第四講礦物的成因及命名

第四講礦物的成因及命名1第1頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二橄欖石2第2頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二石榴石3第3頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二水晶晶柱和晶簇4第4頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二剛玉（紅、藍寶石）5第5頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二硬玉（翡翠）價格為50萬元6第6頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二金剛石綠柱石（祖母綠）這些漂亮礦物是怎樣形成的？它們叫什么名稱？為什么叫這些名稱？本講內(nèi)容：礦物的成因及命名辰砂7第7頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第五章礦物的成因一、形成礦物的地質(zhì)作用二、礦物的標型及標型礦物三、礦物的生成順序及世代、共生、伴生及組合四、礦物的后生變化8第8頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

包括：內(nèi)生地質(zhì)作用外生地質(zhì)作用變質(zhì)作用一、形成礦物的地質(zhì)作用9第9頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二1內(nèi)生地質(zhì)作用：其能量來源于地球內(nèi)部，主要指與巖漿活動有關(guān)的地質(zhì)作用，進一步可分為巖漿作用、偉晶作用、接觸交代作用、熱液作用和火山作用。10第10頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（1）巖漿作用是指在地殼深部（650~1000℃）的高溫高壓條件下直接結(jié)晶的地質(zhì)作用。是巖漿冷卻結(jié)晶的最初階段。所形成的礦物有：Mg、Fe硅酸鹽——橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等K、Na、Ca硅酸鹽——長石、白云母等氧化物——石英等重要礦床的礦石礦物：磁鐵礦、鉻鐵礦、自然鉑、磁黃鐵礦、黃銅礦11第11頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二12第12頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（2）火山作用是巖漿作用的另一種形式，為地殼深部的巖漿沿地殼脆弱帶上升至地表，或直接溢出地表、甚至噴向空中，這種作用過程稱火山作用。火山噴氣凝華而成的礦物有：自然硫、雄黃、雌黃、硫化物、石鹽等?；鹕綗嵋撼涮钣诨鹕綆r氣孔或交代火山巖，形成的礦物有：沸石、蛋白石、方解石、自然銅等。13第13頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二活火山14第14頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二熱液作用按溫度可分為高、中、低溫熱液作用：高溫熱液作用——溫度在500~300℃，相應的礦物組合為W-Sn-Mo-Bi-Fe的礦物組合，金屬礦物為黑鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、毒砂等，非金屬礦物主要有石英、云母、黃玉、電氣石、綠柱石等。中溫熱液作用——溫度在300~200℃，相應的礦物組合為Cu-Pb-Zn的礦物組合，金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、自然金，非金屬礦物主要有石英，次之有方解石、白云石、菱鎂礦、重晶石等。低溫熱液作用——溫度在200~50℃，相應的礦物組合為As-Sb-Hg-Ag的礦物組合，金屬礦物組合為雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、自然銀等，非金屬礦物有石英、方解石、蛋白石、重晶石等。（3）熱液作用15第15頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（4）偉晶作用分兩種：巖漿作用晚期的偉晶作用，混合巖化作用階段的偉晶作用。形成的礦物：主要有含大量揮發(fā)分、堿金屬和稀有、放射性元素等。可形成一些寶石礦床。長石、石英（水晶）、云母、鋰輝石、綠柱石、電氣石、黃玉。電氣石（玉璽）16第16頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（5）接觸交代作用主要是指：發(fā)生于中酸性巖漿巖侵入體與碳酸鹽類巖石的接觸帶中，巖漿成因的熱液與碳酸鹽類巖石發(fā)生的一系列的交代作用，產(chǎn)生一系列的Mg、Ca、Fe的硅酸鹽礦物。所形成的巖石叫矽卡巖。有兩種類型：鎂矽卡巖（圍巖為白云巖）：主要由鎂橄欖石、尖晶石、透輝石、磁鐵礦、鎂鋁榴石等組成。鈣矽卡巖（圍巖為石灰?guī)r）：主要由鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、透輝石、鈣鐵輝石、硅灰石、透閃石等組成可形成一系列的礦產(chǎn)：Fe、Cu、W、Mo、B和多金屬礦產(chǎn)。尖晶石17第17頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二2外生作用：其能量來源于陽光、水、大氣和生物等。包括風化作用和沉積作用。外生作用是發(fā)生于地表或近地表的常溫常壓的條件下。18第18頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（1）風化作用原生礦物經(jīng)風化發(fā)生分解、水合和破壞，形成新環(huán)境中穩(wěn)定存在的新礦物和巖石。包括物理風化、化學風化、生物風化。不同礦物抗風化的程度不同，一般來說：硫化物、碳酸鹽最易風化硅酸鹽、氧化物較穩(wěn)定自然元素最穩(wěn)定在風化作用中，易溶組分如K、Na、Ca等成真溶液被地表水帶走，部分難溶組分如Si、Al、Fe、Mn等則殘留在地表，生成褐鐵礦（鐵帽）、硬錳礦、鋁土礦、高嶺石等氧化物和氫氧化物，形成風化成因的礦床。19第19頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（2）沉積作用按沉積機理和方式，可分為：機械沉積、化學沉積、膠體沉積、生物沉積。機械沉積：風化產(chǎn)物被水流沖刷和再沉積時，物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定的礦物會沉積下來，如長石、石英及少量的重礦物。有時可形成重砂礦床，如沙金、金剛石、金紅石、錫石、白鎢礦、綠柱石等礦床。化學沉積：由溶液直接結(jié)晶的沉積作用，如石膏、石鹽、鉀鹽等。因溶解度的不同，呈現(xiàn)出一定的沉淀順序：從早到晚（或從易至難）依次為鐵的氧化物、錳的氧化物、SiO2、鐵的硅酸鹽、亞鐵鹽、CaCO3、白云石、CaSO4、NaCl、KCl、MgCl2（MgSO4）。膠體沉積：風化作用產(chǎn)生的膠體進入到湖、海盆，發(fā)生凝聚而沉淀，形成Fe、Mn、Al、Si的氧化物和氫氧化物，如赤鐵礦、鋁土礦、軟錳礦和硬錳礦，常呈鮞狀、腎狀等。生物沉積：為生物有機體作用的結(jié)果，常由生物的骨骼和遺骸堆積而成，如石灰?guī)r、硅藻土、磷塊巖、煤、油頁巖、石油等自然金腎狀赤鐵礦石鹽20第20頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二準噶爾盆地——物理風化為主21第21頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二可見到的地質(zhì)作用：風化、河流沖刷、沉積作用等寶島臺灣22第22頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二河流沖刷作用23第23頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二3變質(zhì)作用：主要是由于地殼運動、巖漿和熱液作用的影響，環(huán)境的溫度和壓力發(fā)生改變，使礦物的組分和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的地質(zhì)作用，即為變質(zhì)作用。進一步可分為接觸熱變質(zhì)和區(qū)域變質(zhì)作用等。

24第24頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二接觸熱變質(zhì)作用巖漿侵入使圍巖受熱的影響而產(chǎn)生的變質(zhì)作用。可使圍巖重結(jié)晶，也可形成新礦物。圍巖的成分不同，可形成不同的礦物。如泥質(zhì)巖受接觸熱變質(zhì)作用，低溫時生成斑點狀紅柱石；中等溫度時生成堇青石、石榴石、白云母；高溫形成夕線石、正長石、剛玉、石墨等。25第25頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二區(qū)域變質(zhì)作用伴隨大規(guī)模區(qū)域構(gòu)造運動而發(fā)生的大面積的變質(zhì)作用。影響因素有：P、T、揮發(fā)份等，可使原巖礦物重結(jié)晶，也可形成新礦物。低級區(qū)域變質(zhì)作用可形成白云母、綠簾石、陽起石、蛇紋石、滑石、綠泥石、和黑云母等含（OH）的硅酸鹽礦物。中級區(qū)域變質(zhì)作用可形成角閃石、斜長石、石英、石榴石、透輝石、綠簾石、云母等。高級區(qū)域變質(zhì)作用可形成正長石、斜長石、堇青石、夕線石、輝石、橄欖石、剛玉和尖晶石等不含（OH）的硅酸鹽礦物26第26頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二27第27頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二28第28頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二高壓變質(zhì)巖——榴輝巖29第29頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二淺變質(zhì)巖——長英質(zhì)千枚巖30第30頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二形成礦物的各種地質(zhì)作用示意圖31第31頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二二、礦物的標型及標型礦物一般情況下，自然界中的礦物是可在多種成因下形成。標型特征是指能反映礦物生成條件的礦物學特征，即為礦物的標型特征。這些礦物學特征包括成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物理性質(zhì)等特征，因此相對應地稱為成分標型、結(jié)構(gòu)標型、形態(tài)標型、物理性質(zhì)標型。32第32頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二標型礦物定義：是指那些只在特定的地質(zhì)作用下形成的礦物，這種礦物的出現(xiàn)與某特定的地質(zhì)環(huán)境是一一對應的關(guān)系。如辰砂、輝銻礦只能生成于低溫熱液礦床中，藍閃石只出現(xiàn)于低溫高壓變質(zhì)帶中，柯石英和金剛石只能產(chǎn)于高壓環(huán)境中。33第33頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二礦物學溫度計有的礦物只能在一定的、相對狹窄的溫度范圍形成，這種礦物能反映礦物生成時的溫度，稱其為礦物學溫度計，可以用作礦物學溫度計的性質(zhì)有——礦物的標型特征、標型礦物、礦物的共生關(guān)系、固溶體離溶點、同質(zhì)多象轉(zhuǎn)變點等。溫度計是與體系的壓力和組分的關(guān)系緊密。

34第34頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二35第35頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二36第36頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二SiO2的相圖37第37頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二三礦物的生成順序及世代、礦物的共生、伴生及組合1礦物的生成順序：礦物生成時的時間關(guān)系，這種關(guān)系有同時、先后生成的關(guān)系。礦物生成順序的判別標志有：穿插、包圍、交代、自形程度、空間位置等。2礦物的組合：不管生成時間的先后關(guān)系，只在空間上共同存在的不同礦物就稱為一個礦物組合。3礦物的共生關(guān)系：同一成因、同一成礦期（或成礦階段）的礦物組合，即為之。4礦物的伴生組合：不同成因、或成礦期、或成礦階段的礦物組合稱為伴生關(guān)系。5、凡經(jīng)歷過一定時間間隔，介質(zhì)和生成條件發(fā)生改變或生長過程中斷過，其前后所生成的同種礦物，則屬于兩個世代。38第38頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二不同礦物脈相互之間的穿插關(guān)系（2004-8-3，山西恒山）39第39頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二長英質(zhì)千枚巖清楚地顯示出白云母生成要晚于長石和石英40第40頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二四、礦物的后生變化礦物的變化：是指礦物在形成之后由于物理化學條件的變化，使礦物的成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化形成新的礦物。如礦物遭受風化作用、變質(zhì)作用、水化作用、水合作用等，還有晶質(zhì)化、非晶質(zhì)化、同質(zhì)多象的轉(zhuǎn)變、假象等。41第41頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第七章

礦物的分類與命名0概述

由于分類的依據(jù)不同，礦物的分類方法很多，有純化學分類法、地球化學分類法、礦物成因分類法、晶體化學分類法等方法。1晶體化學分類：是較常用的，晶體化學分類法——同時考慮礦物的化學成分和晶體結(jié)構(gòu)，這兩者又間接地與生成條件、元素地球化學性質(zhì)相關(guān)。分類體系為：

一、礦物的分類42第42頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（1）晶體結(jié)構(gòu)一般常根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)中最強鍵在空間的分布或配位體聯(lián)結(jié)方式，將晶體結(jié)構(gòu)分為：配位型——晶格中只有一種化學鍵，可以是離子鍵、共價鍵或金屬鍵，鍵在三度空間做均勻分布，配位多面體以共角頂、共棱或共面方式聯(lián)結(jié)，同一角頂所聯(lián)結(jié)的配位多面體不能少于3個。如金剛石。另外，還有：架狀型、島狀型、鏈狀型、層狀型結(jié)構(gòu)。O7h—Fd3m，a=0.35595nm，Z=8

43第43頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二一些硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)44第44頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二45第45頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二46第46頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（2）化學成分：礦物依據(jù)化學成分可分為：自然元素硫化物及其類似化合物氧化物及氫氧化物含氧鹽鹵化物47第47頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二表7-1礦物晶體化學分類體系(以白云母為例KAl2[AlSi3O10](OH)2）類別劃分依據(jù)以含鐵白云母為例大類1.化合物類型，2.化學鍵含氧鹽大類類陰離子或絡陰離子種類硅酸鹽類（亞類）絡陰離子結(jié)構(gòu)層狀硅酸鹽亞類族晶體結(jié)構(gòu)型和陽離子性質(zhì)云母族（亞族）陽離子種類白云母亞族種一定的晶體結(jié)構(gòu)和一定的化學成分白云母種KAl2[AlSi3O10](OH)2（亞種）在一定的類質(zhì)同像系列中，據(jù)其所含的端元組分的比例劃分

（異種）或（變種）晶體結(jié)構(gòu)

相同，但成分或物性稍異含鐵白云母K(Al,Fe)2[AlSi3O10](OH)2

48第48頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二2礦物種的定義：礦物分類的基本單位是種。所謂種就是具有一定的晶體結(jié)構(gòu)和一定的化學成分的獨立礦物單元。這里的一定的含義是指具有相對性，即在一定范圍內(nèi)可有所變化。

49第49頁，共52頁，2023年，