礦物的簡要概述

關(guān)于礦物的簡要概述第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月一·礦物的基本概念一·礦物的定義礦物定義：通常礦物指的是狹義的礦物，指巖石圈中的化學(xué)元素的原子或離子通過各種地質(zhì)作用形成的，并在一定條件下相對(duì)穩(wěn)定的自然產(chǎn)物。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種。絕大多數(shù)礦物是結(jié)晶質(zhì)固態(tài)無機(jī)物。液態(tài)·氣態(tài)及有機(jī)礦物總共只有幾十種。礦物形成的地質(zhì)作用分類為：1.內(nèi)生作用（與巖漿活動(dòng)有關(guān)的作用，能量來自地球內(nèi)部）。2.外生作用也稱表省作用（地表常溫常壓條件下所進(jìn)行的風(fēng)化·搬運(yùn)和沉積等作用，能量主要來自太陽能）。3.變質(zhì)作用（已經(jīng)形成的礦物·巖石在巖漿·熱液作用下或在一定的溫度·壓力下發(fā)生改變的作用）二·礦物的晶體構(gòu)造和化學(xué)組成（一）多數(shù)結(jié)晶質(zhì)是多數(shù)礦物的特征，結(jié)晶質(zhì)：組異像成他們的物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)（離子·原子·分子）有規(guī)律的排列成空間格子狀構(gòu)造的固體物質(zhì)。（二）礦物的化學(xué)組成礦物的化學(xué)成分是組成礦物的物質(zhì)基礎(chǔ)，是決定礦物各種性質(zhì)的本質(zhì)的因素。首先，不同的化學(xué)組成可以形成不同的晶體構(gòu)造。其次，礦物的化學(xué)組成直接或間接決定礦物的物理性質(zhì)。1，類質(zhì)同像，同質(zhì)異像2.礦物中的水，吸附水，結(jié)晶水，結(jié)構(gòu)水3礦物的化學(xué)式，表示方法有實(shí)驗(yàn)式和構(gòu)造式第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)：礦物的識(shí)別特征一，礦物的形態(tài)（一）礦物單體的形態(tài)結(jié)晶質(zhì)礦物在適宜的條件下，?？梢孕纬梢?guī)則的幾何外形，如食鹽是立方體，磁鐵礦是八面體，石榴子石是菱形十二面體。根據(jù)晶體在三維空間發(fā)育的程度不同，可以將礦物的結(jié)晶習(xí)性分為三類：一向延長型：晶體演一個(gè)方向延伸呈柱狀·針狀。二項(xiàng)延長型，晶體演兩個(gè)方向呈板狀·片狀。三項(xiàng)延長型，晶體在三維空間發(fā)育均等，呈粒狀。（三）礦物的形態(tài)：顯晶集合體，用肉眼或放大鏡可以分辨出各個(gè)礦物顆粒界限的，叫顯晶結(jié)合體。常見的形態(tài)有：（1）纖維狀·放射狀集合體，有針狀·柱狀礦物平行排成纖維狀或一點(diǎn)向外呈放射狀排列。（2）片狀·鱗片狀集合體：由片狀晶體集合而成（3粒狀集合體：由粒狀晶體集合而成（4）致密塊狀體：由極細(xì)粒礦物形成的集合體，表面致密均勻，肉眼不能分辨晶粒彼此界限第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月二，礦物的物理性質(zhì)長期以來﹐人們根據(jù)物理性質(zhì)來識(shí)別礦物。如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標(biāo)志。第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月礦物的顏色礦物的顏色多種多樣。呈色的原因﹐一類是白色光通過礦物時(shí)﹐內(nèi)部發(fā)生電子躍遷過程而引起對(duì)不同色光的選擇性吸收所致﹔另一類則是物理光學(xué)過程所致。導(dǎo)致礦物內(nèi)電子躍遷的內(nèi)因﹐最主要的是﹕色素離子的存在﹐如Fe3+使赤鐵礦呈紅色﹐V3+使釩榴石呈綠色等﹔是晶格缺陷形成“色心”﹐如螢石的紫色等。礦物學(xué)中一般將顏色分為3類﹕自色是礦物固有的顏色﹔他色是指由混入物引起的顏色﹔假色則是由于某種物理光學(xué)過程所致﹐如斑銅礦新鮮面為古銅紅色﹐氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈現(xiàn)藍(lán)紫色的錆色﹐礦物內(nèi)部含有定向的細(xì)微包體﹐當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)礦物時(shí)可出現(xiàn)顏色變幻的變彩﹐透明礦物的解理或裂隙有時(shí)可引起光的干涉而出現(xiàn)彩虹般的暈色等第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月條痕指礦物在白色無釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色﹐減弱他色﹐通常用于礦物鑒定。第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月光澤指礦物表面反射可見光的能力。根據(jù)平滑表面反光的由強(qiáng)而弱分為金屬光澤(狀若鍍克羅米金屬表面的反光﹐如方鉛礦)﹑半金屬光澤(狀若一般金屬表面的反光﹐如磁鐵礦)﹑金剛光澤(狀若鉆石的反光﹐如金剛石)和玻璃光澤(狀若玻璃板的反光﹐如石英)四級(jí)。金屬和半金屬光澤的礦物條痕一般為深色﹐金剛或玻璃光澤的礦物條痕為淺色或白色。此外﹐若礦物的反光面不平滑或呈集合體時(shí)﹐還可出現(xiàn)油脂光澤﹑樹脂光澤﹑蠟狀光澤﹑土狀光澤及絲絹光澤和珍珠光澤等特殊光澤類型。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月透明度指礦物透過可見光的程度。影響礦物透明度的外在因素(如厚度﹑含有包裹體﹑表面不平滑等)很多﹐通常是在厚為0.03毫米薄片的條件下﹐根據(jù)礦物透明的程度﹐將礦物分為﹕透明礦物(如石英)﹑半透明礦物(如辰砂)和不透明礦物(如磁鐵礦)。許多在手標(biāo)本上看來并不透明的礦物﹐實(shí)際上都屬于透明礦物如普通輝石等。一般具玻璃光澤的礦物均為透明礦物﹐顯金屬或半金屬光澤的為不透明礦物﹐具金剛光澤的則為透明或半透明礦物。第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月斷口﹑解理與裂理礦物在外力作用如敲打下﹐沿任意方向產(chǎn)生的各種斷面稱為斷口。斷口依其形狀主要有貝殼狀﹑鋸齒狀﹑參差狀﹑平坦?fàn)畹?。在外力作用下礦物晶體沿著一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的固有特性稱為解理。解理面平行于晶體結(jié)構(gòu)中鍵力最強(qiáng)的方向﹐一般也是原子排列最密的面網(wǎng)發(fā)生﹐并服從晶體的對(duì)稱性。解理面可用單形符號(hào)(見晶體)表示﹐如方鉛礦具立方體｛100｝解理﹑普通角閃石具｛110｝柱面解理等。根據(jù)解理產(chǎn)生的難易和解理面完整的程度將解理分為極完全解理(如云母)﹑完全解理(如方解石)﹑中等解理(如普通輝石)﹑不完全解理(如磷灰石)和極不完全解理(如石英)。裂理也稱裂開﹐是礦物晶體在外力作用下沿一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的非固有性質(zhì)。它外觀極似解理﹐但兩者產(chǎn)生的原因不同。裂理往往是因?yàn)楹s質(zhì)夾層或雙晶的影響等并非某種礦物所必有的因素所致。第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月硬度是指礦物抵抗外力作用(如刻劃﹑壓入﹑研磨)的機(jī)械強(qiáng)度。礦物學(xué)中最常用的是摩氏硬度﹐它是通過與具有標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物相互刻劃比較而得出的。10種標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物組成了摩氏硬度計(jì)﹐它們從1度到10度分別為滑石﹑石膏﹑方解石﹑螢石﹑磷灰石﹑正長石﹑石英﹑黃玉﹑剛玉﹑金剛石。十個(gè)等級(jí)只表示相對(duì)硬度的大小﹐為了簡便還可以用指甲(2-2.5)﹑小鋼刀(6-7)﹑窗玻璃(5.5-6)作為輔助標(biāo)準(zhǔn)﹐粗略地定出礦物的摩氏硬度。另一種硬度為維氏硬度﹐它是壓入硬度﹐用顯微硬度儀測出﹐以千克/平方毫米表示。摩氏硬度Hm與維氏硬度Hv的大致關(guān)系是(kg/mm2)﹐礦物的硬度與晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵型﹑原子間距﹑電價(jià)和原子配位等密切相關(guān)。第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月比重指礦物與同體積水在4℃時(shí)重量之比。礦物的比重取決于組成元素的原子量和晶體結(jié)構(gòu)的緊密程度。雖然不同礦物的比重差異很大﹐琥珀的比重小于1﹐而自然銥的比重可高達(dá)22.7﹐但大多數(shù)礦物具有中等比重(2.5～4)。礦物的比重可以實(shí)測﹐也可以根據(jù)化學(xué)成分和晶胞體積計(jì)算出理論值。第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月彈性﹑撓性﹑脆性與延展性某些礦物(如云母)受外力作用彎曲變形﹐外力消除﹐可恢復(fù)原狀﹐顯示彈性﹔而另一些礦物(如綠泥石)受外力作用彎曲變形﹐外力消除后不再恢復(fù)原狀﹐顯示撓性。大多數(shù)礦物為離子化合物﹐它們受外力作用容易破碎﹐顯示脆性。少數(shù)具金屬鍵的礦物(如自然金)﹐具延性(拉之成絲)﹑展性(捶之成片)。第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月磁性根據(jù)礦物內(nèi)部所含原子或離子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向關(guān)系的不同﹐它們?cè)诒煌獯艌鏊呕瘯r(shí)表現(xiàn)的性質(zhì)也不相同﹐從而可分為抗磁性(如石鹽)﹑順磁性(如黑云母)﹑反鐵磁性(如赤鐵礦)﹑鐵磁性(如自然鐵)和亞鐵磁性(如磁鐵礦)。由于原子磁矩是由不成對(duì)電子引起的﹐因而凡只含具飽和的電子殼層的原子和離子的礦物都是抗磁的﹐而所有具有鐵磁性或亞鐵磁性﹑反鐵磁性﹑順磁性的礦物都是含過渡元素的礦物。但若所含過渡元素離子中不存在不成對(duì)電子時(shí)(如毒砂)﹐則礦物仍是抗磁的。具鐵磁性和亞鐵磁性的礦物可被永久磁鐵所吸引﹔具亞鐵磁性和順磁性的礦物則只能被電磁鐵所吸引。礦物的磁性常被用于探礦和選礦。第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)光性些礦物受外來能量激發(fā)能發(fā)出可見光。加熱﹑摩擦以及陰極射線﹑紫外線﹑X射線的照射都是激發(fā)礦物發(fā)光的因素。激發(fā)停止﹐發(fā)光即停止的稱為螢光﹔激發(fā)停止發(fā)光仍可持續(xù)一段時(shí)間的稱為燐光。礦物發(fā)光性可用于礦物鑒定﹑找礦和選礦。第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)礦物的分類及常見礦物的描述第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月一礦物的分類礦物的分類方法很多。早期曾采用純以化學(xué)成分為依據(jù)的化學(xué)成分分類。以後有人提出以元素的地球化學(xué)特征為依據(jù)的地球化學(xué)分類﹐以礦物的工業(yè)用途為依據(jù)的工業(yè)礦物分類等。一般廣泛采用以礦物本身的成分和結(jié)構(gòu)為依據(jù)的晶體化學(xué)分類。從礦物的分類及礦物成分來看，礦物分成單質(zhì)和化合物兩種。單質(zhì)是由一種元素組成的礦物，如金剛石成分是碳，自然金成分是Au?；衔飫t是由陰陽離子組成的，根據(jù)陰離子成分不同分為若干類：化合物類型陰離子成分硫化物S-2氧化物O-2氫氧化物（OH）-1鹵化物F-1、Cl-1、Br-1、I-1碳酸鹽[CO3]-2硫酸鹽[SO4]-2硝酸鹽[NO3]-1鉻酸鹽[CrO4]-2鎢、鉬酸鹽[WO4]-2、[MoO4]-2磷、砷、釩酸鹽[PO4]-3、[AsO4]-3、[VO4]-3硅酸鹽[SiO4]-4硼酸鹽[BO3]-3亞硒、亞碲酸鹽[SeO3]-2、[TeO3]-2硒、碲酸鹽[SeO4]-2、[TeO4]-2碘酸鹽[IO3]-2氧、氫氧鹵化物[O2Cl2]-6、[(OH)3Cl]-4硫鹵化物S2Cl2以上各類化合物加上單質(zhì)礦物共十八類。這些礦物中硅酸鹽礦物種數(shù)最多，占整個(gè)礦物種類的24%，占地殼總重量75%，硫鹵化物最少，只有一種。礦物分為下列大類﹕自然元素礦物﹑硫化物及其類似化合物礦物﹑鹵化物礦物﹑氧化物及氫氧化物礦物﹑含氧鹽礦物(包括硅酸鹽﹑硼酸鹽﹑碳酸鹽﹑磷酸鹽﹑砷酸鹽﹑釩酸鹽﹑硫酸鹽﹑鎢酸鹽﹑鉬酸鹽﹑硝酸鹽﹑鉻酸鹽礦物等)。新礦物。世界上已知礦物約3000種。隨著研究手段的改進(jìn)﹐新礦物種的發(fā)現(xiàn)逐年增多。若以20年為一個(gè)計(jì)算單位﹐則新礦物的發(fā)現(xiàn)﹐1880～1899年為87種﹐1900～1919年為185種﹐1920～1939年為256種﹐1940～1959年為347種。80年代平均每年發(fā)現(xiàn)新礦物約40～50種。中國從1958年發(fā)現(xiàn)香花石開始﹐至1989年已發(fā)現(xiàn)新礦物約70種。第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月二常見礦物的描述橄欖石橄欖石主要成分是鐵或鎂的硅酸鹽，同時(shí)含有錳、鎳、鈷等元素，晶體呈現(xiàn)短柱狀或厚板狀。橄欖石變質(zhì)可形成蛇紋石或菱鎂礦，可以作為耐火材料。第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月石榴子石

石榴子石化學(xué)通式為A3B2[SiO4]3，晶體屬等軸晶系的一族島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物的總稱。化學(xué)式中A代表二價(jià)陽離子，主要有鎂、鐵、錳和鈣等；B代表三價(jià)陽離子,主要有鋁、鐵、鉻、鈦等。B組陽離子間因半徑相似而常有類質(zhì)同象代替，A組陽離子因Ca2+的半徑較大，難以被Mg2+、Fe2+、Mn2+等所代替。因此，石榴子石按成分特征,通常分為鋁系和鈣系兩個(gè)系列，它們的主要成員見表。鈣鐵榴石中含Ti（TiO2達(dá)4.60～16.44％）較高的變種稱鈦榴石。作激光材料的人造釔鋁榴石Y3Al2[AlO4]3是釔、鋁分別置換鈣、硅的結(jié)果。石榴子石晶體形態(tài)特征明顯，多呈菱形十二面體、四角三八面體或二者的聚形集合體呈粒狀。石榴子石的顏色隨成分而異，玻璃光澤，其色彩美麗而透明者是珍貴的寶石。如鎂鋁榴石、翠榴石，后者是鈣鐵榴石，含微量Cr3+而顏色翠綠，中國稱寶石級(jí)的石榴子石為“紫牙烏”（或子牙烏）。石榴子石摩斯硬度6.5～7.5，比重見表。第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月紅柱石晶體形態(tài)：斜方雙錐晶類；晶體呈柱狀，主要單形有：斜方柱m、n，平面雙面c；晶體結(jié)構(gòu)：晶系和空間群：正交晶系，D122h—Pnnm；晶胞參數(shù)：a0=7.78Å，b0=7.92Å，c0=5.57Å，z=4粉晶數(shù)據(jù)：5.54（1）2.77（0.9）4.53（0.9）硬度：6.5-7.5比重：3.13-3.16g/cm3解理：不完全，解理完全斷口：由交叉好的解理或裂理產(chǎn)生的細(xì)長斷口顏色：常呈灰白色或肉紅色，呈蘭，綠，紫色者少見條痕：白色透明度：透明光澤：玻璃光澤發(fā)光性：無其他：性脆第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月綠簾石英文名稱：epidote。綠簾石礦物名稱：綠簾石。結(jié)晶狀態(tài)：晶質(zhì)體。晶系：單斜晶系。晶體習(xí)性：柱狀或柱狀集合體，常發(fā)育晶面縱紋。常見顏色：淺至深綠色至棕褐色、黃、黑。光澤：玻璃光澤至油脂光澤。解理：一組完全解理。摩氏硬度：6－7。密度：3.40（+0.10，—0.15）g/cm3。綠簾石光性特征：非均質(zhì)體，二軸晶，負(fù)光性。多色性：三色性，強(qiáng)，綠色，褐色和黃色。折射率：1.729－1.768（+0.012，—0.035）。雙折射率：0.019－0.045。紫外熒光：一般無。吸收光譜：445nm強(qiáng)吸收帶，有時(shí)具475nm弱吸收線，但不特征。放大檢查：氣液包體，固體礦物包體。特殊性質(zhì)：遇熱鹽酸能部分溶解；遇氫氟酸能快速溶解。第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月普通輝石

]，常有鈦的混入，偶而還有微量鈉。單斜晶系。具有輝石類礦物的基本特征。黑色，或帶綠及帶褐的黑色，少數(shù)為暗綠色和褐色。折射率ng＝1.710-1.724，nm＝1.687－1.706，np＝1.682-1.700；重折率0.018-0.025；+2v=50度－61度。相對(duì)密度3.2－3.6。單斜晶系。晶體短柱狀，橫切面為八邊形。兩組柱面中等解理，相交近直角（87°或93°）。摩氏硬度5-6，比重3.23-3.52。普通輝石是常見的輝石礦物，主要產(chǎn)于基性和超基性巖中，有時(shí)也出現(xiàn)在中性巖和酸性巖以及某些結(jié)晶片巖中。世界各地都有產(chǎn)出。其晶體可用于磨制黑寶石。第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月普通角閃石普通角閃石是閃石礦物中的一類