礦物與巖石精品課件

1、礦物與巖石第1頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六第二章 礦物與巖石地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 礦物，及其物理性質(zhì) 元素在地殼中的分布 巖石的概念第2頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六第一節(jié) 元素在地殼中的分布 由同種原子組成的物質(zhì)稱元素。目前，已知元素有108種，其中自然界存在的為92種。 同種元素的原子具有的中子數(shù)可以不同，因而具有不同的原子量。具不同原子量的同種元素的變種稱為同位素。有的同位素的原子核不穩(wěn)定，會自行放射出能量，即具有放射性，稱為放射性同位素。 放射性同位素通過蛻變，形成系列過渡性的不穩(wěn)定同位素，直到變成穩(wěn)定同位素為止。U238蛻變會最終變成Pb2

2、06。 放射性同位素具有固定的蛻變速度。放射性元素蛻變到它原來數(shù)量的一半所需要的時間稱為半衰期。U238的半衰期為4.49109年。一、元素與同位素第3頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六第一節(jié) 元素在地殼中的分布 美國人克拉克（，1924）最早測定了地殼中元素的平均含量，他根據(jù)世界5159個巖石樣品，求出了16Km厚地殼內(nèi)50種元素的平均含量。國際上把元素在地殼中平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱克拉克值，又稱地殼元素的豐度(abundance)。元 素克拉克值元 素克拉克值氧O46.30鈉Na2.36硅Si28.15鉀K2.09鋁Al8.23鎂Mg2.33鐵Fe5.63鈦Ti0.57鈣G

3、a4.15氫H0.15地殼主要元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)()二、地殼中的元素與克拉克值第4頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六第一節(jié) 元素在地殼中的分布第5頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六第二節(jié) 礦 物一、礦物的概念二、礦物的形態(tài)特征三、礦物的物理性質(zhì)四、礦物的分類五、寶石礦物第6頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六一、礦物的概念 地殼的物質(zhì)是由化學(xué)元素組成的，元素周期表中所列的各種元素，除人造元素外，都已在地殼中發(fā)現(xiàn)。各種化學(xué)元素除少數(shù)呈單質(zhì)出現(xiàn)外，都以化合物的形式出現(xiàn)。地殼中的各種單質(zhì)和化合物就組成了種類繁多的礦物。藍(lán)寶石第7頁，共56頁，

4、2022年，5月20日，1點20分，星期六金剛石礦物 是地殼中的一種或多種化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的天然單質(zhì)或化合物。礦物是組成巖石和礦石的基本單位。 到目前人們所認(rèn)識的礦物已達3000多種。第8頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六自然金狗頭金第9頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六水晶石英紫水晶石英鋯石第10頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六天然礦物自然銅第11頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六辰砂辰砂第12頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六1、礦物的特征 礦物可以由一種單質(zhì)元素組成

5、。如自然金、自然銅、自然硫、石墨等；絕大多數(shù)由幾種元素的化合物，如石鹽、石膏、石英等。 它有比較固定的化學(xué)成分組成。如黃鐵礦是由FeS2、方解石由CaCO3、石英由SiO2、巖鹽是由NaCl組成的。 絕大多數(shù)具有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，以及一定的外部形態(tài)。如石鹽內(nèi)部質(zhì)點呈有規(guī)律的空間排列。 具有一定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。 絕大多數(shù)礦物呈固態(tài)出現(xiàn)，但僅少數(shù)以液態(tài)（自然汞）或氣態(tài)產(chǎn)出（天然氣）。 礦物一般多數(shù)為無機礦物，有機礦物很少。第13頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六2、礦物晶體與非晶質(zhì)體 固態(tài)礦物根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為晶質(zhì)體與非晶質(zhì)體。 礦物內(nèi)部質(zhì)點（包括原子、離子、分子

6、等）呈有規(guī)律的排列、具一定的結(jié)晶格子特征和一定的幾何外形的稱為晶體。如石英、巖鹽、方解石等。如鹽巖（NaCl）晶體內(nèi)部的Na+離子和Cl離子，在三維方向的空間上呈等間距相隔重復(fù)排列，組成立方格子結(jié)構(gòu)，其外形呈立方體狀。 礦物內(nèi)部質(zhì)點不作有規(guī)律的排列、不具有結(jié)晶格子特征，而且?guī)缀瓮庑尾还潭ǖ姆Q為非晶質(zhì)體。如天然玻璃、蛋白石、琥珀等。第14頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 礦物晶體的形態(tài)，是指礦物的外表幾何形態(tài)。 1、結(jié)晶習(xí)性 在相同生長條件下形成的同種礦物，其單體總是趨向于某一特定的晶體形態(tài)，即各種晶體在相同上都有自己的習(xí)見形態(tài)，我們稱之為礦物的結(jié)晶習(xí)性

7、。 按礦物單體在三維空間發(fā)育的程度，結(jié)晶習(xí)性可劃分為三種類型： 1）一向延長型； 2）二向延展型； 3）三向近等型第15頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 1）一向延長型 指晶體沿三維的某一個方向特別發(fā)育而另兩個方向不太發(fā)育，礦物形態(tài)呈柱狀、針狀或纖維狀。如石英、角閃石等呈柱狀外形；電氣石、纖維狀石膏呈針狀后纖維狀外形。電氣石1、結(jié)晶習(xí)性第16頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 2）二向延展型 指晶體沿兩個方向特別發(fā)育，礦物形態(tài)呈板狀、片狀。如重晶石、石膏等呈板狀外形；云母、石墨呈片狀外形。第17頁，共56頁，20

8、22年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 3）三向近等型 指晶體沿三維空間的三個方向發(fā)育程度大致相等，礦物形態(tài)呈粒狀或立方體狀如橄欖石、黃鐵礦、鹽巖等。橄欖石晶體第18頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 自然界中的礦物晶體主要以集合體形式出現(xiàn)，呈單個結(jié)晶多面體或規(guī)則連生體產(chǎn)出的則很少。 礦物集合體是指同種礦物的許多單體聚集在一起的集合體形礦物整體。礦物集合體的形態(tài)特征，是鑒別不同礦物的重要標(biāo)志之一。2、礦物集合體及其形態(tài)第19頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 1）粒狀集合體：礦物單體肉眼可見，單體

9、呈粒狀體， 具不規(guī)則聚合，如橄欖石、黃鐵礦等集合體。黃鐵礦自形粒狀集合體第20頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 黃鐵礦集合體第21頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 2）板狀集合體 礦物單體肉眼可見，單體呈板狀，具不規(guī)則聚合，如重晶石、黑鎢礦等集合體。 第22頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 3）片狀集合體 礦物單體肉眼可見，單體呈片狀，具不規(guī)則聚合，如云母集合體。 第23頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 4）柱狀集合體 礦物單體

10、肉眼可見，單體呈柱狀，具不規(guī)則聚合，如輝銻礦集合體。 輝銻礦集合體第24頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 5）放射狀集合體 礦物單體肉眼可見，單體呈柱狀或纖維狀或針狀，圍繞一個中心呈放射狀排列，如紅柱石集合體。 第25頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 6）纖維狀集合體 礦物單體肉眼可見，單體呈纖維狀或針狀、毛發(fā)狀，呈平行排列，如石棉、纖維狀石膏集合體。第26頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六纖水碳鎂石第27頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 7）晶蔟

11、 在巖石的空洞或裂隙中生長的肉眼可見的柱狀單體，它們以洞壁或裂隙壁作為共同的基底大體向著一個方向生長組成蔟狀的礦物集合體。蔟狀集合體可以由同種礦物組成，如石英晶蔟；也可由不同礦物晶體組成。方解石晶蔟第28頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 方解石晶蔟第29頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六方解石晶蔟菱錳礦-玫瑰花狀集合體第30頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 石英與閃鋅礦集合體石英晶簇第31頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 8）結(jié)核 一般由非晶質(zhì)或隱

12、晶質(zhì)膠體物質(zhì)或肉眼不能分辨的礦物單體，圍繞一個核心向外逐漸生長而成，多呈球狀體或不規(guī)則狀體。一般具有同心狀或放射狀構(gòu)造。如煤系地層或煤層中常見黃鐵礦、菱鐵礦等結(jié)核。錳結(jié)核第32頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 9）分泌體 在巖石的空洞中，由非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)膠體物質(zhì)以洞壁為基底大體向洞中心逐漸生長充填而成。具有同心狀構(gòu)造，與結(jié)核體形成相反，其圈層構(gòu)造是由外向里的。典型的例子就是瑪瑙。第33頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六瑪瑙第34頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六二、礦物的形態(tài)特征 10）其它形狀聚合體：主要是

13、由膠體凝聚或溶液蒸發(fā)沉淀形成的礦物集合體。其形狀多樣如腎狀腎狀礦物集合體、葡萄狀腎狀礦物集合體等等。鐘乳、石筍、石柱等。 11）塊狀集合體：由均勻聚合的礦物單體組成，礦物單體難以用肉眼分辨。如黃銅礦、鋁土礦等。 12）土狀聚合體：組成礦物集合體的礦物呈粉末狀，礦物單體難以用肉眼分辨，質(zhì)地松軟，如一些粘土礦物集合體。第35頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 1、顏色 顏色是礦物對可見光波選擇吸收的反映。 自色：礦物本身原有的顏色。與礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分有關(guān)。如赤鐵礦，孔雀石和斑銅礦。 他色：礦物混入了某些帶色雜質(zhì)所引起的顏色。煙晶。 假色：因礦物內(nèi)部存

14、在裂隙或表面的氧化膜對光的反射、折射所引起的顏色。如方解石表面的彩虹。裂隙引起的假色稱為暈色。 2、條痕 條痕是指礦物粉末的顏色。第36頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 3、光澤 光澤是指礦物表面反射光線的能力。 金屬光澤：類此于金屬磨光面上的反射光。如黃鐵礦、黃銅礦。 半金屬光澤：比金屬光澤較暗淡。如磁鐵礦。 玻璃光澤：如普通玻璃表面所具有的光澤。如石英晶面、長石、方解石解理面。 油脂光澤：一些礦物因反射面不光滑。反射光有散射現(xiàn)象，如油脂一樣。如石英斷口面。 臘狀光澤：隱晶質(zhì)或膠體礦物斷面常呈弱的光澤，如石臘表面光澤。如燧石斷口面光澤。 土狀光澤：

15、礦物表面呈土狀，暗淡無光。如高嶺石等。 此外，還有如：金剛光澤、絲絹光澤第37頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 4、透明度 透明度是指礦物容許可見光透過的程度。一般以1cm厚的礦物透光程為標(biāo)準(zhǔn)，將礦物透明度分三級： 透明礦物：隔著礦物可見另一側(cè)物體的清晰輪廓。如石英、方解石。 半透明礦物：隔著礦物僅可見另一側(cè)物體的模糊輪廓。如閃鋅礦。 不透明礦物：隔著礦物看不見另一側(cè)物體的輪廓。如黃銅礦、黃鐵礦。第38頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 5、解理、斷口 解理是指結(jié)晶礦物在受外力打擊后，沿一定的方向規(guī)則地裂開，

16、形成光滑平面的性質(zhì)。裂開的光滑面稱為解理面。如若礦物受打擊后可以沿任意方向裂開，所形成的凹凸不平的斷面稱為斷口。二者呈互為消長關(guān)系。按解理的發(fā)育程度可分為： 極完全解理：解理面非常光滑，礦物容易分裂形成薄片，不出現(xiàn)斷口。如云母。 完全解理：解理面光滑，礦物易分裂形成薄片或規(guī)則的小塊，不易形成斷口。如方解石等。 中等解理：解理面不光滑，有時產(chǎn)生斷口。如長石、角閃石。 不完全解理：解理面不易發(fā)生，容易破碎產(chǎn)生斷口。如磷灰石。第39頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 5、解理、斷口 斷口與解理不同，可出現(xiàn)在礦物晶體、非晶質(zhì)體、膠體礦物中。常見的有： 貝殼狀斷

17、口：斷口呈現(xiàn)具有同心圓紋的凹形曲面，形如貝殼殼面，石英、橄欖石等。 參差斷口：斷口面粗糙不平、參差不齊。如黃銅礦、磷灰石等 土狀斷口：斷口呈粉末狀，見于土狀礦物，如土狀高嶺石。 平坦?fàn)顢嗫冢簲嗫诿鏋槠教构饣?，多見于致密塊狀礦物。如塊狀高嶺石。第40頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 6、硬度 硬度是指礦物抵抗外力刻劃或研磨的能力。 肉眼鑒定常常采用摩斯硬度計法（下表）。硬度表示法為相對大小，非絕對大小。 實驗室常用手指甲（硬度2.5）和小刀或玻璃（硬度5.5）鑒別。 注意：要觀察新鮮面?？珊営洖椋夯?、螢磷長、石英黃玉剛玉剛硬度礦物硬度礦物1滑石6（

18、正）長石2石膏7石英3方解石8黃玉4螢石9剛玉5磷灰石10金剛石摩氏硬度計第41頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 7、比重 礦物的比重是指純凈的單礦物與4C時的同體積水的重量之比。 輕礦物：比重小于2.5，如鹽巖、石膏、石墨等。 中等礦物：比重介于2.54之間，如方解石、石英、長石等。 重礦物：比重大于4，如黃銅礦、磁鐵礦、重晶石等。 8、磁性 礦物的磁性是指礦物顆?；蚍勰┠鼙淮盆F吸引的性質(zhì)。如磁鐵礦、磁黃鐵礦。第42頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六 三、礦物的物理性質(zhì) 9、其它 導(dǎo)電性、彈性、發(fā)光性、放射性、延展性、脆性、帶電性等。 10、 與化學(xué)試劑反應(yīng) 一些礦物與化學(xué)試濟反應(yīng)后可發(fā)生一些特殊的現(xiàn)象，并用來作為鑒別礦物的標(biāo)志。如方解石遇到冷的稀鹽酸就立即、劇烈起泡，而白云石遇到冷的與稀鹽酸后卻緩慢起泡，可區(qū)分二者。 第43頁，共56頁，2022年，5月20日，1點20分，星期六四、礦物的分類自然元素礦物：金、銀、銅、汞；金剛石、石墨、硫磺等。鹵化物礦物：如石鹽、鉀鹽、