《元素和礦物》PPT課件

,地質(zhì)學(xué)研究地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征以及各圈層之間相互作用和時(shí)空演變歷史的學(xué)科。,地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ),教學(xué)基本要求：掌握一些基本概念以及礦物的基本性質(zhì)。,第三章元素和礦物,課程安排：第一篇?jiǎng)恿Φ刭|(zhì)作用的物質(zhì)基礎(chǔ)地球和地殼（第二、三、八章）第二篇內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用（第四、六、七章）第三篇外動(dòng)力地質(zhì)作用（第五、九、十、十一、十二、十三、十四、十五章）第四篇礦產(chǎn)資源、環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害（第十六、十七、十八章）,第三章元素和礦物,講授內(nèi)容：元素礦物,元素,地殼由巖石組成；巖石由礦物組成；礦物由元素組成.元素是構(gòu)成地球的最基本物質(zhì),由同種原子所組成.元素：由同種原子組成的物質(zhì)統(tǒng)稱元素宇宙中的元素是通過熱核聚變反應(yīng)，經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的形成演化過程的。,元素,元素的形成,地球上多種多樣的物質(zhì)，都是從基本粒子聚變而成氫開始的然后是四個(gè)氫合成一個(gè)氦，氦再進(jìn)一步合成其它元素約在150億年前的大爆炸以后50100億年時(shí)，從輕元素到重元素，現(xiàn)今所有的元素就已逐漸形成,元素,同位素:是中子數(shù)不同（原子量不同）的同種元素的變種.同種元素的同位素，物化性質(zhì)基本相同.總共有300余種?？煞址派湫院头€(wěn)定兩種同位素.放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等。放射性同位素主要用來測定火成巖石（巖漿巖）的絕對(duì)年齡;穩(wěn)定同位素：主要O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1（H），H2（D），H3（T）。穩(wěn)定同位素主要用來確定物質(zhì)環(huán)境與來源.如水圈,大氣圈,生物圈,月球,隕石等,元素,美國化學(xué)家克拉克(F.W.Clarke,1847-1931),根據(jù)大陸地殼中的5159個(gè)巖石、礦物、土壤和天然水的樣品分析數(shù)據(jù)，于1889年第一次算出元素在地殼中的平均含量數(shù)值(平均重量百分比)，即元素的豐度后人為了紀(jì)念這個(gè)創(chuàng)舉，將它命名為克拉克值。,克拉克值,八大元素,地殼中主要元素的豐度（克拉克值）,氧(46.6%）鉀(2.59%)硅(27.7%)鎂(2%)鋁(8%)鈦(0.44%)鐵(5%)氫(0.14%)鈣(3.63%)錳(0.10%)鈉(2.8%)磷(0.09%)其它所有元素(0.95%),元素,地核：,大氣圈、水圈和生物體中的所有元素的質(zhì)量和地球的總質(zhì)量相比，不及千分之一,各圈層主要元素,大部分以金屬狀態(tài)存在的鐵和鎳,大部分是氧和硅。鎂、鐵和鋁也較多,地殼和地幔：,水圈：,以氫和氧為主,生物圈：,氮、氧、碳、氫,礦物,礦物的概念,礦物的集合體稱為巖石巖石是混合物,請(qǐng)注意分清巖石和礦物,一定地質(zhì)作用形成的、具有一定化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的以及一定物理和化學(xué)性質(zhì)的自然元素單質(zhì)或化合物。,礦物,人造礦物不屬地質(zhì)學(xué)范疇具一定化學(xué)成分（每種礦物有較穩(wěn)定的化學(xué)成分）。絕大多數(shù)礦物是固態(tài)，極個(gè)別液態(tài)（g）,礦物,食糖是礦物嗎？食鹽是礦物嗎？,食糖雖然有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)（如透明、硬度小、溶于水、味甜），但在自然條件下不能形成。故不是礦物食鹽，具有相對(duì)固定的化學(xué)成分即（NaCl）和相對(duì)均一的物理性質(zhì)（如透明、硬度小、立方形晶形，溶于水、味咸），在自然條件下可以形成食鹽。故是礦物。,這些并非礦物,煤炭,花崗巖,石油,礦物,黃鐵礦晶體,礦物,晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）在三維空間周期性重復(fù)排列（即有序排列）的固體。非晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列無序。晶體礦物具有晶體結(jié)構(gòu)的礦物。,晶體與非晶體,同質(zhì)多象與類質(zhì)同象同質(zhì)多象相同化學(xué)成分的物質(zhì)在不同的地質(zhì)條件（P、T）下，可以形成不同的晶體結(jié)構(gòu)，從而成為不同的礦物。如石墨、金剛石、化學(xué)成分都是C，物理性質(zhì)則完全不同；,石墨與金剛石,金剛石/石墨外觀:無色透明、正八面體/深灰色，細(xì)鱗片狀固體光澤：經(jīng)加工后發(fā)出奪目光彩/略帶金屬光澤硬度：硬度目前是發(fā)現(xiàn)最大的/較軟導(dǎo)電性：無/良好導(dǎo)熱性：良好（因?yàn)槿埸c(diǎn)低）好潤滑性：無/有,類質(zhì)同象礦物晶體結(jié)構(gòu)中的某種原子或離子可以部分地被性質(zhì)相似的它種原子或離子替代而不改變晶體結(jié)構(gòu)。其物理性質(zhì)差異一般不大。如鉀長石和鈉長石,同質(zhì)多象與類質(zhì)同象,礦物肉眼鑒定,主要是依據(jù)礦物的晶體形態(tài)光學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)其它一些物理性質(zhì),自色：礦物自身的固有顏色（具重要的鑒定意義）,礦物光學(xué)特征顏色,他色:由礦物內(nèi)部的氣液包裹體或帶色的機(jī)械混入物而引起的一種顏色。,假色：由于礦物表面氧化或解理面引起的光線干涉作用而形成的礦物顏色。,有些礦物的顏色與條痕一致，如金的顏色和條痕都是金黃色;而有些礦物的顏色同條痕不相同,如赤鐵礦不管外表是暗紅色還是鐵黑色，但它的條痕總是櫻紅色;,礦物光學(xué)特征條痕,礦物的條痕實(shí)際上就是礦物粉末的顏色,一般,從瓷板上劃出的線條顏色來確定。,礦物光學(xué)特征條痕,光澤，就是光線照射到礦物表面上反射光的能力由強(qiáng)到弱可以把光澤分為四級(jí)：(1)金屬光澤：反光很強(qiáng)，如同金、銀的反光，例如自然銅、方鉛礦、磁鐵礦等。,礦物光學(xué)特征光澤,光澤，就是光線照射到礦物表面上反射光的能力由強(qiáng)到弱可以把光澤分為四級(jí)：(2)半金屬光澤：反光較強(qiáng)，較金屬光澤稍弱，類似沒有磨光的金屬器皿的反光，如辰砂、黑鎢礦,礦物光學(xué)特征光澤,光澤，就是光線照射到礦物表面上反射光的能力由強(qiáng)到弱可以把光澤分為四級(jí)：(3)金剛光澤：象金剛石狀光亮，如金剛石、錫石、淺色閃鋅礦等。,礦物光學(xué)特征光澤,光澤，就是光線照射到礦物表面上反射光的能力由強(qiáng)到弱可以把光澤分為四級(jí)：(4)玻璃光澤：反光較弱，象玻璃一樣反光。自然界多數(shù)礦物是玻璃光澤，如水晶、正長石等,礦物光學(xué)特征光澤,礦物的光澤,金剛光澤,半金屬光澤,玻璃光澤,金屬光澤,礦物光澤,土狀光澤,油脂光澤,絲絹光澤,珍珠光澤,礦物透過光線的程度,可分為三級(jí)。透明：礦物象玻璃那樣能透過光線，如水晶，冰洲石均是透明礦物；,礦物的透明度,透明礦物,礦物透過光線的程度,可分為三級(jí)。半透明：只有邊緣薄處才能透過少量的光線如閃鋅礦，辰砂等；,礦物的透明度,半透明礦物,礦物透過光線的程度,可分為三級(jí)。不透明：礦物一點(diǎn)光線也透不過去，如黃鐵礦、磁鐵礦等。,礦物的透明度,不透明礦物,透明礦物,不透明礦物,半透明礦物,礦物的透明度,礦物的透明程度常與礦物的光澤有關(guān)，一般玻璃光澤、油脂光澤、金剛光澤的礦物都是透明至半透明的礦物；金屬光澤和半金屬光澤的礦物都是不透明礦物。,礦物的透明度,礦物的硬度礦物的解理礦物的斷口礦物的彈性礦物的撓性礦物的延展性,礦物的力學(xué)性質(zhì),摩氏硬度計(jì),礦物的硬度,德國FriedrichMohs于1812年提出,野外缺少摩氏標(biāo)準(zhǔn)礦物時(shí)，可用其它簡便工具進(jìn)行測試:指甲的硬度約為2-2.5銅鑰匙的硬度約為3小鋼刀的硬度約為5-5.5玻璃的硬度約為5.5-6,礦物的硬度用“刻劃能力”來衡量，取決于原子和離子結(jié)合在一起的化學(xué)鍵的強(qiáng)度。,礦物被敲打后，沿一定方向規(guī)則破裂的性質(zhì)，叫做解理。這種破裂面就稱為解理面。解理面一般非常平滑而有光澤。不同礦物或同一礦物的不同方向上，解理發(fā)育的程度是不一樣的。礦物的解理只有一個(gè)方向，稱一組解理；礦物的解理有兩個(gè)方向，稱二組解理；礦物甚至有三個(gè)或四個(gè)方向的解理，稱多組解理。,解理,礦物的解理,一組解理,二組解理,礦物的解理,礦物的解理,三組解理,礦物的解理,多組解理,極完全解理：在外力作用下裂成薄片，節(jié)理面平滑(云母)完全解理：在外力作用下裂成平面，節(jié)理面平滑(方解石)中等解理：在外力作用下可以裂成平面，節(jié)理面不太平滑(角閃石)不完全解理：在外力作用下不易裂成平面，節(jié)理面不平坦(橄欖石)極不完全解理：在外力作用下極難裂成平面，并無節(jié)理(石英),解理,解理,角閃石,橄欖石,礦物斷口,貝殼狀斷口,礦物受打擊后所產(chǎn)生的不規(guī)則的破裂面。,貝殼狀斷口：礦物破裂后具有彎曲的凸面或凹面和同心狀構(gòu)造，很象貝殼，如石英的斷口,平坦?fàn)顢嗫冢簲嗫诿骐m然粗糙，但比較平整，如高嶺石的斷口；參差狀斷口：斷口面粗糙極不平整，許多礦物具有此種斷口，如電氣石；,鋸齒狀斷口：斷口面狼牙鋸齒，突起尖銳，如自然金屬礦物的斷口,礦物的其它物理性質(zhì),輕4,比重磁性,磁鐵礦是典型的磁性礦物,相對(duì)密度,礦物分類,自然元素礦物：如金，金剛石、石墨、銅、銀等鹵化物礦物：如石鹽（NaCl）、螢石（CaF2）等硫化物礦物：如黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、辰砂、雄黃等,自然元素礦物,硫化物礦物,硫化物礦物,含氧酸鹽礦物：最重要的是下面三種：硫酸鹽礦物：有石膏、芒硝、重晶石等碳酸鹽礦物：如方解石、孔雀石、白云石硅酸鹽礦物：約占已知礦物種數(shù)的1/4,硅酸鹽礦物,碳酸鹽礦物,硫酸鹽