资源描述
第一节 元素第二节 矿物的概念第三节 矿物的主要性质第四节 常见矿物第二章第二章 矿矿 物物第一节第一节 元元 素素一、元素和同位素一、元素和同位素元素：由同种原子组成的物质称为元素（元素：由同种原子组成的物质称为元素（element)element)。同位素：具有不同原子量的同种元素的变种 称为同位素（isotope)。稳定同位素：稳定同位素：O16,17,18、C12,13、S32,33,36。放射性同位素：放射性同位素：U234,235,238、Th232、Rb87、K40。放射性衰变：放射性同位素放射能量的过程。射线：波长很短的电磁辐射射线：波长很短的电磁辐射 粒子：粒子：2质子和质子和2个中子个中子 粒子：高速运动的电子粒子：高速运动的电子U238Pb206Th232Pb208半衰期：某一放射性同位素衰变到它原来数量的一半半衰期：某一放射性同位素衰变到它原来数量的一半所需的时间称为半衰期，是一个常数。所需的时间称为半衰期，是一个常数。4.49109年年24.1天天地球：FeOSiMgNiCa/AlS二、地球中元素的分布特点二、地球中元素的分布特点 各种元素在各种元素在地球地球和和地壳地壳中的含量相差悬殊。中的含量相差悬殊。地球地球中铁的含量最高，氧、硅、镁的含量其次，中铁的含量最高，氧、硅、镁的含量其次，它们共同占元素质量总数的它们共同占元素质量总数的92%92%，但分布不均。，但分布不均。地壳地壳中最常见的元素有中最常见的元素有O O、SiSi、AlAl、FeFe、CaCa、MgMg、Na Na、K K、TiTi、H H等，它们占元素总量的等，它们占元素总量的9898。1、元素分布的特点4 45.2%5.2%2 27.2%7.2%8 8%5.5.8%8%5.06%5.06%2.2.32%32%1.68%1.68%2.2.77%77%0.60.68%8%0.140.14%2、地壳中元素的丰度地壳元素的丰度：国际上将元素在地壳中的平均质地壳元素的丰度：国际上将元素在地壳中的平均质量百分数称克拉克值（量百分数称克拉克值（Clark valueClark value），又称地壳元），又称地壳元素的丰度（素的丰度（abundanceabundance）。）。克拉克克拉克(F.W.Clarke,1889)F.W.Clarke,1889)应用陨石类比法应用陨石类比法 OSiAlFeCaMgNaKTiH47%47%28%28%8.1%8.1%5.2%5.2%3.7%3.7%2.8%2.8%2.6%2.6%2.1%2.1%0.6%0.6%0.14%0.14%中国中国黎彤黎彤(1976)(1976)应用地应用地球物理类比法球物理类比法OSiAlFeCaMgNaKTiH4 45.2%5.2%2 27.2%7.2%8 8%5.5.8%8%5.06%5.06%2.2.32%32%1.68%1.68%2.2.77%77%0.60.68%8%0.140.14%OSiAlFeCaMgNaKTiH克拉克克拉克(F.W.Clarke,1889)F.W.Clarke,1889)应用陨石类比法应用陨石类比法 3 3、地壳中元素的分类、地壳中元素的分类 常量元素常量元素常量元素常量元素 Common elementCommon elementCommon elementCommon element 岩石中含量大于的元素。岩石中含量大于的元素。岩石中含量大于的元素。岩石中含量大于的元素。地壳中大于的常量元素有地壳中大于的常量元素有地壳中大于的常量元素有地壳中大于的常量元素有种（氧、硅、铝、铁、钙、镁、种（氧、硅、铝、铁、钙、镁、种（氧、硅、铝、铁、钙、镁、种（氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾）。钠、钾）。钠、钾）。钠、钾）。其中种元素与氧结合，形成氧其中种元素与氧结合，形成氧其中种元素与氧结合，形成氧其中种元素与氧结合，形成氧化物，也称化物，也称化物，也称化物，也称造岩元素造岩元素造岩元素造岩元素。造岩元素形成地壳中分布最广的造岩元素形成地壳中分布最广的造岩元素形成地壳中分布最广的造岩元素形成地壳中分布最广的硅酸盐矿物，也称硅酸盐矿物，也称硅酸盐矿物，也称硅酸盐矿物，也称造岩矿物造岩矿物造岩矿物造岩矿物。微量元素微量元素微量元素微量元素 trace elementtrace elementtrace elementtrace element 硫和卤族元素硫和卤族元素硫和卤族元素硫和卤族元素 金属成矿元素金属成矿元素金属成矿元素金属成矿元素 贵金属元素贵金属元素贵金属元素贵金属元素 金属元素金属元素金属元素金属元素 稀土元素稀土元素稀土元素稀土元素 亲生物元素和亲气元素亲生物元素和亲气元素亲生物元素和亲气元素亲生物元素和亲气元素 放射性元素放射性元素放射性元素放射性元素1、矿物概念及特点矿物的概念：天然产出的、具有一定化学成分和物理矿物的概念：天然产出的、具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物称为矿物。性质的单质或化合物称为矿物。第二节第二节 矿物的概念矿物的概念特点：特点：1 1、矿物必须是自然产出的；、矿物必须是自然产出的；2 2、大多数是固体；、大多数是固体；3 3、具有一定的化学成分；、具有一定的化学成分；4 4、固体矿物分为晶质矿物和非晶质矿物。、固体矿物分为晶质矿物和非晶质矿物。晶体（晶体（CrystallineCrystalline）：内部质点（原子、）：内部质点（原子、离子、分子）呈有规律排列的固体。离子、分子）呈有规律排列的固体。非晶体（非晶体（AmorphousAmorphous）：内部质点在三维空）：内部质点在三维空间不作有规律的排列的固体。间不作有规律的排列的固体。硅氧四面体(silica tetrahedron)晶体结构0.154nm0.142nm0.34nm类质同像：矿物晶体结构中的某种原子或离类质同像：矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相似的它种原子或离子替子可以部分地被性质相似的它种原子或离子替代而不破坏其晶体结构的现象，称为类质同像代而不破坏其晶体结构的现象，称为类质同像(isomorphism)。如：。如：(Mg,Fe)2SiO4 橄榄石。橄榄石。同质多像：相同化学成分的物质在不同的地质同质多像：相同化学成分的物质在不同的地质条件下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同条件下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物，这种现象称为同质多像的矿物，这种现象称为同质多像（polymorphism)。如：金刚石和石墨。如：金刚石和石墨碳碳 自然元素矿物自然元素矿物自然元素矿物自然元素矿物 硫化物矿物硫化物矿物硫化物矿物硫化物矿物 氧化物矿物氧化物矿物氧化物矿物氧化物矿物 氢氧化物类矿物氢氧化物类矿物氢氧化物类矿物氢氧化物类矿物 卤化物类矿物卤化物类矿物卤化物类矿物卤化物类矿物 含氧盐类矿物（碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷含氧盐类矿物（碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷含氧盐类矿物（碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷含氧盐类矿物（碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷酸盐、酸盐、酸盐、酸盐、硅酸盐硅酸盐硅酸盐硅酸盐）2 2 2 2、矿物的种类、矿物的种类、矿物的种类、矿物的种类迄今发现迄今发现迄今发现迄今发现36003600余种余种余种余种 硅酸盐矿物（硅酸盐矿物（硅酸盐矿物（硅酸盐矿物（silicatessilicatessilicatessilicates）矿物种类最多、晶体结构复杂，构成独特的硅氧四矿物种类最多、晶体结构复杂，构成独特的硅氧四矿物种类最多、晶体结构复杂，构成独特的硅氧四矿物种类最多、晶体结构复杂，构成独特的硅氧四面体。面体。面体。面体。常见的矿物有：橄榄石、普通角闪石、普通辉石、常见的矿物有：橄榄石、普通角闪石、普通辉石、常见的矿物有：橄榄石、普通角闪石、普通辉石、常见的矿物有：橄榄石、普通角闪石、普通辉石、黑云母、白云母、钾长石、斜长石、高岭石、绿泥黑云母、白云母、钾长石、斜长石、高岭石、绿泥黑云母、白云母、钾长石、斜长石、高岭石、绿泥黑云母、白云母、钾长石、斜长石、高岭石、绿泥石、石榴子石等。石、石榴子石等。石、石榴子石等。石、石榴子石等。91%；800种种造岩矿物造岩矿物造岩矿物造岩矿物造岩矿物造岩矿物橄榄石橄榄石辉辉石石闪石闪石黑云母黑云母粘粘土土正正长长石石石石英英矿物的形态矿物的形态矿物的光学性质矿物的光学性质矿物的力学性质矿物的力学性质矿物的其它物性矿物的其它物性第三节第三节 矿物的性质矿物的性质物理性质1 1 1 1、矿物的形态矿物的形态矿物的形态矿物的形态晶体形态晶体形态晶体形态晶体形态a-a-a-a-石英、石英、石英、石英、b-b-b-b-辉锑矿、辉锑矿、辉锑矿、辉锑矿、c-c-c-c-角闪石、角闪石、角闪石、角闪石、d-d-d-d-云母、云母、云母、云母、e-e-e-e-长石、长石、长石、长石、f-f-f-f-黄铁矿、黄铁矿、黄铁矿、黄铁矿、g-g-g-g-石榴石石榴石石榴石石榴石由于矿物具有一定的化学成分和晶体结构，在适宜的条由于矿物具有一定的化学成分和晶体结构，在适宜的条件下，可形成具有一定外形的几何多面体，这种晶体的件下，可形成具有一定外形的几何多面体，这种晶体的形态称晶形。形态称晶形。石英晶簇石英晶簇柱状、针状柱状、针状放射状、毛发状放射状、毛发状单体形态单体形态集合体形态集合体形态一向延伸型一向延伸型石石英英、水水晶晶金红石金红石绿柱石绿柱石硫锑铅矿硫锑铅矿菊花状红柱石菊花状红柱石 片状、板状片状、板状鳞片状鳞片状二向延伸型二向延伸型单体形态单体形态集合体形态集合体形态白云母白云母片状赤铁矿片状赤铁矿三向延伸型三向延伸型粒状、块状、土状粒状、块状、土状粒状粒状单体形态集合体形态集合体形态橄榄石橄榄石橄榄石橄榄石 肾状赤铁矿肾状赤铁矿鲕状赤铁矿鲕状赤铁矿 树枝状自然金树枝状自然金颜色颜色 color 条痕条痕 streak透明度透明度 transparency光泽光泽 luster2 2、矿物的物理性质、矿物的物理性质、矿物的物理性质、矿物的物理性质（1 1）矿物的光学性质）矿物的光学性质是矿物对可见光的吸收、反射、折射以及光在是矿物对可见光的吸收、反射、折射以及光在矿物中传播的性质。矿物中传播的性质。颜色：矿物吸收白光中某种波长的色光后所表现出的互补色。颜色：矿物吸收白光中某种波长的色光后所表现出的互补色。AlthoughthesetwoexamplesofhematitelookveryAlthoughthesetwoexamplesofhematitelookverydifferenttheybothhavethesamebrownishredstreak.differenttheybothhavethesamebrownishredstreak.赤铁矿赤铁矿赤铁矿赤铁矿 hematitehematitehematitehematite条痕（条痕（条痕（条痕（streakstreakstreakstreak）：矿物粉末的颜色。）：矿物粉末的颜色。）：矿物粉末的颜色。）：矿物粉末的颜色。透明度（透明度（透明度（透明度（transparencytransparencytransparencytransparency）：矿物透过可见光的能力。）：矿物透过可见光的能力。）：矿物透过可见光的能力。）：矿物透过可见光的能力。透明的透明的透明刚玉透明刚玉Goldisopaque.Goldisopaque.Hematiteisopaque.Hematiteisopaque.金矿石金矿石金矿石金矿石 goldgoldgoldgold赤铁矿赤铁矿赤铁矿赤铁矿 hematitehematitehematitehematiteMetalslikegoldandsilver,andsomemineralscontainingMetalslikegoldandsilver,andsomemineralscontainingmetals,areopaque-youcannotseethoughthematall.metals,areopaque-youcannotseethoughthematall.不透明的光泽（光泽（光泽（光泽（lusterlusterlusterluster）：矿物表面上反射光的能力。）：矿物表面上反射光的能力。）：矿物表面上反射光的能力。）：矿物表面上反射光的能力。(a)(a)金属光泽：反光很强，有如小刀、金、银的反光。金属光泽：反光很强，有如小刀、金、银的反光。如：自然铜、方铅矿、磁铁矿。如：自然铜、方铅矿、磁铁矿。方铅矿方铅矿方铅矿方铅矿 galenagalenagalenagalena(b)(b)半金属光泽：反光较强，较金属光泽稍弱，类似没有半金属光泽：反光较强，较金属光泽稍弱，类似没有 磨光的金属器皿的反光。磨光的金属器皿的反光。(c)金刚光泽：象金刚石状光亮，如金刚石、锡石、闪锌矿等。金刚光泽：象金刚石状光亮，如金刚石、锡石、闪锌矿等。(d)(d)玻璃光泽玻璃光泽：反光较弱，象玻璃一样反光。自然界多数矿物是玻璃光泽，如水晶、冰洲石、长石等。Quartz has a vitreous lustre like this drinking glass.Quartz has a vitreous lustre like this drinking glass.(e)(e)丝绢光泽：纤维状集合体表面具反光象丝绸一样，丝绢光泽：纤维状集合体表面具反光象丝绸一样，如云母、石膏等。如云母、石膏等。(f)(f)油脂光泽：在不平坦的断口上所呈现的光亮象猪油脂光泽：在不平坦的断口上所呈现的光亮象猪板油那样，如石英的断口上就出现这样的光泽。板油那样，如石英的断口上就出现这样的光泽。ef(g)(g)珍珠光泽：片状集合体或片状解理发育时所呈现珍珠光泽：片状集合体或片状解理发育时所呈现的光泽，象珍珠一样反光，如云母解理面上的光泽。的光泽，象珍珠一样反光，如云母解理面上的光泽。(h)(h)土状光泽：光泽暗淡，象土块一样，如高岭石等。土状光泽：光泽暗淡，象土块一样，如高岭石等。gh（2 2）矿物的力学性质）矿物的力学性质指矿物受外力作用，如刻划、摩擦、打击、弯曲时显指矿物受外力作用，如刻划、摩擦、打击、弯曲时显示出来的性质，也就是矿物受力后的反映示出来的性质，也就是矿物受力后的反映。硬度硬度 hardnesshardness解理解理 cleavagecleavage断口断口 fracture fracture硬度硬度(hardness)(hardness)：矿物抵抗刻划、摩擦、压入的能力。：矿物抵抗刻划、摩擦、压入的能力。摩氏相对硬度级摩氏相对硬度级摩氏相对硬度级摩氏相对硬度级(Mohs scale)Mohs scale)硬度硬度硬度硬度级级级级1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5 5 56 67 7 7 78 8 8 89 9 9 910101010矿物矿物矿物矿物滑石滑石石膏石膏石膏石膏方解方解方解方解石石石石萤石萤石萤石萤石磷灰磷灰磷灰磷灰石石石石正长正长正长正长石石石石石石石石英英英英黄玉黄玉黄玉黄玉刚玉刚玉刚玉刚玉金刚石金刚石金刚石金刚石参照参照参照参照物物物物 钢钢钢钢币币币币 小刀小刀小刀小刀 锉刀锉刀锉刀锉刀 1.Talc2.Gypsum3.Calcite4.Fluorite5.Apatite6.Orthoclase7.Quartz8.Topaz9.Corundum10.Diamond硬度硬度硬度硬度 hardnesshardnesshardnesshardness指甲指甲指甲指甲解理解理解理解理cleavagecleavagecleavagecleavage矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的性质，叫做矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的性质，叫做解理。这种破裂面就称为解理面。解理。这种破裂面就称为解理面。Mica(left)hasoneperfectcleavageplane,andcalcite(right)Mica(left)hasoneperfectcleavageplane,andcalcite(right)hasthreecleavageplanes.hasthreecleavageplanes.云母云母云母云母 micamicamicamica方解石方解石方解石方解石 calcitecalcitecalcitecalcite一组解理面一组解理面三组解理面三组解理面 Feldspar长石长石 Calcite方解石方解石 Fluorite萤石萤石三组解理面三组解理面四组解理面四组解理面二组解理面二组解理面断口断口断口断口 fracture fracture fracture fracture贝壳状断口：矿物破裂后具有弯曲的凸面或凹面和同心状构贝壳状断口：矿物破裂后具有弯曲的凸面或凹面和同心状构造，很象贝壳，如石英的断口。造，很象贝壳，如石英的断口。矿物受打击后所产生的不规则的破裂面。按断口面的矿物受打击后所产生的不规则的破裂面。按断口面的形状可分为下述几种：形状可分为下述几种：石英石英石英石英 quartzquartzquartzquartz自然铜自然铜自然铜自然铜 coppercoppercoppercopper平坦状断口平坦状断口参差状断口参差状断口锯齿状断口锯齿状断口节理：两侧没有明显位移的破裂（在岩石、岩层中），对应的是断层。节理节理断层断层密度：为单位体积的质量，通常表示为克密度：为单位体积的质量，通常表示为克/每立方厘米。每立方厘米。比重：为矿物在空气中的重量与在比重：为矿物在空气中的重量与在44时同体积的水的重量之比。时同体积的水的重量之比。磁性：能吸引金属铁的特征，如磁铁矿。磁性：能吸引金属铁的特征，如磁铁矿。在室内具体测定比重的方法多采用排水法：先在空气中称一下在室内具体测定比重的方法多采用排水法：先在空气中称一下矿物的重量，然后全部浸入水中再称矿物的重量，用下列公式矿物的重量，然后全部浸入水中再称矿物的重量，用下列公式计算：计算：比重空气中重量比重空气中重量/（空气中重量水中重量）（空气中重量水中重量）轻：比重小于轻：比重小于2.52.5中：比重在中：比重在2.5-42.5-4重：比重大于重：比重大于4 4 （3）矿物的其它性质：密度、比重、磁性）矿物的其它性质：密度、比重、磁性双折射现象双折射现象当一束自然光穿过方解当一束自然光穿过方解石等晶体时，分成两条石等晶体时，分成两条折射光的现象称为双折折射光的现象称为双折射现象。射现象。白纸上涂一个黑点，将白纸上涂一个黑点，将方解石放在纸上，可观方解石放在纸上，可观察到两个黑点，旋转方察到两个黑点，旋转方解石，一个黑点不动，解石，一个黑点不动，另一个黑点旋转。另一个黑点旋转。常见矿物的鉴别特征（据陶世龙等，1999）矿物名称化学成分晶形颜色条痕光泽硬度解理其它石墨C片状黑色黑色半金属光泽12一组解理有滑感，易污手金刚石C八面体无色无金刚光泽10无解理萤石CaF2八面体无色，或带色彩无色玻璃光泽4四组解理具荧光黄铁矿FeS2立方体浅黄色绿黑色金属光泽66.5无晶面有生长纹黄铜矿CuFeS2少见黄铜色绿黑色金属光泽34无方铅矿Pbs立方体铅灰色灰黑色金属光泽23三组解理闪锌矿ZnS四面体浅黄至棕色白色至褐色玻璃光泽3.54六组解理石英石英SiO2六棱柱菱面体无色或乳白色无玻璃光泽7无断口油脂光泽磁铁矿Fe3O4八面体铁黑色黑色半金属光泽5.56无磁性方解石方解石CaCO2菱面体白色无色玻璃光泽3三组解理钾长石钾长石KAlSi3O8板状肉红色无色玻璃光泽6两组解理卡氏双晶斜长石斜长石(Na,Ca)AlSi3O8板 状、板条状白色无色玻璃光泽6两组解理聚片双晶辉石辉石*短柱状绿黑色或黑色灰绿色玻璃光泽5.56两组解理角闪石角闪石*长柱状绿黑色或黑色灰绿色玻璃光泽5.56两组解理橄榄石橄榄石(Mg,Fe)2SiO4不规则粒状橄榄绿色无色玻璃光泽67黑云母黑云母*片状或板状棕褐色或黑色灰色玻璃光泽或珍珠光泽23一组解理白云母白云母*片状或板状无色无色23一组解理石榴子石*十二面体八面体黄褐色无玻璃光泽或油脂光泽67.5无1 1、地壳中元素的分布。、地壳中元素的分布。2 2、矿物的特点及种类。、矿物的特点及种类。常见的地壳造岩矿物是硅酸盐岩中的石英、钾长常见的地壳造岩矿物是硅酸盐岩中的石英、钾长 石、斜长石、云母、普通辉石、普通角闪石、橄榄石、斜长石、云母、普通辉石、普通角闪石、橄榄 石等。石等。3 3、矿物的性质：、矿物的性质：晶形晶形 颜色颜色 光泽光泽 透明度透明度 硬度硬度 解理解理/断口断口 本章小结本章小结本章小结本章小结重要术语 Key Terms矿物、晶体与非晶体、类质同像、同质多像晶形、颜色、条痕、光泽、透明度、解理、断口、硬度熟记摩氏相对硬度级结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
展开阅读全文