第三章矿物Mineral-课件.ppt

1、褐铁矿刚玉一矿物与晶体的概念 1矿物的概念 矿物是在各种地质作用中形成的，在一定地质条件和物理化学条件下相对 稳定的自然元素单质或化合物。所谓晶体是指内部质点(原子、离子或分子）在三维空间呈周期重复排列的固体。可以形象地说，晶体是具有格子构造的固体。矿物的化学成分是决定矿物各种特性的基本因素。（一）元素的离子类型 1惰性气体型离子 最外层具有2或8个电子，结构与惰性气体原子的最外电子层结构相似。离子半径较大，易与O2-结合形成氧化物或含氧盐，形成大部分的造岩矿物，因此又被称为亲氧元素或造岩元素。2铜型离子 最外电子层结构与铜离子相似，具有18或18+2个电子。位于元素周期表的右 半部包括有色金

2、属和半金属元素。离子半径较小，易与S2-结合形成硫化物。3过渡型离子 最外电子层具有8-18个电子。在元素周期表中位于前二者之间的过渡位置。引起矿物化学成分变化的因素很多，其中类质同像是最普遍、最有实际意义的原因。1类质同像的概念 矿物结晶时，晶体中的某些质点（原子、离子、络阴离子或分子等）被性质相似的质点以各种比例相互置换或取代，而晶体结构类型和化学键性基本不变的现象，称类质同像。完全类质同像（1）离子半径必须相近；（2）离子类型相同或相近；（3）置换前后，离子的总电价相等。闪锌矿（ZnS）（Zn,Fe）S 铁闪锌矿 菱镁矿MgCO3 FeCO3菱铁矿（三）矿物的化学式 矿物的化学式是指用化

3、学元素符号表示矿物化学成分 的方法，目前普遍采用结构式。孔雀石Cu2CO3(OH)2 蛋白石SiO2 H2O 铁闪锌矿（Zn,Fe）S（一）矿物的形态 1矿物的单体（单个晶体）形态 （1）理想晶体的形态 单形（由同形等大的晶面构成的晶体形态）、聚形（由两种或两种以上形状和大小的晶面 构成的理想形态）（2）实际晶体的形态 歪晶（晶体在生长过程中，由于受外界条件 影响，常不同程度地偏离其理想形态，形成 歪晶）矿物晶体在一定条件，常常趋向于形成的某一习惯性形态，称为晶体的习性，简称晶习。三向等长、二向延展、一向伸长 许多晶体的晶面上可以见到一系列平行或交叉的条纹，称晶面条纹。显晶隐晶胶态集合体 （1

4、）显晶集合体（肉眼可以辨认出单体）a规则集合体 双晶 穿插双晶（构成双晶的两个单体之间互相穿 插，如萤石）接触双晶（双晶的两个单体之间简单的平面相 接触，如石膏燕尾双晶、斜长石聚片双晶。）b不规则集合体（单体排列无规律，采用晶体习 性来描述）粒状集合体、板状集合体、片状集合体、柱状 集合体、放射状集合体、纤维状集合体、晶簇 a结核体 由隐晶质或非晶质物质围绕某一核心（砂粒、气泡等）自内向外逐渐生长而成的矿物集合体。鲕状（2mm）、豆状（2-5mm）、结核（5mm）b分泌体 在形状不规则或球状空洞中，由洞壁向中心逐层沉淀而成的矿物集合体，常具有同心层状构造。c钟乳状集合体（葡萄状/肾状集合体）在

5、同一基底上逐层向外生长而成的矿物集合体。d膜状集合体、皮壳状集合体 覆盖于岩石或矿物表面呈膜状产出。（3）胶态集合体（显微镜下也不能可以辨认出单体）1矿物的光学性质 颜 色 矿物对不同波长可见光的吸收、反射的效应。（自色、他色、假色）条 痕 粉末颜色 光 泽 表面对可见光波的反射能力。金属光泽、半金 属光泽、金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽、蜡状光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽.透明度 矿物允许可见光波透过的程度。一般以0.001mm厚的矿物薄片为标准，可分为透明、半透明、不透明。按照反射率的大小，光泽分为四级：金属光泽 R25%，呈抛光金属般的光泽；半金属光泽 R=25-19%，呈未刨光金属般

6、的光泽；金刚光泽 R=19-10%，如同金刚石般的光泽；玻璃光泽 R=10-4%，如同玻璃般的光泽；金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽（1）解理和断口 解理：矿物晶体在外力作用下，严格沿着一定结晶方向裂 开成光滑平面的性质，称解理。主要级别：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。断口：矿物晶体在外力作用下，不沿着一定结晶方向破裂 而形成的断面，称为断口。主要类型有：贝壳状断口、参差状断口、平坦状断口、土状断口。根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级：A 极完全解理 矿物在外力作用下极易裂成薄片。解理面光滑、平整。很难发生断口。如云母、石墨、辉钼矿等；B 完全解理

7、 矿物在外力作用下，很容易沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解理面平滑。如方解石、方铅矿、萤石等；C 中等解理 矿物在外力作用下，产生明显的解理，但解理面不太连续和光滑，有断口。如白钨矿等；D 不完全解理 矿物在外力作用下，不易裂出解理面，解理面小而不平整，易出现断口。如磷灰石解理；E 极不完全解理 矿物受外力作用后，极难出现解理，多形成断口，一般称为无解理。如石英、黄铁矿。矿物断口的形状主要有：贝壳状断口 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的 同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质体锯齿状断口 呈尖锐的锯齿状。延展性很强的矿物具有此种断口，如自然铜参差状断口 参差不齐、粗糙不平。大多数矿物具有

8、此种断口。如磷灰石；土状断口 土状矿物显此断口，如高岭土。矿物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的断面 断口在晶体或非晶体矿物上均可发生 断口可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征指矿物抵抗外来某种机械作用的能力。矿物受外力作用容易破碎的性质为脆性。延展性是矿物在锥击或引拉下，容易形成薄片或细丝的性质。矿物的弹性是矿物外力作用取消后，则能使弯曲变形恢复原状的性质。挠性：矿物受外力作用弯曲变形，当外力取消后，弯曲形变不能恢复原状。矿物的密度指矿物单位体积的重量。矿物的相对密度是矿物在空气中的重量与4时 同体积水的重量比。矿物的磁性：指矿物能被永久磁铁或磁铁吸引或排斥的性质。矿物的导电性：是矿物

9、对电流的导电能力。根据导电能力可分为绝缘体、良 导体和半导体。压电性：指某些矿物晶体，在机械作用的压力或张力影响下，因变形效应而 呈现的荷电性质。含有放射性元素（如U、Th、Ra）的矿物叫放射矿物。放射性元素能自发地从 原子核内不放出粒子或射线，同时释放能量，这种现象叫做放射性。一矿物的命名分类 1矿物的分类 目前广泛采用的是以化学成分和晶体结构为依据的晶体化学分 类方法。根据化学成分特征分出大类和类；同类矿物根据晶体结构划分族；族以下分矿物种。第一大类 自然元素 第二大类 硫化物及其类似化合物 第三大类 氧化物及氢氧化物 第四大类 含氧盐（硅酸盐类、碳酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐类等）第五大类

10、卤化物矿物的命名原则目前尚不统一。一般是以矿物的化学成分、物理性质、形态特点或结合两种特点而命名。此外，还有一些是以矿物的首先发现地或人名而命名的。二、矿物各论 本类矿物为自然元素单质矿物，目前已知的自然元素矿物约有40种。自然元素矿物主要指在自然界中呈单质和金属互化物产出的矿物。本大类矿物约占地壳总重量的0.1%，分布极不均匀。多数矿物不透明、金属光泽、反射率强、硬度低、密度大、延展性强等金属特性，为电和热的良导体，具共价键和分子键的矿物表现出明显的非金属性。除金刚石外，具硬度低、熔点低、导电和导热性差的特点。本大类矿物为金属元素与硫、硒、碲、砷、锑、铋的化合物，其中硫化物占2/3以上。整个

11、大类矿物占地壳总量的0.15%。目前自然界已知的该矿物种有200多种。矿物中呈阳离子的有Cu、Pb、Zn等元素，且类质同像代替广泛，化学键具离子键向共价键和金属键过渡的性质。大多数矿物晶形较好，对硫化物（黄铁矿、白铁矿、毒砂等）完好晶形更常见。多数矿物呈金属色、深色条痕、不透明、金属光泽。少数呈彩色、半透明、金刚光泽。硬度除对硫化物较高外，多数较低，密度一般较大。矿物在水中溶解度很小，在地表条件下不稳定。本类矿物为金属元素、非金属元素阳离子与氧或氢氧根的化合物。目前已发现的氧化物已超过200种，该类矿物在地壳中分类广泛，约占地壳总量的17%。矿物中呈阳离子有Si、Fe、Mn、Al、Ti等元素。

12、矿物以离子键为主，常向共价键过渡。氧化物一般晶形完好，等轴状、柱状 居多，且晶粒较大。含镁、铝、硅的氧化物为无色或浅色，透明至半透明，玻璃光泽为主。含铁、锰、铬的氧化物颜色较深，不透明或半透明、半金属光泽、磁性增高。多数氧化物硬度较高，密度中等到较大。氢氧化物晶形较差，颗粒细小，多见片状、针状。光泽、硬度和密度都相对降低。本类矿物是金属元素阳离子与硅酸根的化合物，约占矿物总数的1/4，分布广，占地壳总重量3/4。已知硅酸盐矿物共有600多种，矿物中呈阳离子的有Ca、Na、K等元素。硅氧配位四面体是硅酸盐的基本构造单元。根据硅氧四面体联结方式，可分为岛状、环状、层状、链状和架状硅酸盐亚类。本类矿物为金属元素与氟、氯、溴、碘的化合物。其中氯化物在自然界分布最广，其次为氟化物，溴化物和碘化物极少见。目前自然界发现的卤化物有107种，其中氯、溴、碘化物有32种，氧卤化物和氢氧卤化物有47种，硫卤化物有1种，氟化物有27种。矿物种呈阳离子的有K、Na、Ca、Mg等元素。卤化物离子键为主，部分为共价键。多数矿物呈等轴状，部分为板状或柱状。具离子键矿物表现为无色或浅色、透明度好、玻璃光泽为主、硬度低、密度小、导电性弱、易溶于水等特点。具共价键的矿物透明度降低、光泽增强、密度增大。