第二章矿物解析课件

地质学基础第二章第二章 矿矿 物物 1地质学基础一、矿物、晶体和非晶体的概念一、矿物、晶体和非晶体的概念二、矿物的化学成分二、矿物的化学成分三、矿物的形态三、矿物的形态四、矿物的物理性质四、矿物的物理性质五、矿物分类、命名五、矿物分类、命名2地质学基础一、矿物、晶体和非晶体的概念一、矿物、晶体和非晶体的概念 矿物：由地质作用形成的、具有一定化学成分矿物：由地质作用形成的、具有一定化学成分和物理性质的自然元素或化合物。和物理性质的自然元素或化合物。由一种元素组成的，称为单质矿物。由一种元素组成的，称为单质矿物。大多数是由两种或两种以上的元素组成的化合大多数是由两种或两种以上的元素组成的化合物矿物。物矿物。绝大多数为无机矿物，有机矿物只有几十种。绝大多数为无机矿物，有机矿物只有几十种。无机矿物主要呈固态；少数呈液态和气态。无机矿物主要呈固态；少数呈液态和气态。3地质学基础 固态矿物按其内部结构可分为结晶质矿物和非固态矿物按其内部结构可分为结晶质矿物和非晶质矿物。晶质矿物。结晶质矿物内部质点结晶质矿物内部质点在三维空间有序排列，可在三维空间有序排列，可反映出固定的外形，反映出固定的外形，把这种具有自然多面体外形的把这种具有自然多面体外形的固体称为固体称为晶体晶体。非晶质矿物的内部质点不作规则排列，因而没非晶质矿物的内部质点不作规则排列，因而没有固定外形，把内部质点在三维空间有固定外形，把内部质点在三维空间不呈规则排列不呈规则排列的固体称为的固体称为非晶体非晶体。4地质学基础Atomic Structure of Sodium Chloride(Halite)5地质学基础二、矿物的化学成分二、矿物的化学成分(一一)化学成分的概念化学成分的概念 矿矿物物的的化化学学成成分分：指指单单质质或或化化合合物物类类矿矿物物中中的的组成元素种类及含量组成元素种类及含量。化学成分在很大程度上决定了矿物的化学成分在很大程度上决定了矿物的性质性质和和用用途途。例如，赤铁矿（例如，赤铁矿（Fe2O3）的红色主要由其所含的红色主要由其所含的的Fe3引起；因含铁量很高，赤铁矿矿石是炼铁的引起；因含铁量很高，赤铁矿矿石是炼铁的主要矿石品种之一。主要矿石品种之一。6地质学基础(二二)化学成分与克拉克值的关系化学成分与克拉克值的关系 地地壳壳中中各各种种化化学学元元素素的的含含量量与与矿矿物物的的化化学学成成分关系密切。分关系密切。一一般般来来说说，元元素素的的原原子子克克拉拉克克值值越越大大，由由其其结合形成的矿物种数越多、数量越大结合形成的矿物种数越多、数量越大。地地壳壳中中含含量量最最高高的的矿矿物物都都是是原原子子克克拉拉克克值值较较高高的的Si、Al、Fe、K、Na、Ca、Mg的的氧氧化化物物及及含含氧盐矿物。氧盐矿物。例例如如硅硅酸酸盐盐矿矿物物占占矿矿物物种种总总数数的的24，占占地地壳壳总总重重量量的的75；氧氧化化物物矿矿物物占占矿矿物物种种总总数数的的14，占地壳总重量的，占地壳总重量的17。7地质学基础(三三)矿物中的水矿物中的水 水是很多矿物的重要组成部分，凡是含水是很多矿物的重要组成部分，凡是含H2O或或H+、OH-、以及以及H3O+等离子的矿物，可称为等离子的矿物，可称为含水矿物。含水矿物。根据水在矿物中的存在形式及其在矿物晶体根据水在矿物中的存在形式及其在矿物晶体结构中所起的不同作用，可分为两种基本类型：结构中所起的不同作用，可分为两种基本类型：不参加晶体构成、与矿物晶体无关的水，称不参加晶体构成、与矿物晶体无关的水，称为为吸附水吸附水；参加晶体构成或与矿物晶体结构关系较密切参加晶体构成或与矿物晶体结构关系较密切的水，包括的水，包括结晶水结晶水、结构水结构水、沸石水沸石水和和层间水层间水。8地质学基础 1.吸附水吸附水 以以中中性性水水分分子子形形式式吸吸附附于于矿矿物物颗颗粒粒外外表表面面或或孔孔隙隙中中的的水水，不不参参与与组组成成矿矿物物的的晶晶格格，不不属属于于矿矿物物固固有的化学组成。有的化学组成。例例如如，包包裹裹在在粘粘土土矿矿物物颗颗粒粒表表面面的的薄薄膜膜水水及及充充填在矿物粒间孔隙内的毛细管水。填在矿物粒间孔隙内的毛细管水。2.结晶水结晶水 以以中性水分子形式参与构成矿物晶体结构，其中性水分子形式参与构成矿物晶体结构，其数量固定数量固定。例如，石膏例如，石膏Ca(SO4)2H2O中的中的H2O，这种水这种水由于受到晶格束缚。脱失温度较高，一般为由于受到晶格束缚。脱失温度较高，一般为200500或更高。或更高。9地质学基础 3.结构水结构水 以以OH或或H、H3O离子形式参与构成矿物离子形式参与构成矿物晶体结构晶体结构，有确定的含量比，与其它离子的连接也，有确定的含量比，与其它离子的连接也相当牢固。相当牢固。例如高岭石例如高岭石Al4(Si4O10)(OH)8，即为含结构水即为含结构水的矿物。的矿物。结构水在晶体结构中的结合强度比结晶水高，结构水在晶体结构中的结合强度比结晶水高，只有在高温、晶体结构被破坏时才能以中性水分子只有在高温、晶体结构被破坏时才能以中性水分子形式释放出来。形式释放出来。10地质学基础 4.沸石水沸石水 以以中中性性水水分分子子形形式式存存在在于于沸沸石石族族矿矿物物晶晶体体结结构构的的空腔空腔和和通道通道中的水。中的水。这这种种水水在在晶晶体体结结构构中中占占据据确确定定的的位位置置，含含量量在在一一定定范范围围内内变变化化，随随着着温温度度增增高高或或湿湿度度减减小小，沸沸石石水水通通过过结结构构通通道道逸逸失失，但但并并不不引引起起晶晶体体结结构构变变化化。脱水后的沸石，在潮湿环境中又能从外界吸收水分。脱水后的沸石，在潮湿环境中又能从外界吸收水分。5.层间水层间水 是存在于某些是存在于某些层状结构硅酸盐矿物结构单元层层状结构硅酸盐矿物结构单元层之间的中性水分子之间的中性水分子，其性质介于结晶水和吸附水之，其性质介于结晶水和吸附水之间。间。11地质学基础(四四)类质同象类质同象 是指在确定的某种矿物晶体结构中，本应是指在确定的某种矿物晶体结构中，本应全部全部由某种离子或原子占据的位置，被性质相似的其它由某种离子或原子占据的位置，被性质相似的其它离子或原子占据离子或原子占据，不引起化学键性和晶体结构类型，不引起化学键性和晶体结构类型发生质变的现象。发生质变的现象。这种现象常常导致矿物的化学成份及其它有关这种现象常常导致矿物的化学成份及其它有关性质的改变。性质的改变。例如，菱镁矿例如，菱镁矿MgCO3中的中的Mg2+被被Fe2+部分乃部分乃至完全取代而形成菱铁矿至完全取代而形成菱铁矿FeCO3；闪锌矿闪锌矿ZnS中的中的Zn2+可被可被Fe2+部分取代。部分取代。12地质学基础(五五)同质多象同质多象 是指同一种化学成分的物质，在不同的热力学是指同一种化学成分的物质，在不同的热力学条件下，形成不同晶体构造的现象。条件下，形成不同晶体构造的现象。这些成分相同而构造各异的晶体，称为某成分这些成分相同而构造各异的晶体，称为某成分的同质多象变体。的同质多象变体。如果一种物质以两种变体出现，则称为同质二如果一种物质以两种变体出现，则称为同质二象；以三种变体出现，称为同质三象。象；以三种变体出现，称为同质三象。例如，例如，C原子有金刚石和石墨，原子有金刚石和石墨，CaCO3有方解有方解石和文石；石和文石；TiO2有金红石、锐钛矿和板钛矿。有金红石、锐钛矿和板钛矿。13地质学基础(六六)矿物的化学式矿物的化学式 按按照照一一定定原原则则，用用元元素素符符号号及及其其它它辅辅助助符符号号表表示示矿矿物物化化学学组组成成特特征征的的式式子子，表表示示方方法法有有两两种种：实实验式、结构式验式、结构式 实实验验式式：只只表表示示矿矿物物中中各各组组分分数数量量比比的的化化学学式式，例如，方解石的实验式为例如，方解石的实验式为CaCO3或或CaOCO2。结构式结构式：既能反映矿物中各组分种类、比例，：既能反映矿物中各组分种类、比例，又能反映组分之间的结合关系。又能反映组分之间的结合关系。14地质学基础三、矿物的形态三、矿物的形态 矿矿物物的的形形态态是是指指矿矿物物的的单单体体及及同同种种矿矿物物的的集集合合体的形态。体的形态。形形态态是是矿矿物物最最醒醒目目的的外外观观特特征征之之一一，是是鉴鉴定定和和研究矿物成因的重要标志之一。研究矿物成因的重要标志之一。对晶质矿物形态的研究以对晶质矿物形态的研究以单体单体和和集合体集合体为主；为主；对固态非晶质矿物，则只有对固态非晶质矿物，则只有集合体集合体形态。形态。15地质学基础(一一)矿物的单体形态矿物的单体形态 矿物单体即矿物的单个晶体。矿物单体形态主矿物单体即矿物的单个晶体。矿物单体形态主要包括矿物晶体要包括矿物晶体结晶习性结晶习性及及晶面花纹晶面花纹两个方面。两个方面。1.结晶晶习性性 矿物晶体在一定条件下，一定成分的同种矿物，矿物晶体在一定条件下，一定成分的同种矿物，总是有它自己特定的结晶形态。晶体的这种性质称总是有它自己特定的结晶形态。晶体的这种性质称为矿物的结晶习性，简称晶习或晶癖。为矿物的结晶习性，简称晶习或晶癖。结晶习性不同于晶形，它是指晶体笼统的外貌结晶习性不同于晶形，它是指晶体笼统的外貌特征。特征。16地质学基础Perfect Crystals Halite(cube)Quartz(hexagonal)17地质学基础Halite(Cubic)and Quartz(Hexagonal)18地质学基础 根据矿物晶体在三维空间的发育程度，将结晶根据矿物晶体在三维空间的发育程度，将结晶习性分为三种基本类型：习性分为三种基本类型：一向延长型一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，呈柱：晶体沿一个方向特别发育，呈柱状、针状、纤维状等形态，如柱状石英、针状普通状、针状、纤维状等形态，如柱状石英、针状普通角闪石、纤维状石膏、石棉；角闪石、纤维状石膏、石棉；二向延长型二向延长型：晶体沿两个方向特别发育，呈鳞：晶体沿两个方向特别发育，呈鳞片状、片状、板状等形态，如片状云母、板状石膏；片状、片状、板状等形态，如片状云母、板状石膏；三向等长型三向等长型：晶体在三维空间发育程度近于相：晶体在三维空间发育程度近于相等，呈等轴状或粒状，如立方体石盐、黄铁矿。等，呈等轴状或粒状，如立方体石盐、黄铁矿。19地质学基础云母云母20地质学基础方方方方 铅铅铅铅 矿矿矿矿21地质学基础金刚石金刚石石英石英 除上述三种基本类型外，矿物的结晶习性还有一除上述三种基本类型外，矿物的结晶习性还有一些过渡类型：些过渡类型：介于一向延长与二向延长型之间的介于一向延长与二向延长型之间的板柱状板柱状；介于二向延长与三向等长型之间的介于二向延长与三向等长型之间的厚板状厚板状；介于三向等长与一向延长型之间的介于三向等长与一向延长型之间的短柱状短柱状。22地质学基础 2.晶面花纹晶面花纹 实实际际晶晶体体的的晶晶面面并并非非理理想想平平面面，其其上上常常会会出出现现多多种种凹凹凸凸花花纹纹。肉肉眼眼较较易易识识别别的的晶晶面面花花纹纹包包括括晶晶面面条纹和蚀象。条纹和蚀象。(1)晶面条纹：晶面条纹：指在晶体的晶指在晶体的晶面上出现且沿一定面上出现且沿一定方向排列的直线状方向排列的直线状条纹。条纹。黄铁矿23地质学基础 (2)蚀象：是晶体形成以后，晶面受溶蚀而产蚀象：是晶体形成以后，晶面受溶蚀而产生的凹坑。生的凹坑。蚀象的形成、形状和分布主要受晶体内部质点蚀象的形成、形状和分布主要受晶体内部质点的排列方式控制。的排列方式控制。不同矿物种类，或同一矿物晶体上内部质点排不同矿物种类，或同一矿物晶体上内部质点排列方式不同的晶面，其蚀象的形状和位向一般也不列方式不同的晶面，其蚀象的形状和位向一般也不相同，因此，蚀象可用来鉴定矿物。相同，因此，蚀象可用来鉴定矿物。24地质学基础25地质学基础（二）矿物的集合体形态（二）矿物的集合体形态 矿物集合体形态是指由同种矿物的许多个体聚矿物集合体形态是指由同种矿物的许多个体聚集在一起构成的整体外观，其形态不固定。集在一起构成的整体外观，其形态不固定。集合体又有同种和异种矿物集合体之分。集合体又有同种和异种矿物集合体之分。根据集合体中矿物颗粒大小，可将集合体形态根据集合体中矿物颗粒大小，可将集合体形态分为三类：分为三类：显晶集合体形态显晶集合体形态：肉眼可以看出晶体颗粒的；：肉眼可以看出晶体颗粒的；隐晶集合体形态隐晶集合体形态：肉眼不能、显微镜下可看出：肉眼不能、显微镜下可看出晶体颗粒的；晶体颗粒的；胶态集合体形态胶态集合体形态：显微镜下也不能看出晶体颗：显微镜下也不能看出晶体颗粒的。粒的。26地质学基础 1.显晶集合体形态显晶集合体形态 由由于于矿矿物物晶晶体体的的结结晶晶习习性性、颗颗粒粒大大小小及及空空间间排排列方式不同，显晶集合体有下列主要形态类型。列方式不同，显晶集合体有下列主要形态类型。(1)粒状集合体：主要由三向等长的粒状晶体颗粒状集合体：主要由三向等长的粒状晶体颗粒构成。按颗粒直径大小，可分为：粒构成。按颗粒直径大小，可分为：粗粒状粗粒状集合体：颗粒直径集合体：颗粒直径5mm；中粒状中粒状集合体：颗粒直径集合体：颗粒直径51mm；细粒状细粒状集合体：颗粒直径集合体：颗粒直径1cm)和和杏仁体杏仁体(2mm)称豆状集合称豆状集合体。体。它们多由胶体物质围绕悬浮的核心沉淀而成，它们多由胶体物质围绕悬浮的核心沉淀而成，有明显的圈层状构造。有明显的圈层状构造。38地质学基础鲕状赤铁矿鲕状赤铁矿39地质学基础 (4)钟乳状集合钟乳状集合体：由溶液或胶体在体：由溶液或胶体在较开阔空间经较开阔空间经蒸发结蒸发结晶晶或或凝固凝固，逐层堆积逐层堆积而成。常见同心层状、而成。常见同心层状、放射状构造。放射状构造。40地质学基础41地质学基础42地质学基础四、矿物的物理性质四、矿物的物理性质(一一)矿物的光学性质矿物的光学性质 主要包括矿物对可见光吸收、反射、折射和透主要包括矿物对可见光吸收、反射、折射和透射时所表现的射时所表现的颜色颜色、条痕条痕、光泽光泽、透明度透明度等性质，等性质，也包括矿物受外部能量激发产生的也包括矿物受外部能量激发产生的发光性质发光性质。1.颜色颜色 是对是对入射可见光入射可见光中中不同波长的光线进行选择吸不同波长的光线进行选择吸收收后，透射和反射的各种波长可见光的后，透射和反射的各种波长可见光的混合色混合色。当矿物对不同波长的光均匀吸收，随着吸收量当矿物对不同波长的光均匀吸收，随着吸收量由多到少而呈现黑、深灰、灰、浅灰、白色。由多到少而呈现黑、深灰、灰、浅灰、白色。43地质学基础 当矿物对当矿物对不同波长的光不同波长的光选择吸收，则选择吸收，则呈现呈现被吸收光被吸收光的补色的补色。44地质学基础 根据矿物颜色产生的原因根据矿物颜色产生的原因,可将其分为可将其分为自色自色、他他色色和和假色假色三种。三种。自色自色：由矿物本身固有的化学成分和结构所决：由矿物本身固有的化学成分和结构所决定的颜色。定的颜色。他色他色：由非矿物本身固有的因素引起的颜色。：由非矿物本身固有的因素引起的颜色。假色：假色：由于某种物理原因及氧化作用所引起的由于某种物理原因及氧化作用所引起的颜色。颜色。自色因其主要由矿物固有因素决定的，对鉴定自色因其主要由矿物固有因素决定的，对鉴定矿物有重要意义；他色可作为鉴定某些矿物的辅助矿物有重要意义；他色可作为鉴定某些矿物的辅助依据；假色只对个别矿物有鉴定意义。依据；假色只对个别矿物有鉴定意义。45地质学基础 矿物颜色命名及描述方法常有两种：矿物颜色命名及描述方法常有两种：标准色谱法标准色谱法：利用标准色谱中红、橙、黄、绿、：利用标准色谱中红、橙、黄、绿、青、蓝、紫及白、灰、黑等色来描述矿物的颜色。青、蓝、紫及白、灰、黑等色来描述矿物的颜色。当矿物颜色与标准色谱的颜色有深浅差别时，可当矿物颜色与标准色谱的颜色有深浅差别时，可在标准色谱色名前加上适当的形容词。在标准色谱色名前加上适当的形容词。当矿物颜色介于两种标准色谱色之间时，可将次当矿物颜色介于两种标准色谱色之间时，可将次要颜色名称作为主要颜色的形容词写在主要颜色名称要颜色名称作为主要颜色的形容词写在主要颜色名称之前，如黄绿色表示以绿色为主，略带黄色。之前，如黄绿色表示以绿色为主，略带黄色。类比法类比法：即以生活中常见实物的颜色来描述矿物：即以生活中常见实物的颜色来描述矿物的颜色，如赤铁矿的猪肝色、橄榄石的橄榄绿色、雄的颜色，如赤铁矿的猪肝色、橄榄石的橄榄绿色、雄黄的桔红色。黄的桔红色。46地质学基础孔雀石孔雀石红宝石红宝石黄铁矿47地质学基础石英石英石英石英48地质学基础 2.条痕条痕 矿物粉末的颜色。矿物粉末的颜色。条痕与颜色的描述方法相同。条痕与颜色的描述方法相同。由于条痕消除了假色、减弱了他色，比矿物的由于条痕消除了假色、减弱了他色，比矿物的颜色更为固定，在鉴别某些不透明矿物时可具特殊颜色更为固定，在鉴别某些不透明矿物时可具特殊意义。意义。浅色、透明矿物的条痕大多为白、灰白等浅色，浅色、透明矿物的条痕大多为白、灰白等浅色，条痕对这些矿物的鉴定意义不大。此外，条痕也不条痕对这些矿物的鉴定意义不大。此外，条痕也不适用于硬度高于条痕板的矿物。适用于硬度高于条痕板的矿物。49地质学基础赤赤赤赤铁铁铁铁矿矿矿矿50地质学基础 3.光泽光泽 矿物表面对可见光的反射能力矿物表面对可见光的反射能力称光泽。称光泽。根根据据矿矿物物晶晶体体平平坦坦或或较较平平坦坦表表面面反反射射光光由由强强到弱的顺序，将光泽分为四级：到弱的顺序，将光泽分为四级：金金属属光光泽泽：呈呈明明显显的的金金属属状状光光亮亮的的光光泽泽，如如黄黄铁矿的光泽。铁矿的光泽。半半金金属属光光泽泽：如如同同未未经经磨磨光光的的金金属属表表面面的的光光泽泽，如磁铁矿的光泽。如磁铁矿的光泽。金金刚刚光光泽泽：象象钻钻石石表表面面一一样样光光亮亮的的光光泽泽，如如闪闪锌矿的光泽。锌矿的光泽。玻璃光泽玻璃光泽：类似平板玻璃表面光亮的光泽，如：类似平板玻璃表面光亮的光泽，如石英、方解石晶面的光泽。石英、方解石晶面的光泽。51地质学基础黄铁矿石英晶簇52地质学基础金刚石希望53地质学基础 受矿物的颜色、表面平坦程度、解理发育及集合方式等因素影响，矿物表现出一些特殊的光泽：油油脂脂光光泽泽：透明矿物在不平坦的断口上表现的油脂状光亮。石英的断口具有这种光泽。丝丝绢绢光光泽泽：透明矿物纤维状集合体表面的丝绢状光亮。纤维状石膏、石棉等矿物具有这种光泽。珍珍珠珠光光泽泽：由于内层解理面反射光相互干涉形成类似珍珠或贝壳珍珠层表面的光亮。土土状状光光泽泽：粉末或土状、疏松多孔状矿物集合体表面暗淡无光，所具有的光泽。54地质学基础 4.透明度透明度 矿物允许可见光透过的程度。矿物允许可见光透过的程度。根据矿物的透明程度，可将透明度分为三级：根据矿物的透明程度，可将透明度分为三级：透明透明、半透明半透明和和不透明不透明。透明矿物透明矿物：允许绝大部分可见光透过，隔着薄：允许绝大部分可见光透过，隔着薄片或碎片刃边可清晰地看到物体的轮廓，如石英、片或碎片刃边可清晰地看到物体的轮廓，如石英、白云母、长石等；白云母、长石等；不透明矿物不透明矿物：基本上不允许可见光透过，隔着：基本上不允许可见光透过，隔着其薄片或碎块刃边看不到任何物体，如磁铁矿、黄其薄片或碎块刃边看不到任何物体，如磁铁矿、黄铁矿等；铁矿等；半透明矿物半透明矿物：有关性质介于透明和不透明矿物：有关性质介于透明和不透明矿物之间，如辰砂、雌黄等。之间，如辰砂、雌黄等。55地质学基础 5.发光性发光性 矿物受到矿物受到外界能量激发外界能量激发时发出可见光的性质。时发出可见光的性质。按发光的性质不同，发光性分为两种：按发光的性质不同，发光性分为两种：萤光性萤光性和和磷光性磷光性。激发停止后发光立即停止的称萤光性，如金刚激发停止后发光立即停止的称萤光性，如金刚石、白钨矿等在紫外光照射下的发光现象；石、白钨矿等在紫外光照射下的发光现象；激发停止后仍能继续发光一段时间的称磷光性，激发停止后仍能继续发光一段时间的称磷光性，如磷灰石的热发光等。如磷灰石的热发光等。56地质学基础(二二)矿物的力学性质矿物的力学性质 1.硬度硬度 是指是指矿物抵抗外力机械作用的强度矿物抵抗外力机械作用的强度。根据机械作用力性质不同，硬度可以分为刻划根据机械作用力性质不同，硬度可以分为刻划硬度、压入硬度和研磨硬度等类型。硬度、压入硬度和研磨硬度等类型。摩氏硬度是一种刻划硬度摩氏硬度是一种刻划硬度，即，即以十种硬度不同以十种硬度不同的代表性矿物的硬度为标准，从软到硬，定为的代表性矿物的硬度为标准，从软到硬，定为1 1到到1010共十个硬度等级共十个硬度等级。这些代表性矿物的名称及其摩氏。这些代表性矿物的名称及其摩氏硬度级分别是：硬度级分别是：1滑石滑石 2石膏石膏 3方解石方解石 4萤石萤石 5磷灰石磷灰石 6正正长石石 7石英石英 8黄玉黄玉 9刚玉玉 10金金刚石石 57地质学基础 2.解理解理 矿矿物物晶晶体体受受力力作作用用后后沿沿一一定定方方向向裂裂开开成成一一系系列列光滑平面的性质光滑平面的性质称称解理解理，裂成的光滑平面裂成的光滑平面称称解理面解理面。根根据据解解理理产产生生的的难难易易，解解理理片片厚厚薄薄、解解理理面面大大小小及及平平整整光光滑滑程程度度，常常将将解解理理的的完完善善程程度度分分为为以以下下五个级别：五个级别：极极完完全全解解理理：极极易易产产生生解解理理，解解理理片片极极薄薄，解解理面大而平坦光滑，如白云母、黑云母的解理。理面大而平坦光滑，如白云母、黑云母的解理。完全解理完全解理：容易：容易产生解理，并形成生解理，并形成规则的解理的解理块，解理面解理面较大，且平坦光滑，如方解石的解理大，且平坦光滑，如方解石的解理。58地质学基础云母的解理云母的解理云母的解理云母的解理59地质学基础方解石的解理方解石的解理方解石的解理方解石的解理60地质学基础 中中等等解解理理：较较易易产产生生解解理理，解解理理面面不不大大且且平平坦坦、光光滑滑程程度度较较差差，碎碎块块上上既既有有解解理理面面又又有有断断口口，如如普普通辉石的解理。通辉石的解理。不不完完全全解解理理：较较难难产产生生解解理理，解解理理面面小小且且平平坦坦、光滑程度差，碎块上以断口为主，如磷灰石的解理。光滑程度差，碎块上以断口为主，如磷灰石的解理。极极不不完完全全解解理理：肉肉眼眼无无法法见见到到解解理理面面，碎碎块块上上只只发发育育断断口口。例例如如，肉肉眼眼观观察察不不到到石石英英的的解解理理面面，只有借助有关仪器才能见到零星的解理面。只有借助有关仪器才能见到零星的解理面。61地质学基础 肉眼鉴定解理时需要观察解理的完善程度、组肉眼鉴定解理时需要观察解理的完善程度、组数及其夹角。数及其夹角。某些矿物晶体，可能沿着不同方向发育完善程某些矿物晶体，可能沿着不同方向发育完善程度相同或不同的解理。例如，石盐晶体沿三个互相度相同或不同的解理。例如，石盐晶体沿三个互相垂直的方向发育完全解理；重晶石沿一个方向发育垂直的方向发育完全解理；重晶石沿一个方向发育完全解理，另两个方向发育中等解理。完全解理，另两个方向发育中等解理。晶体上出现解理的晶体上出现解理的方向数方向数称为称为解理组数解理组数；不同；不同方向解理面之间的夹角称方向解理面之间的夹角称解理夹角解理夹角。如，石盐具三。如，石盐具三组完全解理，解理夹角为组完全解理，解理夹角为90。62地质学基础Comparison of Cleavage and Crystal FacesPyroxeneAmphibole63地质学基础 3.断口断口 矿矿物物受受力力后后，在在任任意意方方向向上上裂裂成成的的凹凹凸凸不不平平的的面面。根据断口的形状特征，可将其分为：。根据断口的形状特征，可将其分为：参参差差状状断断口口：断断口口呈呈参参差差不不平平的的形形状状。如如磷磷灰灰石的断口。石的断口。贝壳状断口贝壳状断口：断口呈贝壳形的曲面，面上有不：断口呈贝壳形的曲面，面上有不规则的同心纹，形似贝壳状。如规则的同心纹，形似贝壳状。如a a石英的断口。石英的断口。锯齿状断口锯齿状断口：断口呈尖锐的锯齿状，自然铜等：断口呈尖锐的锯齿状，自然铜等延展性很强的矿物具有此种断口。延展性很强的矿物具有此种断口。土状断口土状断口：断口面呈细粉状，为高岭石等土状：断口面呈细粉状，为高岭石等土状矿物集合体所具有的断口。矿物集合体所具有的断口。64地质学基础65地质学基础贝贝贝贝壳壳壳壳状状状状断断断断口口口口66地质学基础 脆性脆性：指矿物受力作用时容易破碎的性质，如：指矿物受力作用时容易破碎的性质，如石盐、方解石等具脆性。石盐、方解石等具脆性。延展性延展性：指矿物在辗压或拉伸时分别容易成为：指矿物在辗压或拉伸时分别容易成为薄片或细丝的性质，如自然金、自然铜等具有延展薄片或细丝的性质，如自然金、自然铜等具有延展性。性。弹性弹性：指矿物在外力作用下弯曲变形，外力解：指矿物在外力作用下弯曲变形，外力解除后又恢复原状的性质，如云母等矿物具弹性。除后又恢复原状的性质，如云母等矿物具弹性。挠性挠性：指矿物受力弯曲变形，外力解除后不能：指矿物受力弯曲变形，外力解除后不能恢复原状的性质，如绿泥石片具挠性。恢复原状的性质，如绿泥石片具挠性。67地质学基础(三三)矿物的比重、磁性、放射性及电学性质矿物的比重、磁性、放射性及电学性质 1.比重比重 是是纯纯净净、均均匀匀的的单单矿矿物物在在空空气气中中的的重重量量与与同同体体积的水在积的水在4时的重量比。时的重量比。比重无量纲比重无量纲。矿物比重的变化范围很大，可从小于矿物比重的变化范围很大，可从小于1的琥珀的琥珀到到23的的铂族矿物，但大多数矿物的比重在铂族矿物，但大多数矿物的比重在23.5之间。之间。决定矿物比重大小的主要因素有两个：一是晶决定矿物比重大小的主要因素有两个：一是晶体结构中原子或离子的大小及其堆积紧密程度；二体结构中原子或离子的大小及其堆积紧密程度；二是组成元素的原子量大小。是组成元素的原子量大小。68地质学基础 一般按比重将矿物分为三级：一般按比重将矿物分为三级：轻比重：比重在轻比重：比重在2.5以下，如石膏，其比重为以下，如石膏，其比重为2.32；中等比重：比重在中等比重：比重在2.54之间，大多数矿物之间，大多数矿物具有中等比重，如石英、方解石、正长石，比重分具有中等比重，如石英、方解石、正长石，比重分别为别为2.65、2.715、2.56；重比重：比重大于重比重：比重大于4，如重晶石（比重，如重晶石（比重4.5）、）、方铅矿（比重方铅矿（比重7.5）。）。69地质学基础磁磁磁磁铁铁铁铁矿矿矿矿 2.磁性磁性 是指在外磁场作是指在外磁场作用下矿物被磁化时所用下矿物被磁化时所表现的性质，包括矿表现的性质，包括矿物被外磁场所吸引、物被外磁场所吸引、排斥以及被磁化的矿排斥以及被磁化的矿物对外界产生磁场。物对外界产生磁场。含含V3+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+及及Cu2+等离子的矿物等离子的矿物常具磁性。常具磁性。70地质学基础 3.放射性放射性 含放射性元素含放射性元素矿物物自自发地放出粒子地放出粒子或或射射线，同同时释放能量放能量的的性性质。通常将含有放射性元素的通常将含有放射性元素的矿物叫做物叫做放射性放射性矿物物。也有人只将主要由放射性元素也有人只将主要由放射性元素组成的成的矿物称物称为放射性放射性矿物，如晶物，如晶质铀矿UO2、方方钍石石ThO2。将含有少量放射性元素的将含有少量放射性元素的矿物称物称为含放射性含放射性元素元素矿物，如物，如锆石石、独居石。独居石。71地质学基础 4.电学性质电学性质 (1)导电性导电性 对对电流的传导能力电流的传导能力称为矿物的导电性。称为矿物的导电性。主主要要取取决决于于矿矿物物所所具具有有的的化化学学键键类类型型，并并同同原原子或离子与化学犍的空间分布有关。子或离子与化学犍的空间分布有关。有有些些矿矿物物极极易易导导电电，是是良良导导体体，如如自自然然金金属属矿矿物，黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物；物，黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物；有有些些矿矿物物几几乎乎不不导导电电，是是绝绝缘缘体体，如如石石英英、长长石、方解石、白云母、石膏、石盐；石、方解石、白云母、石膏、石盐；一一些些矿矿物物的的导导电电性性介介于于绝绝缘缘体体和和良良导导体体之之间间，称称半半导导体体矿矿物物，如如少少数数富富含含铁铁、锰锰的的硅硅酸酸盐盐及及铁铁、锰等元素的氧化物。锰等元素的氧化物。72地质学基础 (2)介电性、压电性和焦电性介电性、压电性和焦电性 介电性：指某些矿物在介电性：指某些矿物在电场中被极化电场中被极化的性质。的性质。压电性：对某些矿物晶体压电性：对某些矿物晶体施加定向压力施加定向压力时，其时，其两端出现两端出现正负相反正负相反、数量相等电荷数量相等电荷的性质。的性质。焦电性：对某些矿物晶体焦电性：对某些矿物晶体加热加热时，其两端出现时，其两端出现正负相反正负相反、数量相等电荷数量相等电荷的性质。的性质。73地质学基础五、矿物分类、命名五、矿物分类、命名（一）矿物晶体化学分类（一）矿物晶体化学分类 矿物分类方案：是以矿物分类方案：是以矿物的化学成分矿物的化学成分和和晶体结晶体结构构作为分类依据的晶体化学分类。作为分类依据的晶体化学分类。该分类方案以该分类方案以矿物种矿物种作作为分类的基本单元，整为分类的基本单元，整个分类体系的级序依次为：个分类体系的级序依次为：大类大类类类(亚类亚类)族族(亚族亚族)种种(亚种亚种)。大大类：以化学成分：以化学成分为依据，把化合物依据，把化合物类型相同型相同或相似的或相似的矿物物归并并为一个大一个大类。例如例如CaCO3、石膏石膏CaSO42H2O同属含氧同属含氧盐矿物大物大类。74地质学基础 类类：同同一一大大类类中中，以以阴阴离离子子或或络络阴阴离离子子种种类类为为依依据据，把把具具有有相相同同阴阴离离于于或或络络阴阴离离子子的的矿矿物物归归并并为为一类。一类。如如重重晶晶石石BaSO4与与石石膏膏CaSO42H2O同同属属硫酸盐矿物类。硫酸盐矿物类。亚类亚类：在某些类中，矿物中的络阴离子结构不：在某些类中，矿物中的络阴离子结构不同，将络阴离子结构类型相同的矿物归并为一个亚同，将络阴离子结构类型相同的矿物归并为一个亚类。类。例如，镁橄榄石例如，镁橄榄石Mg2SiO4中每中每个个SiO44-络络阴离子均孤立存在，高岭石阴离子均孤立存在，高岭石Al4Si4O10(OH)8中的中的SiO44-络阴离子则连接成层，二者分别属于岛状和络阴离子则连接成层，二者分别属于岛状和层状结构硅酸盐矿物亚类。层状结构硅酸盐矿物亚类。75地质学基础 族族：在在同同一一类类或或亚亚类类中中，把把化化学学成成分分类类似似、晶体结构相同的矿物归并为一个族。晶体结构相同的矿物归并为一个族。例例 如如，正正 长长 石石 KAlSi3O8与与 钠钠 长长 石石NaAlSi3O8化化学学成成分分类类似似，其其中中的的络络阴阴离离子子均均连连接接成成在在三三维维空空间间延延伸伸的的骨骨架架状状，故故同同属属长长石石矿矿物物族。族。亚亚族族：在在某某些些族族中中，把把主主要要阳阳离离子子种种类类等等特特征相同的矿物归并为一个亚族。征相同的矿物归并为一个亚族。例例 如如，钾钾 长长 石石 KAlSi3O8、钙钙 长长 石石CaAl2Si2O8分分别别属属于于长长石石族族中中的的钾钾长长石石亚亚族族和和斜长石亚族。斜长石亚族。76地质学基础 种种：在在同同一一族族或或亚亚族族中中，把把化化学学成成分分和和晶晶体体结构基本相同的矿物归并为一个种。结构基本相同的矿物归并为一个种。赤赤铁铁矿矿、方方解解石石、石石膏膏、重重晶晶石石、镁镁橄橄榄榄石石、高高岭岭石石、正正长长石石、钠钠长长石石、钙钙长长石石等等均均是是矿矿物物种种的名称。的名称。亚种亚种：在同一种矿物中，把次要成分、形态、：在同一种矿物中，把次要成分、形态、物理性质等特征中的一个或多个相同的矿物归并物理性质等特征中的一个或多个相同的矿物归并为一个亚种。为一个亚种。例如，赤铁矿包括呈鳞片状和鱼子状等形态例如，赤铁矿包括呈鳞片状和鱼子状等形态的亚种，前者称镜铁矿，后者称鲕状赤铁矿。的亚种，前者称镜铁矿，后者称鲕状赤铁矿。77地质学基础 晶晶体体化化学学分分类类方方案案把把矿矿物物的的化化学学成成分分与与晶晶体体结结构构紧紧密密联联系系，有有助助于于从从本本质质上上理理解解矿矿物物的的形形态态、物物理性质及自然界中元素间相互结合的一般规律性。理性质及自然界中元素间相互结合的一般规律性。根据此方案将矿物分为如下五个大类：根据此方案将矿物分为如下五个大类：第一大类：自然元素矿物；第一大类：自然元素矿物；第二大类：硫化物及其类似化合物矿物；第二大类：硫化物及其类似化合物矿物；第三大类：氧化物及氢氧化物矿物；第三大类：氧化物及氢氧化物矿物；第四大类：卤化物矿物；第四大类：卤化物矿物；第五大类：含氧盐矿物。第五大类：含氧盐矿物。78地质学基础（二）矿物命名简介（二）矿物命名简介 1.以以矿矿物物或或矿矿物物解解理理块块的的形形态态为为命命名名依依据据：如如石石榴榴石石得得名名于于其其晶晶形形似似石石榴榴籽籽；方方解解石石的的名名称称与与该该矿矿物物被被敲敲击击后后呈呈“块块块块方方解解”有有关关；长长石石的的名名称称与与该该矿矿物物具具有有长长方方形形解解理理块块有有关关；芒芒硝硝晶晶体体呈麦芒状。呈麦芒状。2.以以矿矿物物的的化化学学成成分分为为命命名名依依据据：如如自自然然金金、自然铜的主要化学成分分别为自然铜的主要化学成分分别为Au和和Cu。3.以矿物的以矿物的物理性质物理性质为命名依据：如橄榄石为命名依据：如橄榄石得名于该矿物的橄榄绿色；电气石名称与其具热得名于该矿物的橄榄绿色；电气石名称与其具热电性有关；金刚石的含义是该矿物有特有的光泽电性有关；金刚石的含义是该矿物有特有的光泽及无坚不摧的刚硬。及无坚不摧的刚硬。79地质学基础 4.以以产产地地或或产产出出位位置置为为命命名名依依据据：如如辰辰砂砂在在历历史史上上的的主主要要产产地地为为湖湖南南辰辰州州；高高岭岭石石的的典典型型产产地地为为江江西西景景德德镇镇附附近近的的高高岭岭村村；香香花花石石首首先先发发现现于于湖南省香花岭。湖南省香花岭。5.以以发发现现者者或或其其它它人人名名为为命命名名依依据据：如如章章氏氏硼硼镁镁石石是是为为纪纪念念其其发发现现者者、我我国国著著名名地地质质学学家家章章鸿鸿钊而命名的。钊而命名的。6.以以历代传说历代传说为命名依据：例如，关于云母一为命名依据：例如，关于云母一名的起源，李时珍引名的起源，李时珍引荆南志荆南志：华容方台山出：华容方台山出云母，土人候云所出之处，于下掘取，无不大获云母，土人候云所出之处，于下掘取，无不大获则此石乃云之根，故得云母之名。也有人认则此石乃云之根，故得云母之名。也有人认为云母得名于其片状形态和五彩斑斓的颜色与为云母得名于其片状形态和五彩斑斓的颜色与“云华云华(花花)”)”的形状和颜色类似。的形状和颜色类似。80地质学基础 矿矿物物名名称称的的字字尾尾是是我我国国古古代代及及近近现现代代矿矿物物名名称的重要组成部分，其用法也有一定的规律。称的重要组成部分，其用法也有一定的规律。凡凡呈呈金金属属光光泽泽或或主主要要用用来来提提炼炼金金属属的的矿矿物物，称为称为XX矿，如辉锑矿、赤铁矿；矿，如辉锑矿、赤铁矿；呈呈非非金金属属光光泽泽的的矿矿物物称称XX石石，如如方方解解石石、正正长长石石；可可作作宝宝石石材材料料的的矿矿物物称称XX玉玉，如如刚刚玉玉、黄黄玉；玉；81地质学基础 常常呈呈细细小小粒粒状状产产出出的的矿矿物物称称XX砂砂，如如辰辰砂砂、硼硼砂砂；在在地地表表形形成成的的、松松散散状状的的次次生生矿矿物物称称XX华华，如钴华、镍华、砷华；如钴华、镍华、砷华；具具滑滑腻腻性性或或粘粘滞滞性性的的矿矿物物称称为为XX膏膏，如如石石膏膏；易溶于水的硫酸盐称为易溶于水的硫酸盐称为XX矾，如胆矾；矾，如胆矾；常常呈呈透透明明晶晶体体出出现现的的矿矿物物称称为为XX晶晶，如如黄黄晶晶、水晶水晶 82地质学基础83地质学基础84地质学基础85地质学基础86地质学基础87地质学基础88地质学基础89地质学基础90地质学基础本节小结本节小结 1、矿物、晶体、非晶体、单质矿物、化合物、矿物、晶体、非晶体、单质矿物、化合物矿物、造岩矿物的概念；矿物、造岩矿物的概念；2、矿物的化学成分及其克拉克值之间的关系、矿物的化学成分及其克拉克值之间的关系、化学式、矿物中的水及其类型，类质同象和同质化学式、矿物中的水及其类型，类质同象和同质多象；多象；3、矿物的形态（单体：结晶习性、晶面花纹，、矿物的形态（单体：结晶习性、晶面花纹，集合体：显晶、隐晶、胶态）；集合体：显晶、隐晶、胶态）；4、矿物的物理性质（光学：颜色、条痕、光、矿物的物理性质（光学：颜色、条痕、光泽、透明度、发光性，力学：硬度、解理、断口泽、透明度、发光性，力学：硬度、解理、断口等，其它）；等，其它）；5、分类和命名。、分类和命名。91地质学基础复习思考题复习思考题 1、何谓矿物？晶质矿物与非晶质矿物有何、何谓矿物？晶质矿物与非晶质矿物有何区别？区别？2、矿物的物理性质有哪些？受哪些因素决、矿物的物理性质有哪些？受哪些因素决定的？它们有何实际意义？定的？它们有何实际意义？3、矿物的分类依据是什么？如何进行分类、矿物的分类依据是什么？如何进行分类的？的？92地质学基础End of this part!93