55页，课件共65页，创作于2023年2月普通辉石闪石黑云母白云母第56页，课件共65页，创作于2023年2月

一些岩石完全由一种矿物构成

石灰岩

(方解石)

大多数岩石是由一种以上矿物构成

花岗岩

一些岩石含有非矿物组分

煤(含有机碎屑)

黑耀岩

(火山玻璃岩->非晶质)三、矿物－构成岩石的基本单元黑耀岩煤石灰岩第57页，课件共65页，创作于2023年2月正长石斜长石黑云母石英4种硅酸盐矿物组合构成花岗岩岩石（花岗岩）第58页，课件共65页，创作于2023年2月

1.石英SiO2

具有规则的几何外形的晶体，其中无色透明者通常称为水晶；晶形呈六方柱状，柱面有横纹；颜色很多，常见者为无色、乳白色；石英常呈斑状或块状；硬度7；相对密度2.67；晶面上呈玻璃光泽；无解理，断口呈贝壳状，断口上呈油脂光泽。石英用途很广，可做玻璃原材料，制做石英器皿；颜色鲜艳和纯净无缺陷的水晶可做宝石和光学材料；具压电性的晶体可用做无线电通讯器材。

2.正长石

KAlSi3O8

晶体呈短柱状，通常为粒状或块状；颜色常为肉红；硬度6；相对密度2.5；玻璃光泽；两组解理。可制作瓷釉，并可提制钾肥。四、常见矿物的特征：第59页，课件共65页，创作于2023年2月

3.斜长石斜长石是钠长石（NaAlSi3O8）与钙长石（CaAl2Si2O8）混合组成的系列矿物的总称；晶形呈柱状、厚板状，常为粒状或块状；颜色多呈灰白色，有时微带浅棕、浅蓝及浅红色；硬度6－6.5；相对密度2.61－2.76；玻璃光泽；两组解理。也可用作陶瓷原料。

4.白云母

KAl2[AlSi3O10](OH，F)2

晶体呈假六方柱状；无色或白色，常带浅绿、浅黄及、浅灰色；硬度2－3；相对密度2.76－3.2；片状极完全解理，可顺着解理面剥成很薄的薄片；薄片具弹性；呈鳞片状者叫绢云母。白云母具有良好绝缘性，可用于电器工业中。

5.黑云母

K(Mg，Fe)3[AlSi3O10](OH，F)2

晶体呈假六方柱状；黑色、褐色；珍珠光泽，解理面上有珍珠彩晕；其它物理性质与白云母类同。第60页，课件共65页，创作于2023年2月

6.普通角闪石

Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Ai)2O6]晶体呈柱状；深绿色或黑色；硬度5－6；相对密度3.1－3.3；玻璃光泽；有两组解理，横切面上两组解理的交角为124°与56°。

7.普通辉石（Ca,Na）（Mg,Fe2+,Al,Fe3+）[（Si,Ai)2O6]晶体呈短柱状、粒状；黑色、深黑棕色；硬度5－6；相对密度3.2－3.6；玻璃光泽；两组解理，横切面上两组解理的交角为93°与87°。

8.橄榄石

(Mg，Fe)2SiO4

晶体呈粒状；橄榄绿色、浅绿黄色；硬度6.5－7；相对密度3.3－3.5；性脆；玻璃光泽。第61页，课件共65页，创作于2023年2月

9.石榴子石

A3B2[SiO4]3

其中A代表Mg2+、Ca2+；B代表Al3+、Fe3+。石榴子石的晶体常为菱形十二面体、四角三八面体；多为粒状或块状集合体；硬度6.7－7.5；相对密度3.5－4.3；油脂光泽和玻璃光泽。红色石榴子石可琢磨成宝石。

10.方解石

Ca[CO3]晶体呈菱面体及复三方复三角面体等；常呈粒状、块状集合体；无色或乳白色；硬度3；相对密度2.6－2.8；玻璃光泽；性脆；具有菱面体解理。方解石与盐酸作用时，反应激烈（剧烈起泡），放出CO2气体。无色、透明无裂痕的完好方解石叫冰洲石，是重要的光学材料。第62页，课件共65页，创作于2023年2月

11.白云石

CaMg[CO3]2

与稀冷盐酸作用反应较缓慢（起泡不剧烈），可与方解石区别。用作建筑材料；在冶金工业中用作熔剂；还可用作提