普通地質學-礦物

一般地質學—礦物其次章礦物地質學最直接的爭論對象：地殼元素：具有確定核電荷數(shù)的原子。同位素：具有不同原子量的同種元素的變種。有的同位素其原子核不穩(wěn)定，會自行放射出能量，具有放射性，稱為放射性同位素；不具有放射性的同位素，稱為穩(wěn)定同位素。地殼元素豐度〔克拉克值〕：地殼中各種元素的平均含量與總質量的比值。美國地質學家和化學家克拉克依據(jù)大陸地殼中的五千多個巖石、礦物、土壤和自然水的樣品分析數(shù)據(jù)，于1889年首次算出了16Km厚地殼內50種元素的平均含量與總質量的比值。地殼中各元素分布極不均勻O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K，8種元素合計占地殼總重量的98.03%。假設對整個地球元素含量而言，則依次為Fe、O、Si、Mg、S、Ni、Ca、Al898.4%。第一節(jié)礦物的概念一、礦物的定義礦物：是由地質作用形成的，在正常狀況下呈結晶質的元素或無機化合物，是組成巖石和礦石的根本單元。地質作用的產(chǎn)物試驗室制造的物質，通常叫人造礦物(合成礦物)，不屬于地質學中礦物的爭論范疇。如人造金剛石、人造水晶等。均勻固體如冰、石英等。而水、氣體不是晶體，也不是礦物。3．礦物具有確定的化學成分，可用化學式來表示①單質元素。如石墨C，金剛石CAu等。②無機化合物。如石英SiO2，鉀長石K[AlSi3O8]，方鉛礦、PbS，NaCl；煤沒有確定的化學成分，不能用化學式來準確表示，所以不是礦物?；◢弾r是由長石、石英、黑云母多種物質聚攏而成的，故不能稱為礦物。準礦物：其產(chǎn)出狀態(tài)、成因和化學組成等方面均具有與礦物一樣的特征，但不具有結晶構造的均勻固體。自然界極為少見，較常見者是A二、晶體、非晶質體與準晶體晶體：內部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復排列〔即有序排列〕的固態(tài)物質。所以礦物都屬于晶體。晶體構造：內部原子、離子或分子呈有序排列的狀態(tài)。非晶質體：內部的原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重復排列的固體。1、同質多像：一樣化學成分的物質在不同的地質條件(如T，P)下形成不同的晶體構造，從而成為不同礦物的現(xiàn)象。如碳原子可以在中低級變質條件下形成石墨，在超高壓條件下形成金剛石。它們的性質極不一樣，石墨是黑色不透亮的最軟礦物，金剛石是無色透亮的最硬礦物。2.類質同像:礦物晶體構造中的某種原子或離子可以局部地被性質相像的它種原子或離子替代而不破壞其晶體構造的現(xiàn)象。如橄欖石(Mg，F(xiàn)e)2[SiO4Mg2Fe2+就是類質同像替代關系。鈉長石Na[AlSi3O8]和鉀長石K[AlSi3O8]在高溫時可以形成類質同像混晶，低溫分解成條紋長石。晶體由于內部原子、離子或分子排列規(guī)章，故在有足夠生長空間的狀況下它們能長成規(guī)章的幾何多面體外形。晶面：包圍晶體的平面。如白云石CaMg(CO3)2常呈菱面體，磁鐵礦Fe3O4呈八面體，石鹽NaCl常呈立方體。由于生長條件不好，多數(shù)晶體的晶面發(fā)育不完整，或很不完整，從而形成外形不規(guī)章的晶粒(晶體)。晶粒大小不一，較粗的用肉眼或放大鏡就可以看出來者，稱為顯晶質；假設晶粒微小，要通過顯微鏡才能區(qū)分者，稱為隱晶質。非晶質體由非晶質構成。由火山噴發(fā)出來的局部物質因冷凝極快，來不及結晶，則形成非晶質體，稱之為火山玻璃，在確定條件下，非晶質體可向晶質體轉化。如：火山玻璃→玉髓。其次節(jié)礦物手標本的鑒定特征一、礦物的形態(tài)由于化學成分與內部構造的不同，不同礦物具有不同性質與特征，依據(jù)其物理與化學性質及特征來識別和鑒定。1．礦物的單體形態(tài)一向伸長：呈柱狀、針狀等，如石膏、角閃石。二向延展：呈片狀、板狀，如石墨、云母。三向等長(等軸狀)：呈粒狀(立方體、八面體)，如石榴石、黃鐵礦、磁鐵礦。雙晶：晶體除單個生長之外，還可由兩個或多個同種晶體按確定的相對方位關系連生在一起。如同雙胞胎。如石膏的燕尾雙晶、十字石的十字雙晶。2．礦物集合體的形態(tài)集合體：由礦物單體組成的聚攏體。①礦物單體如為一向伸長，其集合體常為纖維狀、針狀、柱狀、毛發(fā)狀；②礦物單體如為兩向延展，其集合體常為板狀、鱗片狀；③礦物單體如為三向等長，其集合體常為粒狀、塊狀。此外，還有一些特別形態(tài)的集合體。如：放射狀；鮞狀、豆狀；鐘乳狀；葡萄狀、腎狀、結核狀。二、礦物的物理性質物理性質包括：光學性質、力學性質、磁性、電性等。光學性質：透亮度、光澤、顏色、條痕。力學性質：硬度、解理、斷口、延展性、脆性等。其他性質：密度、磁性等。1〔0.03mm〕的透光性。透亮礦物：礦物薄片能透過光線者；不透亮礦物：根本上不能透過光線者。一般地，非金屬礦物都是透亮礦物，金屬礦物都是不透亮礦物，有些金屬礦物為半透亮礦物。半金屬光澤：反射強，像一般金屬的反射光。如磁鐵礦。非金屬光澤：為透亮礦物〔非金屬礦物〕所具有。①金剛光澤：反射較強而刺眼。如金剛石；②玻璃光澤：反射相對較弱而呈玻璃板外表那樣的反光。如方解石、石英晶面上的光澤。上述光澤是指穎礦物在平坦的晶面、解理面或磨光面上所呈現(xiàn)的光澤。假設礦物外表不平坦或成集合體時，光澤會減弱，或消滅一些特別的光澤，如油脂光澤、土狀光澤。顏色：礦物在白光照耀下所顯示的顏色。自色：與礦物本身的固有化學成分直接有關的顏色。對一種礦物而言，自色是相當固定且具特征性的。如赤鐵礦的櫻紅色。他色：非礦物本身固有的因素引起的顏色。緣由：①礦物中機械混入微量雜質所引起；②類質同象過程中起替代作用的微量雜質元素所產(chǎn)生；③礦物中存在某種晶格缺陷。假色：光的干預、衍射等物理光學過程所引起的呈色。礦物的顏色是由其化學成分和構造特征打算的，固定不變的，是重要鑒定標志。如黃銅礦為銅黃色、孔雀石為翠綠色、方鉛礦為鉛灰色等。但是，外來緣由可使顏色不固定，如純潔的石英為無色，由于混有雜質等緣由消滅各種顏色，很多透亮礦物均具有該特點。條痕：礦物粉末的顏色。對于某些金屬礦物具有重要的鑒定意義。如黃鐵礦條痕為綠黑色；赤鐵礦有赤紅、鐵黑或鋼灰等色，但其條痕則總為櫻紅色，比較穩(wěn)定。透亮礦物的條痕都是白色或近白色，無鑒定意義。硬度〔摩氏硬度計〕：礦物抵抗外力機械作用的強度。摩氏硬度計代表相對硬度。摩氏硬度計背誦口訣：一滑二石三方解，四瑩五磷六正長，七英八黃九剛玉，十度最硬是金剛?；喾浇馐撌谆议L石英，黃玉剛玉金剛石。6.解理解理：礦物受外力打擊時能夠沿著確定結晶方向分裂成為平面〔解理面〕的力氣。依據(jù)礦物受力后裂成解理面的難易程度，可以將解理分成以下等級：極完全解理：極易裂成薄片，解理面平滑，很難發(fā)生斷口。如云母。完全解理：常裂成規(guī)章形態(tài)，解理面相當光滑，較難發(fā)生斷口。如方解石、方鉛礦。中等解理：解理程度差，解理面不能一劈到底，常呈階梯狀，較易消滅斷口。如長石、角閃石。不完全解理：礦物碎塊中難于找到解理面，斷口常見。如磷灰石。斷口：礦物受外力打擊后不沿固定的結晶方向斷開時所形成的斷裂面。見于解理不發(fā)育的礦物或礦物集合體中。斷口可用其裂面外形來描述，如貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、參差狀、平坦狀等。密度：與一樣體積水之重量比。分三級：輕：比重<2.5g/cm3，如石墨、石膏；中等：比重2.5--4g/cm3，如石英、方解石、螢石；重：比重>4g/cm3，如重晶石、磁鐵礦、方鉛礦等。磁性：磁鐵礦、磁黃鐵礦能被一般磁鐵吸引，而自然鉍則被磁鐵排斥。第三節(jié)常見礦物礦物學：在地質學中以礦物為爭論對象的一個分支學科。礦物有4000多種，最常見的不過200多種。地殼中常見的造巖礦物只20-30造巖礦物：組成地殼巖石的主要礦物。造礦礦物：形成有用礦產(chǎn)的礦物。一、礦物的分類按礦物的化學成分與化學性質，通常將礦物分為五類：1.自然元素礦物；硫化物及其類似化合物礦物；鹵化物礦物；氧化物和氫氧化物礦物；含氧鹽礦物〔①碳酸鹽類、硝酸鹽類和硼酸鹽類；②硫酸鹽類、鎢酸巖類、磷酸鹽類、砷酸鹽類和釩酸鹽類；③硅酸鹽類〕。二、常見礦物自然元素礦物：如石墨、金、銅、金剛石等。硫化物及其類似化合物礦物：如黃鐵礦、黃銅礦、輝銻礦、方鉛礦、閃鋅礦。氧化物礦物：如石英、剛玉、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、硬錳礦。鹵化物礦物：如螢石等。含氧鹽礦物：①碳酸鹽礦物：如方解石、白云石、孔雀石。長石：是硅酸鹽礦物中分布最廣的礦物，