采礦課件第一篇礦石學(xué)基礎(chǔ)nxowerlie

選礦學(xué)

第一篇礦石學(xué)基礎(chǔ)貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院礦物加工教研室選礦學(xué)

第一篇礦石學(xué)基礎(chǔ)主講人：張杰教授1晶體

1.1晶體及其基本性質(zhì)

古代，無(wú)論中外都把具有規(guī)則多面體形態(tài)的水晶稱(chēng)為晶體。后來(lái)擴(kuò)展為用晶體稱(chēng)呼那些天然就具有規(guī)則多面體形態(tài)的固體,如食鹽、水晶，方解石、黃鐵礦、綠柱石等。

晶體：是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體?；蛘哒f(shuō)晶體是具有格子構(gòu)造的固體。

§1-1晶體結(jié)晶學(xué)與晶體化學(xué)基礎(chǔ)

1.2非晶體

與晶體相對(duì)應(yīng)的是非晶體。其特點(diǎn)是內(nèi)部結(jié)構(gòu)不具有格子構(gòu)造。廣義上包括氣體、液體和一部分固體物質(zhì)，如玻璃、琥珀、松香、樹(shù)脂、瀝青、大部分塑料等。內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作規(guī)則排列，不具格子構(gòu)造的物質(zhì)，稱(chēng)為非晶質(zhì)或非晶質(zhì)體。

1.3空間格子的幾何要素

1.3.1結(jié)點(diǎn)

結(jié)點(diǎn)是空間格子中的點(diǎn)，它們代表晶體結(jié)構(gòu)中的相當(dāng)點(diǎn)。實(shí)際晶體中在結(jié)點(diǎn)的位置上可為同種質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)。

1.3.2行列

結(jié)點(diǎn)在直線上的排列即構(gòu)成行列(圖I-1-6)。空間格子中任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)就是一條行列的方向。

行列中相鄰結(jié)點(diǎn)間的距離稱(chēng)為該行列的結(jié)點(diǎn)間距(如圖I-1-6中的a)。

1.3.3面網(wǎng)

結(jié)點(diǎn)在平面上的分布即構(gòu)成面網(wǎng)?？臻g格子中不在同一行列上的任意三個(gè)結(jié)點(diǎn)就可以決定一個(gè)面網(wǎng)的方向，或者說(shuō)任意兩個(gè)相交的行列就可決定一個(gè)面網(wǎng)。

面網(wǎng)上單位面積內(nèi)結(jié)點(diǎn)的密度稱(chēng)為面網(wǎng)密度。1.3.4平行六面體從三維空間來(lái)看，空間格子可以劃出一個(gè)最小重復(fù)單位，那就是平行六面體。1.4建立坐標(biāo)系——格子常數(shù)

對(duì)于一個(gè)單位平行六面體，以交于一點(diǎn)、不在一個(gè)平面上的三個(gè)棱作為三個(gè)坐標(biāo)軸，棱長(zhǎng)a、b、c為坐標(biāo)刻度，彼此的夾角為α、β、γ。即可表示出它的形狀。

a、b、c及α、β、γ合稱(chēng)為格子常數(shù)，對(duì)于實(shí)際晶體則稱(chēng)之為晶胞參數(shù)。

1.5晶體的基本性質(zhì)

1.5.1自限性

自限性是指晶體在適當(dāng)條件下可以自發(fā)地形成幾何多面體的性質(zhì)。由圖1-5-1中可以看出晶體為平的晶面所包圍，晶面相交成直的晶棱，晶棱會(huì)聚成尖的角頂。圖1-5-1晶面、晶棱、角頂與圖1-5-2藍(lán)晶石晶體的硬度

面網(wǎng)、行列、結(jié)點(diǎn)的關(guān)系示意圖AA-BB方向硬度不同

1.5.2均一性

因?yàn)榫w是具有格子構(gòu)造的固體，在同一晶體的各個(gè)不同部分，質(zhì)點(diǎn)的分布是一樣的，所以晶體的各個(gè)部分的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)也是相同的，這就是晶體的均一性。1.5.3異向性

晶體結(jié)構(gòu)中不同方向上的質(zhì)點(diǎn)種類(lèi)和排列方式不同，導(dǎo)致晶體的各種物理和化學(xué)性質(zhì)隨方向不同而異，這就是晶體的異向性。

例如：藍(lán)晶石的硬度，石墨的導(dǎo)電性等隨方向的差異很大。

1.5.4

對(duì)稱(chēng)性

晶體具異向性，但這并不排斥在某些特定的方向上具有“相同的性質(zhì)”。在晶體的外形上，也常有相等的晶面、晶棱和角頂重復(fù)出現(xiàn)。

1.5.5

最小內(nèi)能

在相同的熱力學(xué)條件下，晶體與同種物質(zhì)的非晶質(zhì)體、液體、氣體相比較，其內(nèi)能最小。

1.5.6

穩(wěn)定性

晶體具有最小內(nèi)能，因而結(jié)晶態(tài)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。這種穩(wěn)定性可由質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)說(shuō)明：§1-2晶體生長(zhǎng)的基本規(guī)律與布拉維法則

1.1結(jié)結(jié)晶作用方方式晶體是在物物相轉(zhuǎn)變的的情況下形形成的。1.2由液液相轉(zhuǎn)變?yōu)闉楣滔?.3.1 從熔熔體中結(jié)晶晶當(dāng)溫度低于于熔點(diǎn)時(shí)，，晶體開(kāi)始始析出，即即只有當(dāng)熔熔體過(guò)冷卻卻時(shí)晶體才才能發(fā)生。。如水低于于0℃時(shí)結(jié)結(jié)晶成冰；；金屬熔體體冷卻到熔熔點(diǎn)以下結(jié)結(jié)晶成金屬屬晶體。1.3.2 從溶液液中結(jié)晶溶液達(dá)到過(guò)過(guò)飽和時(shí)析析出晶體。。1)溫度度降低，如如巖漿期后后熱液隨著著遠(yuǎn)離巖漿漿源，漸次次析出礦物物晶體；2)水分蒸蒸發(fā)，如天天然鹽湖鹽鹽類(lèi)結(jié)晶；；3)化學(xué)學(xué)反應(yīng)，生生成難溶溶物質(zhì)。1.4由由氣相轉(zhuǎn)變變?yōu)楣滔鄺l件：有足足夠低的蒸蒸氣壓?；鸹鹕娇诟浇Ｖ苯由闪?、碘碘或氯化鈉鈉的晶體；；雪花由水水蒸氣冷卻卻直接結(jié)晶晶而成。1.5由固相再結(jié)結(jié)晶為固相相

1.5.1同同質(zhì)多象轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變指某種晶體體在熱力學(xué)學(xué)條件改變變時(shí)，轉(zhuǎn)變變?yōu)榱硪环N種在新條件件下穩(wěn)定的的晶體，而而轉(zhuǎn)變前后后的成分相相同，但晶晶體結(jié)構(gòu)不不同。如SiO2，溫度達(dá)573℃以以上由低溫溫石英轉(zhuǎn)變變?yōu)榫w結(jié)結(jié)構(gòu)不同的的高溫石英英。1.5.2 原礦物物晶粒逐漸漸變大1.5.3 固溶溶體分解在一定溫度度下固溶體體可以分離離成為幾種種獨(dú)立礦物物。例如一一定比例的的閃鋅礦(ZnS)和黃銅礦礦(CuFeS2)在高溫時(shí)時(shí)組成均一一相固溶體體，而在低低溫時(shí)就分分離成為兩兩種獨(dú)立礦礦物。1.5.4 變晶晶礦物在定向向壓力下溶溶解，在垂垂直于壓力力方向上再再結(jié)晶，形形成一向或或二向延伸伸的變質(zhì)礦礦物，稱(chēng)為為“變晶””。如角閃閃石、云母母等。在變變質(zhì)巖中發(fā)發(fā)育成斑狀狀晶體稱(chēng)為為“變斑晶晶”。1.5.5 由固固態(tài)非晶質(zhì)質(zhì)結(jié)晶火山熔巖迅迅速冷凝固固結(jié)為非晶晶質(zhì)的火山山玻璃，經(jīng)經(jīng)過(guò)千百年年演變可逐逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闉榻Y(jié)晶質(zhì)。。1.6.1晶體的形形成晶體(crystal)生成成的一般過(guò)過(guò)程：先生生成晶核，，再逐漸長(zhǎng)長(zhǎng)大。從從液相或或氣相中生生長(zhǎng)有三個(gè)個(gè)階段：①①介質(zhì)達(dá)達(dá)到過(guò)飽和和、過(guò)冷卻卻階段；②②成核階階段；③③生長(zhǎng)階段段。1.6.2晶核的形形成若介質(zhì)體系系的質(zhì)點(diǎn)同同時(shí)進(jìn)入不不穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)形成新相相，稱(chēng)為均均勻成核作作用。即各各處的成核核幾率相等等，這要克克服相當(dāng)大大的表面能能位壘，即即需要相當(dāng)當(dāng)大的過(guò)冷冷卻度才能能成核。在單單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)，，單單位位體體積積中中所所形形成成的的核核的的數(shù)數(shù)目目稱(chēng)稱(chēng)成成核核速速度度。。它它決決定定于于物物質(zhì)質(zhì)的的過(guò)過(guò)飽飽和和度度或或過(guò)過(guò)冷冷卻卻度度。。過(guò)過(guò)飽飽和和度度和和過(guò)過(guò)冷冷卻卻度度越越高高，，成成核核速速度度越越大大。。另另外外，，介介質(zhì)質(zhì)粘粘度度大大會(huì)會(huì)阻阻礙礙物物質(zhì)質(zhì)的的擴(kuò)擴(kuò)散散，，降降低低成成核核速速度度。。1.6.3布布拉拉維維法法則則早在在1855年年，，法法國(guó)國(guó)結(jié)結(jié)晶晶學(xué)學(xué)家家布布拉拉維維(A．．Bravis)從從晶晶體體具具有有空空間間格格子子構(gòu)構(gòu)造造的的幾幾何何概概念念出出發(fā)發(fā)，，論論述述了了實(shí)實(shí)際際晶晶面面與與空空間間格格子子構(gòu)構(gòu)造造中中面面網(wǎng)網(wǎng)之之間間的的關(guān)關(guān)系系:即即實(shí)實(shí)際際晶晶體體的的晶晶面面常常常常平平行行網(wǎng)網(wǎng)面面結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)密密度度最最大大的的面面網(wǎng)網(wǎng)，，這這就就是是布布拉拉維維法法則則。。所所謂謂晶晶面面生生長(zhǎng)長(zhǎng)速速度度是是指指單單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)晶晶面面在在其其垂垂直直方方向向上上增增長(zhǎng)長(zhǎng)的的厚厚度度。。1.6.4面角角恒恒等等定定律律面角角恒恒等等定定律律是是指指同同種種物物質(zhì)質(zhì)（（成成分分構(gòu)構(gòu)造造相相同同））的的所所有有晶晶體體，，其其對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)晶晶面面間間的的夾夾角角恒恒等等。。晶晶面面夾夾角角是是指指晶晶面面法法線線間間的的夾夾角角。。1.6.5影響響晶晶體體生生長(zhǎng)長(zhǎng)的的外外部部因因素素在不不同同生生長(zhǎng)長(zhǎng)條條件件下下形形成成的的同同種種晶晶體體，，形形態(tài)態(tài)上上可可能能有有所所差差別別。?！?】】溫溫度度在不不同同的的溫溫度度下下，，同同種種物物質(zhì)質(zhì)的的晶晶體體，，其其不不同同晶晶面面的的相相對(duì)對(duì)生生長(zhǎng)長(zhǎng)速速度度有有所所改改變變，，影影響響晶晶體體形形態(tài)態(tài)，，如如方方解解石石(CaCO3)在在較較高高溫溫度度下下生生成成的的晶晶體體呈呈扁扁平平狀狀，，而而在在地地表表水水溶溶液液中中形形成成的的晶晶體體則則往往往往是是細(xì)細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)的的。。石石英英和和錫錫石石礦礦物物晶晶體體亦亦有有類(lèi)類(lèi)似似的的情情況況。?！?】】雜質(zhì)質(zhì)溶液液中中雜雜質(zhì)質(zhì)的的存存在在可可以以改改變變晶晶體體上上不不同同面面網(wǎng)網(wǎng)的的表表面面能能，，所所以以其其相相對(duì)對(duì)生生長(zhǎng)長(zhǎng)速速度度也也隨隨之之變變化化而而影影響響晶晶體體形形態(tài)態(tài)。。例例如如，，在在純純凈凈水水中中結(jié)結(jié)晶晶的的石石鹽鹽是是立立方方體體，，而而在在溶溶液液中中有有少少量量硼硼酸酸存存在在時(shí)時(shí)則則出出現(xiàn)現(xiàn)立立方方體體與與八八面面體體的的聚聚形形。?！?】粘度溶液的粘粘度也影影響晶體體的生長(zhǎng)長(zhǎng)。粘度度的加大大，將妨妨礙渦流流的的產(chǎn)生生，溶質(zhì)質(zhì)的供給給只有以以擴(kuò)散的的方式來(lái)來(lái)進(jìn)行，，晶體在在物質(zhì)供供給十分分困難的的條件下下生成。。由于晶晶體的棱棱角部分分比較容容易接受受溶質(zhì)，，生長(zhǎng)得得較快，，晶面的的中心生生長(zhǎng)得慢慢，甚至至完全不不長(zhǎng)，從從而形成成骸晶。?！?】結(jié)晶速度度結(jié)晶速度度大，則則結(jié)晶中中心增多多，晶體體長(zhǎng)的細(xì)細(xì)小，且且往往長(zhǎng)長(zhǎng)成針狀狀、樹(shù)枝枝狀。反反之，結(jié)結(jié)晶速度度小，則則晶體長(zhǎng)長(zhǎng)得粗大大。如巖巖漿在地地下緩慢慢結(jié)晶，，則生長(zhǎng)長(zhǎng)成粗粒粒晶體組組成的深深成巖，，如花崗崗巖；但但在地表表快速結(jié)結(jié)晶則生生成由細(xì)細(xì)粒晶體體甚至于于隱晶。。1.7晶晶體的溶溶解與再再生1.7.1晶晶體的溶溶解晶面溶解解時(shí)，將將首先在在一些薄薄弱地方方溶解出出小凹坑坑，稱(chēng)為為蝕像。1.7.2晶體體的再生生破壞了的的和溶解解了的晶晶體處于于合適的的環(huán)境又又可恢復(fù)復(fù)多面體體形態(tài)，，稱(chēng)為晶晶體的再再生，如如斑巖中中石英顆顆粒的再再生?！?-3晶體的的對(duì)稱(chēng)、、對(duì)稱(chēng)組組合和晶晶體分類(lèi)類(lèi)1.1對(duì)對(duì)稱(chēng)的概概念對(duì)稱(chēng)———就是物物體相同同部分有有規(guī)律的的重復(fù)。。晶體對(duì)稱(chēng)稱(chēng)性(symmetry)最最直觀的的表現(xiàn)在在外形上上,相同同的晶面面(plane)、晶晶棱(arris)和和角頂(cornerangle)作有有規(guī)律的的重復(fù)1.2晶晶體對(duì)稱(chēng)稱(chēng)的特點(diǎn)點(diǎn)1)所有的的晶體都都具有對(duì)對(duì)稱(chēng)性。。2)晶體體的對(duì)稱(chēng)稱(chēng)是有限限的。3)晶體體的對(duì)稱(chēng)稱(chēng)既是外外形上的的對(duì)稱(chēng)，，同時(shí)也也是物理理性質(zhì)上上的對(duì)稱(chēng)稱(chēng)。由于以上上特點(diǎn)，，晶體的的對(duì)稱(chēng)可可以作為為晶體分分類(lèi)(classifycrystal)的最最好依據(jù)據(jù)。1.3晶晶體外形形對(duì)稱(chēng)要要素1.4對(duì)對(duì)稱(chēng)面面(P)是一個(gè)假假想的平平面；相相應(yīng)的對(duì)對(duì)稱(chēng)操作作為對(duì)于于此平面面的反映映。它將將圖形平平分為互互為鏡像像的兩個(gè)個(gè)相等部部分。晶體中對(duì)對(duì)稱(chēng)面與與晶面、、晶棱可可能有如如下關(guān)系系:1)垂直直并平分分晶面；；2)垂直直晶棱并并通過(guò)它它的中心心；3)包含含晶棱。。1.5對(duì)對(duì)稱(chēng)軸軸(Ln)是一根假假想的直直線。相相應(yīng)的對(duì)對(duì)稱(chēng)操作作是圍繞繞此直線線的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。當(dāng)圖圖形圍繞繞此直線線旋轉(zhuǎn)可可使相等等部分重重復(fù)。旋轉(zhuǎn)一周周重復(fù)的的次數(shù)稱(chēng)稱(chēng)為軸次次(n)。重復(fù)復(fù)時(shí)所旋旋轉(zhuǎn)的最最小角度度稱(chēng)基轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角α，，α＝360／／n。對(duì)稱(chēng)軸可可能出露露的位置置：晶面面的中心心、晶棱棱的中點(diǎn)點(diǎn)或角頂頂。蝴蝶的對(duì)對(duì)稱(chēng)對(duì)對(duì)稱(chēng)的花花冠1.6對(duì)對(duì)稱(chēng)中心心(C)是一個(gè)假假想的點(diǎn)點(diǎn)；相應(yīng)應(yīng)的對(duì)稱(chēng)稱(chēng)操作是是對(duì)此點(diǎn)點(diǎn)的反伸伸(或稱(chēng)稱(chēng)倒反)。如果通過(guò)過(guò)此點(diǎn)作作任意直直線，則則在此直直線上距距對(duì)稱(chēng)中中心等距距離的兩兩端，必必定可以以找到對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)。。1.7旋旋轉(zhuǎn)反伸伸軸(Lin)是一根假假想的直直線；相相應(yīng)的對(duì)對(duì)稱(chēng)操作作是圖形形圍繞此此直線旋旋轉(zhuǎn)一定定角度后后再對(duì)此此直線上上的一個(gè)個(gè)點(diǎn)進(jìn)行行反伸，，可使相相等部分分重復(fù)。。Lin的軸次也也可為1、2、、3、4、6次次。因此，結(jié)結(jié)晶多面面體中可可能存在在的對(duì)稱(chēng)稱(chēng)要素只只有9種種，分別別是：對(duì)稱(chēng)軸L1、L2、L3、L4、L6對(duì)稱(chēng)面P對(duì)稱(chēng)中心心C旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反反伸伸軸軸Li4，Li6單個(gè)個(gè)晶晶體體中中全全部部對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)要要素素的的組組合合稱(chēng)稱(chēng)為為該該晶晶體體的的對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)型型。。晶體體中中全全部部對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)要要素素相相交交于于一一點(diǎn)點(diǎn)(晶晶體體中中心心)，，在在進(jìn)進(jìn)行行對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)操操作作時(shí)時(shí)至至少少有有一一點(diǎn)點(diǎn)不不移移動(dòng)動(dòng)，，因因此此對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)型型也也稱(chēng)稱(chēng)為為點(diǎn)點(diǎn)群群。。對(duì)稱(chēng)稱(chēng)要要素素的的組組合合必必須須滿(mǎn)滿(mǎn)足足組組合合定定理理，，即即符符合合空空間間格格子子構(gòu)構(gòu)造造規(guī)規(guī)律律，，因因此此對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)型型是是有有限限的的。。按照照晶晶體體對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)特特點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行行的的分分類(lèi)類(lèi)，，分分類(lèi)類(lèi)依依據(jù)據(jù)如如下下：：1)把把屬屬于于同同一一對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)型型的的晶晶體體歸歸為為一一個(gè)個(gè)晶晶類(lèi)類(lèi)。。晶晶體體中中存存在在32種種對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)型型，，亦亦即即有有32個(gè)個(gè)晶晶類(lèi)類(lèi)。。2)根根據(jù)據(jù)是是否否有有高高次次軸軸以以及及有有幾幾個(gè)個(gè)高高次次軸軸，，把把32個(gè)個(gè)對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)型型歸歸納納為為低低級(jí)級(jí)、、中中級(jí)級(jí)、、高高級(jí)級(jí)三三個(gè)個(gè)晶晶族族。。低級(jí)級(jí)晶晶族族無(wú)無(wú)高高次次軸軸中級(jí)級(jí)晶晶族族有有一一個(gè)個(gè)高高次次軸軸高級(jí)晶族有有多于一一個(gè)的高次次軸3)在各各晶族中，，再根據(jù)對(duì)對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)劃劃分晶系，，共有七個(gè)個(gè)晶系?！?-4晶體的理想想形態(tài)、晶晶體定向向及晶面符符號(hào)1.1單形理想形態(tài)指指的是晶體體由理想晶晶面構(gòu)成。。即晶體上上同種性質(zhì)質(zhì)的面網(wǎng)能能得到同等等發(fā)育，形形成同形等等大的晶面面。分為單單形和聚形形兩種。單形的概念念由對(duì)稱(chēng)要素素聯(lián)系起來(lái)來(lái)的一組晶晶面的總合合。即藉對(duì)對(duì)稱(chēng)型中全全部對(duì)稱(chēng)要要素的作用用可以相互互重復(fù)的一一組晶面。。單形上所有有晶面不能能封閉空間間而占有一一定體積者者稱(chēng)為開(kāi)形形。開(kāi)形不不能獨(dú)立存存在，必需需與其他單單形聚合才才能形成封封閉的幾何何形態(tài)。閉形：?jiǎn)涡涡紊纤芯Ь婺芊忾]閉空間而占占有一定體體積者。閉形能單獨(dú)獨(dú)存在，也也可以與其其他單形相相聚。1.2四四十七種幾幾何單形受對(duì)稱(chēng)要素素的約束，，47種單單形在7個(gè)個(gè)晶系中的的分布有一一定規(guī)律性性。1.2.1低級(jí)晶晶族（（7種）1.2.2中級(jí)晶晶族（25種）1)柱類(lèi)：：由若干晶晶面圍成柱柱體，晶面面平行于高高次軸(z軸)，橫橫切面的形形狀如圖。注意：復(fù)復(fù)三方、復(fù)復(fù)四方和復(fù)復(fù)六方不等等于六方、、八方和十十二方，因因?yàn)閺?fù)柱晶晶面的交角角是相間地地相等。2)單錐類(lèi)類(lèi)：屬于本本類(lèi)的單形形系由若干干晶面相交交于高次軸軸上的一點(diǎn)點(diǎn)而形成的的單錐體。。與柱的情情況相似似，按其橫橫切面的形形狀，可分分為屬于四四方晶系的的四方單錐錐、復(fù)四方方單錐，屬屬于三、六六方晶系系的三方單單錐、復(fù)三三方單錐、、六方單錐錐、復(fù)六方方單錐等六六種單形。。3)雙錐類(lèi)類(lèi)4)四方四四面體和復(fù)復(fù)四方偏三三角面體5)菱面體體與復(fù)三方方偏三角面面體6)偏方面面體組1.2.3高級(jí)晶晶族1)四面體體組5種2)八面體體組5種3)立方體體組5種兩個(gè)以上的的單形的聚聚合稱(chēng)為聚聚形。單形的聚合合不是任意意的，必須須是屬于同同一對(duì)稱(chēng)型型的單形才才能相聚；；換句話說(shuō)說(shuō)，也就是是聚形也必必屬于一定定的對(duì)稱(chēng)型型，因此，，聚形中的的每一單形形的對(duì)稱(chēng)型型當(dāng)然都與與該聚形的的對(duì)稱(chēng)型一一致。1.2.4聚形1.2.5晶體定向【1】晶晶體定向的的概念晶體定向就就是在晶體體中確定坐坐標(biāo)系統(tǒng)。。目的：晶面面和晶棱的的空間方位位可用一定定的指數(shù)予予以表征。1)晶軸軸2)軸角角3)軸長(zhǎng)長(zhǎng)與軸率4)晶體體常數(shù)【2】晶晶軸選擇晶軸的選擇擇應(yīng)遵循下下列原則：：1)符合晶晶體所固有有的對(duì)稱(chēng)性性。因此，，晶軸應(yīng)與與對(duì)稱(chēng)軸或或?qū)ΨQ(chēng)面的的法線重合合；若無(wú)對(duì)對(duì)稱(chēng)軸和對(duì)對(duì)稱(chēng)面，則則晶軸可平平行晶棱選選取。2)在上述述前提下，，應(yīng)盡可能能使晶軸垂垂直或近于于垂直，并并使軸長(zhǎng)趨趨于或近于于相等，即即盡可能使使之趨向于于α=β=γ＝90，a=b=c。3)使軸軸率盡可可能為1：1：：1，即即軸單位位盡可能能相等。?！?】晶晶軸安安置1)三三軸定向向Z軸（c）-直直立、正正端朝上上Y軸（b）-左左右方向向，正端端朝右X軸（a）-前前后方向向，正端端朝前2）四軸軸定向（（只適用用于三方方和六方方晶系））X、Y、、U軸均均與Z軸軸垂直，，且正端端互成120度度夾角，，Y-左左右、X-左前前，偏左左30度度、U-右前，，正端朝朝后偏左左30度度【4】】各晶系系的晶體體定向各晶系的的對(duì)稱(chēng)特特點(diǎn)不同同，因而而各有其其具體選選擇晶軸軸的方法法。其晶晶體常數(shù)數(shù)特點(diǎn)也也不一樣樣。1）等軸軸晶系2）四方方晶系3）三方方及六方方晶系4）斜方方晶系5）單斜斜晶系6）三斜斜晶系【5】晶面符號(hào)號(hào)表征晶面面空間方方位的符符號(hào)，稱(chēng)稱(chēng)為晶面面符號(hào)。。通常采用米氏氏符號(hào)，，系英國(guó)國(guó)人米勒勒爾(W.H.Mi11er)于于1839所創(chuàng)創(chuàng)。晶面符號(hào)號(hào)的確定定方法如如下：1）取晶晶面在各各晶軸上上的截距距系數(shù)的的倒數(shù)比比1/p：1/q：1/r；；2）乘以以分母的的最小公公倍數(shù)，，化成最最簡(jiǎn)單的的整數(shù)比比h：k：l=1/p：1/q：1/r，，h、k、l為為整數(shù)；；3）去掉掉比例號(hào)號(hào)，加上上圓括號(hào)號(hào)即為米米氏符號(hào)號(hào)，(hkl)，讀作作h,k,l。?！?】整數(shù)定律律整數(shù)定律律——晶晶面在晶晶軸上截截距系數(shù)數(shù)之比為為簡(jiǎn)單整整數(shù)比。?！?】單形符號(hào)號(hào)單形符號(hào)號(hào)是指在在單形中中選擇一一個(gè)代表表面，把把該晶面面的晶面面指數(shù)用用“{}”括括起來(lái)，，用以表表征組成成該單形形的一組組晶面。。習(xí)慣上，，選擇代代表晶面面定形號(hào)號(hào)時(shí)，一一般是選選擇正指指數(shù)最多多的晶面面，同時(shí)時(shí)還遵循循先前(即X軸軸上指數(shù)數(shù)最大)、次右右(即Y軸上的的指數(shù)次次大)、、后上(即Z軸軸上的指指數(shù)最小小)的原原則§1-5晶體化學(xué)學(xué)晶體化學(xué)學(xué)的首要要任務(wù)就就是闡明明晶體的的化學(xué)組組成與晶晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)在在聯(lián)系，，指出互互為因果果的具體體形式。。1.1元元素的離離子類(lèi)型型天然礦物物，除少少數(shù)為單單質(zhì)外，，絕大多多數(shù)屬于于離子化化合物。。在離子子化合物物中，陰陰陽(yáng)離子子間的結(jié)結(jié)合，主主要取決決于由它它們的外外層電子子構(gòu)型所所決定的的化學(xué)性性質(zhì)。一一般離子子類(lèi)型可可以分為為：1）惰性性氣體型型離子2）銅型型離子3）過(guò)渡渡型離子子1.2原子和離離子半徑徑在晶體結(jié)結(jié)構(gòu)中，，原子和和離子的的大小，，特別是是相對(duì)大大小具有有重要的的幾何意意義。一一般有以以下規(guī)律律：1）一般般陽(yáng)離子子半徑都都小于陰陰離子半半徑。2）同種種元素的的氧化態(tài)態(tài)相同時(shí)時(shí)，離子子半徑隨隨配位數(shù)數(shù)的增高高而增大大。3）同種種元素的的原子半半徑，其其共價(jià)半半徑總是是小于金金屬原子子半徑。。1.3球體的最緊密堆積在晶體結(jié)構(gòu)中，質(zhì)點(diǎn)之間趨于盡可能地相互靠近，形成最緊密堆積，以達(dá)到內(nèi)能最小，而使晶體處于最穩(wěn)定狀態(tài)。1.4配位數(shù)和配位多面體晶體結(jié)構(gòu)中，原子或離子總是按一定的方式與周?chē)脑优c離子相接觸的。每個(gè)原子或離子周?chē)钹徑脑踊虍愄?hào)離子的數(shù)目稱(chēng)為該原子或離子的配位數(shù)。以一個(gè)原子或離子為中心，將其周?chē)c之成配位關(guān)系的原子或離子的中心連接起來(lái)所獲得的多面體稱(chēng)為配位多面體。

1.5礦礦物中的的鍵型與與晶體類(lèi)類(lèi)型在晶體結(jié)結(jié)構(gòu)中，，質(zhì)點(diǎn)之之間的相相互維系系力，稱(chēng)稱(chēng)為化學(xué)學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵的的形成，，主要是是由于相相互作用用的原子子，他們們的價(jià)電電子在原原子核之之間進(jìn)行行重新分分配，以以達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定的電電子構(gòu)型型的結(jié)果果。典型的化化學(xué)鍵有有四種，，即分子子鍵、離離子鍵、、共價(jià)鍵鍵和金屬屬鍵。1.6類(lèi)類(lèi)質(zhì)同象象晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)中某種種質(zhì)點(diǎn)為為其他種種類(lèi)似質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所代代替，僅僅使晶格格常數(shù)發(fā)發(fā)生不大大的變化化，而結(jié)結(jié)構(gòu)形式式并不改改變，這這種現(xiàn)象象稱(chēng)為類(lèi)類(lèi)質(zhì)同象象。他是引起起化學(xué)成成分變化化的一個(gè)個(gè)主要原原因。地地殼中有有許多元元素本身身很少或或根本不不形成獨(dú)獨(dú)立礦物物，而主主要是以以類(lèi)質(zhì)同同象混入入物的形形式賦存存于與之之性質(zhì)相相似的常常量元素素所組成成的礦物物晶格中中。1.7同同質(zhì)多象象同種化學(xué)學(xué)成分的的物質(zhì)，，在不同同的物理理化學(xué)條條件下，，形成不不同結(jié)構(gòu)構(gòu)的晶體體的現(xiàn)象象，稱(chēng)為為同質(zhì)多多象。第二章礦礦物物的化學(xué)學(xué)成分金Au鎂Mg鈣Ca硅Si銅Cu銀Ag礦物的化化學(xué)成分分是組成成礦物的的物質(zhì)基基礎(chǔ)，是是決定礦物各各項(xiàng)性質(zhì)質(zhì)的最基基本因素素之一。。對(duì)于許多多有用礦礦物來(lái)說(shuō)說(shuō)，人們們就是利利用其中中的某些些化學(xué)成成分。例例如從黃黃銅礦CuFeS2中提煉銅銅，從辰辰砂HgS中提提煉汞等等等。辰砂汞§2-1前前言§2-2礦物物的化學(xué)學(xué)成分類(lèi)類(lèi)型1.單質(zhì)質(zhì)由同種元元素的原原子自相相結(jié)合組組成的礦礦物，稱(chēng)稱(chēng)為單質(zhì)質(zhì)礦物，，即自然然元素礦礦物，如如自然金金Au、、自然銅銅Cu、、金剛石石C等。。2.化合合物由兩種或或兩種以以上不同同元素的的離子或或絡(luò)陰離離子等組組成的礦礦物，稱(chēng)稱(chēng)為化合合物礦物物，化合合物按其其組成特特點(diǎn)又分分為：(1)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單化合合物由一種陽(yáng)陽(yáng)離子和和一種陰陰離子化化合而成成，如方方鉛礦PbS、、食鹽NaCl、磁鐵鐵礦Fe3O4等。(2)絡(luò)絡(luò)合物由一種陽(yáng)陽(yáng)離子和和一種絡(luò)絡(luò)陰離子子(酸根根)組成成的化合合物。這這種類(lèi)型型的礦物物最多。。各種含含氧鹽一一般都是是絡(luò)合物物，如方方解石Ca[CO3]、鈉長(zhǎng)長(zhǎng)石Na[AlSi3O8]等。(3)復(fù)復(fù)化合物物由兩種或或兩種以以上的陽(yáng)陽(yáng)離子與與陰離子子或絡(luò)陰陰離子組組成的化化合物。。如黃銅銅礦CuFeS2等。水膠凝體體是由水水膠溶體體凝結(jié)而而成，其其分散媒媒是水，，分散相相是固態(tài)態(tài)的微粒粒，如蛋蛋白石(SiO2·nH2O)、褐褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)和許許多粘土土礦物；；這是礦礦物學(xué)中中通常所所說(shuō)的膠膠體礦物物。結(jié)晶膠溶溶體又稱(chēng)稱(chēng)結(jié)晶膠膠體，它它的分散散媒為固固態(tài)晶質(zhì)質(zhì)，分散散相為氣氣體、液液體或固固體，如如乳石英英(含氣氣體分散散相)、、紅色方方解石(含F(xiàn)e2O3分散相)等，實(shí)實(shí)際上是是含有機(jī)機(jī)械混入入物的晶晶體。膠體是一一種物質(zhì)質(zhì)的微粒粒(粒徑徑100-l0000nm)分散于于另一種種物質(zhì)之之中所形形成的均均勻的細(xì)細(xì)分散系系。前種種物質(zhì)稱(chēng)稱(chēng)為分散散相(或或分散質(zhì)質(zhì))，后后種物質(zhì)質(zhì)稱(chēng)為分分散媒(或分散散介質(zhì))?！?-3膠體礦物物膠核與膠膠粒多數(shù)膠體體的分散散相質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)都是晶晶質(zhì)的，，因此，，它們的的表面電電性不飽飽和，稱(chēng)稱(chēng)這個(gè)微微粒為膠膠核。膠核優(yōu)先先吸附存存在于介介質(zhì)中的的與自己己組成相相同(或或相似)的離子子，在膠膠核外面面形成一一個(gè)吸附附層，構(gòu)構(gòu)成帶一一定電荷荷的膠粒粒，為了了平衡吸吸附層的的電荷，，帶電的的膠粒還還要吸附附介質(zhì)中中的其他他異性離離子，這這種離子子在介質(zhì)質(zhì)中有一一定的自自由移動(dòng)動(dòng)能力，，因而形形成一個(gè)個(gè)擴(kuò)散層層。膠粒就是是膠核和和吸附層層的合稱(chēng)稱(chēng)。膠體的選選擇吸附附性根據(jù)膠粒粒所帶正正負(fù)電荷荷的不同同，可將將膠體分分為正膠膠體和負(fù)負(fù)膠體。。地殼中中常見(jiàn)的的正膠體體有：Zr、Ti、Th、Ce、Cd、Cr、Al、Fe3+的氫氧化化物；負(fù)負(fù)膠體有有As、、Sb、、Cu、、Pb的的硫化物物，以及及高嶺石石等粘土土質(zhì)點(diǎn)和和腐植質(zhì)質(zhì)等；有有時(shí)氫氧氧化鐵也也帶有負(fù)負(fù)電荷。。在自然然界中負(fù)負(fù)膠體比比正膠體體分布廣廣泛。膠體的選選擇吸附附，是指指膠粒在在不同溶溶液中僅僅能吸附附某些與與膠粒電電荷相反反的離子子，而對(duì)對(duì)其他物物質(zhì)吸附附很少或或完全不不吸附。。負(fù)膠體體吸附介介質(zhì)中的的陽(yáng)離子子，如MnO2負(fù)膠體可可以吸附附Cu+、Pb2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、K+、Li+等40余余種陽(yáng)離離子；正正膠體吸吸附介質(zhì)質(zhì)中的陰陰離子，，如Fe(OH)3正膠體能能吸附V、P、、As、、Cr等等元素的的絡(luò)陰離離子。膠體對(duì)離離子吸附附的選擇擇性，還還表現(xiàn)在在對(duì)一些些離子吸吸附的難難易程度度不同，，進(jìn)而表表現(xiàn)為被被吸附離離子之間間的交換換。最常常見(jiàn)的是是粘土礦礦物的離離子交換換現(xiàn)象。。一般情情況下，，陽(yáng)離子子電價(jià)愈愈高，置置換能力力愈強(qiáng)，，一旦被被粘土吸吸附，就就難被置置換。在在電價(jià)相相等時(shí)，，置換能能力隨離離子半徑徑增大而而增強(qiáng)，，因?yàn)殡x離子半徑徑愈大，，水化能能力減小小，使水水化半徑徑減小，，與膠核核中O2-的結(jié)合鍵鍵能增加加。金屬屬陽(yáng)離子子置換能能力按下下列順序序遞減(其中H+是例外的)：：H+>Al3+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+此順序稱(chēng)為霍霍夫曼斯特順順序。3-1膠體體溶液出離地表的礦礦物或礦物集集合體，在物物理風(fēng)化作用用中，由于機(jī)機(jī)械破碎或磨磨蝕而形成膠膠粒大小的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)它們們分散于水中中即成為膠體體溶液(水膠膠溶體)；或或因化學(xué)風(fēng)化化作用，使原原生礦物分解解成離子或分分子狀態(tài)，然然后進(jìn)一步飽飽和聚集而成成。膠體溶液液是形成膠體體礦物的物質(zhì)質(zhì)基礎(chǔ)。3-2膠體溶溶液的凝聚己經(jīng)形成的膠膠體礦物，隨隨著時(shí)間的推推移或熱力學(xué)學(xué)因素的改變變，進(jìn)一步發(fā)發(fā)生脫水作用用，顆粒逐漸漸增大而成為為隱晶質(zhì)。最最終可轉(zhuǎn)變?yōu)闉轱@晶質(zhì)礦物物。由膠體晶晶化而形成的的晶質(zhì)礦物特特稱(chēng)為變膠體體礦物，如蛋蛋白石變?yōu)槭?、石英SiO2等。這種轉(zhuǎn)化化過(guò)程，稱(chēng)之之為膠體的老老化或陳化。。膠體溶液在遷遷移過(guò)程中或或匯聚于水盆盆地后，或因因與帶有相反反電荷的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)發(fā)生電性中中和而沉淀，，或因水分蒸蒸發(fā)而凝聚，，從而形成各各種膠體礦物物。§3-3礦物中的水吸附水以中性性水分子(H2O)存在在，不參與組組成礦物的晶晶體結(jié)構(gòu)，而而是被機(jī)械地地吸附于礦物物顆粒表面或或縫隙中。吸吸附水不屬于于礦物的化學(xué)學(xué)成分，不寫(xiě)寫(xiě)入化學(xué)式。。它們?cè)诘V物物中的含量不不定，隨溫度度、濕度而變變；常壓下，，當(dāng)溫度達(dá)到到100-110℃時(shí)，，吸附水就全全部從礦物中中溢出而不破破壞晶格。含在水膠凝體體中的膠體水水，作為分散散媒被微弱的的聯(lián)結(jié)力附著著在膠體的分分散相的表面面，這是吸附附水的一種特特殊類(lèi)型。膠膠體水是膠體體礦物本身固固有的特征，，應(yīng)當(dāng)作為一一種組分列人人礦物的化學(xué)學(xué)成分，但其其含量變化很很大，如蛋白白石SiO2·nH2O(n表示水水分子含量不不固定)。吸附水結(jié)晶水結(jié)晶水以中性性水分子存在在于礦物中，，參與組成礦礦物的晶格，，有固定的配配位位置，是是礦物化學(xué)組組成的一部分分。結(jié)晶水分分子的數(shù)量與與礦物中其他他組分的含量量成簡(jiǎn)單的比比例關(guān)系。結(jié)結(jié)晶水往往存存在于具有大大半徑絡(luò)陰離離子的含氧鹽鹽礦物中。如如石膏CaSO4·2H2O、膽礬CuSO4·5H2O等。某些礦礦物中的結(jié)晶晶水以一定的的配位形式圍圍繞著陽(yáng)離子子(有時(shí)也圍圍繞陰離子)形成所謂的的結(jié)晶水化物物。結(jié)晶水由于受受到晶格的束束縛，結(jié)合較較牢固。因此此，要使它從從晶格中釋放放出來(lái)，就需需要有較高的的溫度，但一一般不超過(guò)600℃，通通常為100-200℃℃。結(jié)構(gòu)水結(jié)構(gòu)水也稱(chēng)化化合水。是以以(OH)-、H+或(H3O)+離子的形式參參加礦物晶格格的水，其中中尤以(OH)-最為常常見(jiàn)。如滑石石(Mg3[Si4O10](OH)2)、高嶺石(Al4[Si4O10](OH)3)等中的水，，就屬于這種種類(lèi)型。結(jié)構(gòu)水在晶格格中占有固定定的位置，在在組成上具有有確定的含量量比。由于與與其他離子的的聯(lián)結(jié)相當(dāng)牢牢固，因此，，需要較高的的溫度(大約約在600-1000℃℃之間)才能能溢出，如高高嶺石的失水水溫度為580℃，滑石石則為950℃。由于結(jié)結(jié)構(gòu)水是占有有晶格位置的的，所以失水水后，晶格完完全被破壞。。沸石水沸石水是存在在于沸石族礦礦物中的中性性水分子。沸沸石的結(jié)構(gòu)水水有大小不等等的空洞及孔孔道，水就占占據(jù)在這些空空洞和孔道中中，位置不十十分固定。水水的含量隨溫溫度和濕度而而變化。由于于沸石結(jié)構(gòu)中中，其空洞和和孔道的數(shù)量量及位置都是是一定的，所所以含水量有有一個(gè)確定的的上限值。此此數(shù)值與礦物物其他組分的的含量成簡(jiǎn)單單的比例關(guān)系系。沸石族礦物，，當(dāng)加熱至80-400℃范圍內(nèi)，，水即大量溢溢出，失水后后原礦物的晶晶格不發(fā)生變變化，只是它它的某些物理理性質(zhì)如：透透明度、折射射率和比重等等隨失水量的的增加而降低低。失水后的的沸石仍能重重新吸水，恢恢復(fù)原有的物物理性質(zhì)?？煽梢?jiàn)沸石水具具有一定的吸吸附水的性質(zhì)質(zhì)，但是含水水量的這種變變化是有一定定范圍限制的的，當(dāng)超過(guò)這這一范圍時(shí)，，晶格將有所所變化，脫水水后就不能再再吸水復(fù)原。。層間水層間水是存在在于某些層狀狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽鹽的結(jié)構(gòu)層之之間的中性水水分子。它參參與礦物晶格格的構(gòu)成，但但數(shù)量可在相相當(dāng)大的范圍圍內(nèi)變動(dòng)。這這是因?yàn)槟承┬訝罟杷猁}鹽礦物如蒙脫脫石等，其結(jié)結(jié)構(gòu)層本身，，電價(jià)并未達(dá)達(dá)到平衡，在在結(jié)構(gòu)層的表表面還有過(guò)剩剩的負(fù)電荷，，這部分過(guò)剩剩的負(fù)電荷還還要吸附其他他金屬陽(yáng)離子子，而后者又又再吸附水分分子，從而在在相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)層之間形成成水分子層，，即層間水。。水的含量多多少與吸附陽(yáng)陽(yáng)離子的種類(lèi)類(lèi)有關(guān)。如在在蒙脫石中，，當(dāng)吸附陽(yáng)離離子為Na+時(shí)，在結(jié)構(gòu)層層之間常形成成一個(gè)水分子子層；若為Ca2+時(shí)，則經(jīng)常形形成兩個(gè)水分分子厚的水層層。此外，它它的含量還隨隨外界溫度、、濕度的變化化而變化，常常壓下當(dāng)加熱熱至110℃℃時(shí)，水大量量溢出，結(jié)構(gòu)構(gòu)層間距相應(yīng)應(yīng)縮小，晶胞胞軸長(zhǎng)C0值值減小，礦物物的比重和折折射率都增高高；在潮濕的的環(huán)境中又可可重新吸水。。礦物中含有有各種不同形形式的水，§3-5礦物的化學(xué)式式將礦物的化學(xué)學(xué)成分用元素素符號(hào)按一定定原則表示出出來(lái)，就構(gòu)成成了礦物的化化學(xué)式。它是是以單礦物的的化學(xué)全分析析所得各組分分的相對(duì)石分分含量為基礎(chǔ)礎(chǔ)計(jì)算出來(lái)的的。其表示方方法有兩種，，即實(shí)驗(yàn)式和和結(jié)構(gòu)式(晶晶體化學(xué)式)。實(shí)驗(yàn)式化學(xué)式的計(jì)算算結(jié)構(gòu)式（或晶晶體化學(xué)式））結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)寫(xiě)方法如下：：(1)對(duì)于由由單質(zhì)元素構(gòu)構(gòu)成的礦物，，用元素符號(hào)號(hào)表示，如自自然金Au，，金剛石C。。若有類(lèi)質(zhì)同同象代替，則則按數(shù)量多少少排列，用圓圓括號(hào)括起來(lái)來(lái)，并用逗號(hào)號(hào)分開(kāi)，如銀銀金礦一(Au，Ag)。(2)對(duì)于金金屬互化物，，按金屬性遞遞減的順序從從左至右排列列，如砷鉑礦礦一PtAs。(3)對(duì)于離離子化合物，，書(shū)寫(xiě)的基本本原則是陽(yáng)離離子在前，陰陰離子在后。。具體的書(shū)寫(xiě)寫(xiě)方法和意義義如下：①陽(yáng)離子寫(xiě)在在化學(xué)式的最最前面。當(dāng)存存在兩種以上上的陽(yáng)離子時(shí)時(shí)，要按堿性性由強(qiáng)到弱的的順序排列，，如白云石CaMg[CO3]2；當(dāng)陽(yáng)離子為為同一元素而而具不同價(jià)態(tài)態(tài)時(shí)，則按電電價(jià)由低至高高排列，如磁磁鐵礦FeFe2O4(即Fe2+Fe23+O4)。②陰離子或絡(luò)絡(luò)陰離子寫(xiě)在在陽(yáng)離子的后后面，絡(luò)陰離離子要用方括括號(hào)[]將它它括起來(lái)，如如方解石Ca[CO3]，透輝石CaMg[Si2O6]。③若有附加陰陰離子時(shí)，通通常將它寫(xiě)在在主要陰離子子或絡(luò)陰離子子的后面，如如磷灰石Ca5[PO4](F，Cl)。④互為類(lèi)質(zhì)同同象代替的離離子，用圓括括號(hào)()括起起來(lái)，它們中中間用逗號(hào)"，"分開(kāi)，，含量多的元元素寫(xiě)在前面面，少者在后后。如鐵閃鋅鋅礦(Zn，，F(xiàn)e)S。。礦物中水的書(shū)書(shū)寫(xiě)方式①結(jié)構(gòu)水，寫(xiě)寫(xiě)在化學(xué)式的的最后，如高高嶺石Al4[Si4O10](OH)8。②結(jié)晶水，用用圓括號(hào)括起起來(lái)，寫(xiě)在與與之相聯(lián)系的的陽(yáng)離子后面面，如Ni(H2O)6[SO4]。③沸石水，寫(xiě)寫(xiě)在化學(xué)式的的最后，用圓圓點(diǎn)分開(kāi)，其其含量以其上上限為準(zhǔn)，如如鈉沸石Na2[Al2Si3O10]·2H2O。④層間水，用用圓括號(hào)括起起來(lái)，寫(xiě)在可可交換的陽(yáng)離離子后面，如如鈉蒙脫石Na0.33(H2O)4{(Al1.67Mg0.33)[Si4O10](OH)2}。⑤吸附水，在在化學(xué)式中不不予表示。膠膠體水應(yīng)表示示出來(lái)。因?yàn)闉楹坎欢?，，故以nH2O或aq表示示，寫(xiě)在化學(xué)學(xué)式最后，也也用圓點(diǎn)分開(kāi)開(kāi)，如蛋白石石SiO2·nH2O或SiO2·aq。結(jié)構(gòu)式的計(jì)算算一、礦物的概概念礦物是地殼中中的化學(xué)元素素在各種地質(zhì)質(zhì)作用下形成成的自然產(chǎn)物物，是巖石的的組成單位。。形成巖石的礦礦物稱(chēng)為造巖巖礦物。礦物物可以是單一一元素所組成成的，也可以以是幾種元素素組成的化合合物。礦物的的化學(xué)成分和和內(nèi)部構(gòu)造都都是比較均一一的，因而具具有一定的物物理和化學(xué)性性質(zhì)，并以各各種形態(tài)（固固態(tài)、液態(tài)、、氣態(tài)）存在在于自然界中中。自然界的的礦物絕大多多數(shù)是固態(tài)，，少數(shù)為液態(tài)態(tài)或膠體狀態(tài)態(tài)。第三章礦礦物的物理性性質(zhì)（一）原生礦礦物和次生礦礦物礦物按成因可可分為原生礦礦物和次生礦礦物1．原生礦物物由地殼深深處熔融狀態(tài)態(tài)的巖漿冷凝凝固結(jié)而形成成的礦物稱(chēng)原原生礦物。如如石英、長(zhǎng)石石、云母、輝輝石、角閃石石等。2．次生礦物物原生礦物物經(jīng)物理、化化學(xué)風(fēng)化作用用，組成和性性質(zhì)發(fā)生化學(xué)學(xué)變化，形成成的新礦物稱(chēng)稱(chēng)次生礦物。。如方解石、、高嶺石等。。（二二））結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物和和非非結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物固體體礦礦物物按按其其內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)造造不不同同，，分分為為結(jié)結(jié)晶晶質(zhì)質(zhì)和和非非結(jié)結(jié)晶晶質(zhì)質(zhì)兩兩種種。。1．．結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物指指各各種種原原子子在在三三維維空空間間有有序序地地重重復(fù)復(fù)排排列列的的礦礦物物。。絕絕大大多多數(shù)數(shù)礦礦物物是是結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物。。2．．非非結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物非非結(jié)結(jié)晶晶礦礦物物又又稱(chēng)稱(chēng)無(wú)無(wú)定定形形礦礦物物。。原原子子作作無(wú)無(wú)序序或或短短程程有有序序排排列列，，無(wú)無(wú)法法用用X射射線線或或電電子子衍衍射射檢檢測(cè)測(cè)其其晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的礦礦物物或或其其他他固固態(tài)態(tài)物物質(zhì)質(zhì)。。如如蛋蛋白白石石等等。。二、、礦礦物物的的物物理理性性質(zhì)質(zhì)礦物物的的物物理理性性質(zhì)質(zhì)是是多多方方面面的的，，其其中中最最具具有有鑒鑒定定意意義義的的有有：：顏顏色色、、條條痕痕、、光光澤澤、、解解理理、、斷斷口口、、硬硬度度等等，，此此外外，，尚尚有有透透明明度度、、彈彈性性、、比比重重等等。。（一一））顏顏色色根據(jù)據(jù)礦礦物物呈呈色色的的原原因因，，分分為為自自色色、、他他色色和和假假色色三三種種。。自色色是礦礦物物本本身身所所固固有有的的顏顏色色，，它它與與礦礦物物的的成成分分和和構(gòu)構(gòu)造造有有關(guān)關(guān)，，如如磁磁鐵鐵礦礦的的鐵鐵黑黑色色，，孔孔雀雀石石的的翠翠綠綠色色等等。。他色色是由由于于外外來(lái)來(lái)的的帶帶色色雜雜質(zhì)質(zhì)、、氣氣泡泡等等色色體體所所引引起起的的，，與與礦礦物物本本身身的的化化學(xué)學(xué)成成分分及及構(gòu)構(gòu)造造無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)，，易易變變化化而而不不穩(wěn)穩(wěn)定定，，如如無(wú)無(wú)色色透透明明的的水水晶晶可可被被染染成成紫紫色色、、玫玫瑰瑰色色、、黑黑色色等等便便是是很很好好的的例例子子。。假色色是由由于于礦礦物物內(nèi)內(nèi)部部解解理理面面、、表表面面氧氧化化膜膜等等所所引引起起的的光光線線干干涉涉作作用用的的呈呈色色現(xiàn)現(xiàn)象象，，如如方方解解石石內(nèi)內(nèi)部部微微細(xì)細(xì)解解理理面面所所呈呈之之暈暈色色，，斑斑銅銅礦礦表表面面的的藍(lán)藍(lán)、、紫紫色色就就是是氧氧化化薄薄膜膜造造成成的的。。（二二））條條痕痕條痕痕就就是是礦礦物物粉粉末末的的顏顏色色，，將將礦礦物物在在未未上上釉釉的的瓷瓷板板上上進(jìn)進(jìn)行行刻刻劃劃，，其其留留下下的的粉粉末末痕痕跡跡就就是是條條痕痕，，條條痕痕色色可可以以消消去去假假色色，，減減弱弱他他色色，，保保存存自自色色，，所所以以條條痕痕比比礦礦物物本本身身呈呈現(xiàn)現(xiàn)的的顏顏色色更更為為固固定定，，因因而而更更具具有有鑒鑒定定意意義義。。鑒定定條條痕痕，，只只限限于于硬硬度度比比瓷瓷板板小小的的礦礦物物，，因因硬硬度度比比瓷瓷板板大大的的礦礦物物，，刻刻劃劃后后所所得得之之粉粉末末則則是是瓷瓷板板的的粉粉末末了了．．（三三））光光澤澤光澤澤是是礦礦物物表表面面對(duì)對(duì)光光線線反反射射所所呈呈現(xiàn)現(xiàn)的的光光亮亮。。礦礦物物的的光光澤澤可可分分為為金金屬屬光光澤澤、、半半金金屬屬光光澤澤和和非非金金屬屬光光澤澤．．金屬屬光光澤澤是是具具有有金金屬屬的的光光亮亮，，如如黃黃鐵鐵礦礦、、黃黃銅銅礦礦等等。。一一般般具具金金屬屬光光澤澤的的礦礦物物，，條條痕痕為為黑黑色色或或深深色色，，不不透透明明的的礦礦物物常常具具金金屬屬光光澤澤。。透明明和和半半透透明明的的淺淺色色礦礦物物，，通通常常不不具具金金屬屬光光澤澤，，稱(chēng)稱(chēng)為為非非全全屬屬光光澤澤。。界于于金金屬屬光光澤澤和和非非金金屬屬光光澤澤之之間間的的稱(chēng)稱(chēng)為為半半金金屬屬光光澤澤，，如如赤赤鐵鐵礦礦即即具具有有半半金金屬屬光光澤澤。。非金金屬屬光光澤澤又又分分為為金金剛剛光光澤澤、、玻玻璃璃光光澤澤、、脂脂肪肪光光澤澤、、珍珍珠珠光光澤澤和和絲絲絹絹光光澤澤。。（四四））硬硬度度礦物物抵抵抗抗外外力力摩摩擦擦或或刻刻劃劃的的能能力力稱(chēng)稱(chēng)為為硬硬度度。。一一般般采采用用摩摩氏氏硬硬度度計(jì)計(jì)來(lái)來(lái)確確定定礦礦物物的的相相對(duì)對(duì)硬硬度度。。摩氏氏硬硬度度計(jì)計(jì)是是以以十十種種硬硬度度不不同同的的礦礦物物作作標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，用用相相互互比比較較的的方方法法來(lái)來(lái)確確定定某某種種礦礦物物的的相相對(duì)對(duì)硬硬度度。。表2-1摩摩氏氏硬硬度度表表硬度度1234567礦物物滑滑石石石石膏膏方方解解石石螢螢石石磷磷灰灰石石正正長(zhǎng)長(zhǎng)石石石石英英硬度度8910礦物物黃黃玉玉剛剛玉玉金金剛剛石石（五五））解解理理和和斷斷口口礦物物受受外外力力作作用用后后，，沿沿著著一一定定方方向向的的平平行行面面裂裂開(kāi)開(kāi)，，這這種種現(xiàn)現(xiàn)象象稱(chēng)稱(chēng)為為解解理理，，而而裂裂開(kāi)開(kāi)后后形形成成的的光光滑滑平平面面則則稱(chēng)稱(chēng)為為解解理理面面。。如如礦礦物物受受外外力力作作用用后后，，不不沿沿一一定定的的方方向向裂裂開(kāi)開(kāi)，，而而是是破破裂裂成成不不平平坦坦、、不不規(guī)規(guī)則則的的斷斷面面，，則則稱(chēng)稱(chēng)之之為為斷斷口口。。解理理按按其其完完善善程程度度分分為為：：極極完完全全解解理理、、完完全全解解理理、、中中等等解解理理、、不不完完全全解解理理、、極極不不完完全全解解理理。。斷口口可可按按形形狀狀分分為為：：貝貝殼殼狀狀、、鋸鋸齒齒狀狀（（纖纖維維石石膏膏））、、參參差差狀狀（（黃黃鐵鐵礦礦））、、土土狀狀（（高高嶺嶺石石））及及平平坦坦?fàn)顮睿ǎㄉ呱呒y紋石石））斷斷口口。。（六六））透透明明度度礦物物的的透透明明度度是是指指礦礦物物可可以以透透過(guò)過(guò)可可見(jiàn)見(jiàn)光光的的程程度度。。透透明明度度的的大大小小可可以以用用透透射射系系數(shù)數(shù)Q表表示示。。若若進(jìn)進(jìn)入入礦礦物物的的光光線線強(qiáng)強(qiáng)度度為為I0，，當(dāng)當(dāng)透透過(guò)過(guò)1cm厚厚的的礦礦物物時(shí)時(shí)，，其其透透射射光光的的強(qiáng)強(qiáng)度度為為I,則則I/I0的的比比值值稱(chēng)稱(chēng)為為透透射射系系數(shù)數(shù)。。透透射射系系數(shù)數(shù)大大，，礦礦物物透透明明；；反反之之礦礦物物半半透透明明或或不不透透明明。。礦物物的的透透明明度度決決定定于于礦礦物物的的化化學(xué)學(xué)成成分分與與內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)造造。。礦礦物物的的透透明明與與不不透透明明不不是是絕絕對(duì)對(duì)的的，，因因此此，，在在研研究究礦礦物物透透明明度度時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)以以同同一一厚厚度度為為準(zhǔn)準(zhǔn)。。根根據(jù)據(jù)礦礦物物在在巖巖石石薄薄片片（（其其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)厚厚度度為為0.03cm））中中透透光光的的程程度度，，可可將將礦礦物物的的透透明明度度分分為為：：透透明明、、半半透透明明和和不不透透明明。。（七）彈彈性礦物的彈彈性是指指某些片片狀或纖纖維狀的的礦物，，受外力力作用時(shí)時(shí)，能發(fā)發(fā)生彎曲曲而不斷斷裂，當(dāng)當(dāng)外力解解除后又又能恢復(fù)復(fù)到原來(lái)來(lái)狀態(tài)的的性質(zhì)。。例如云云母、石石棉等礦礦物均具具有彈性性。礦物物的彈性性決定于于晶格內(nèi)內(nèi)部的結(jié)