chap3 地球的物质组成
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黄铁矿(FeS2)晶体
（立方体）
（五角十二面体）
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wk.baidu.com
11
二、自然界中的矿物
2、矿物是如何形成的？
结晶作用
–岩浆冷却形成晶体 –在固态条件下重结晶 –从溶液中沉淀
Hematite and Magnetite occur
together with
red chert
完整版ppt
12
二、自然界中的矿物
第三章 地球的物质组成
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1
本章主要内容：
地球中的元素 自然界中的矿物
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2
一、地球中的元素 • 组成地球的物质（按质量计）主要为铁、氧、硅、镁 等92种元素 • 地壳的元素组成以氧、硅、铝、铁、镁为主（占92％）
整个地球
地壳
• 生物圈以氧、碳、氢为主 • 水圈主要由氧、氢组成完整版ppt
自然元素矿物 卤化物矿物 硫化物矿物 氧化物和氢氧化物矿物 含氧酸盐矿物
－根据化学式可以直接知道该矿物属于哪一类
－具相同阴离子的矿物趋于具有相似的性质
－具相同阴离子的矿物完整趋版于pp共t 生于相同的地质环境
24
二、自然界中的矿物
自然元素矿物
金（Au）、金刚石（C）、 硫（S）、石墨（C）…
金（Au）
4. 萤石
5. 磷灰石
刀刃/玻璃
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• 滑石硬度最小 (硬度为1)、 金刚石硬度最大（硬度为10）
应用举例：
将欲测定的矿物与萤石相
刻划，若彼此无损伤，则硬
度相等，即所测矿物的硬度
为4；若此矿物能刻划萤石，
但不能刻划磷灰石，相反却
为磷灰石所刻划，则其硬度
应在4－5之间，因此可定为
4.5。
20
经切割的黄玉
据 Press et al., 2003
3
二、自然界中的矿物 矿物：天然产出的、无机的、具有确定化学成分的结晶物质。
一种天然产出的物质要被称为“矿物”，它必须：
• 是固体 （石油和天然气不是矿物） • 是无机物（煤不是矿物） • 具有有序的内部结构
完整版ppt
4
为什么要关心矿物?
－我们所使用的产品几乎
都源于矿物
铝: 饮料罐 石英 : 窗玻璃 铜: 电线 滑石: 爽身粉 金、银: 首饰 硅: 计算机芯片
……
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5
二、自然界中的矿物
1、矿物的晶体结构
• 组成矿物的原子/离子的空间排列型式 • 矿物的各种特征，不仅与其化学成分有关，更受其晶体结构的控制
石盐（NaCl)的晶体结构
石盐晶体
氯 离 子
2、矿物是如何形成的？
结晶作用
–岩浆冷却形成晶体 –在固态条件下重结晶 –从溶液中沉淀
Hematite and Magnetite occur
together with
red chert
完整版ppt
13
二、自然界中的矿物
2、矿物是如何形成的？
结晶作用
–岩浆冷却形成晶体 –在固态条件下重结晶 –从溶液中沉淀
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方解石 白云石 菱28锰矿
二、自然界中的矿物
5、重要的矿物
• 在目前已知的5000 余种矿物中，只有几十种是常见 的。其中最常见的 5 类构成了地壳的90％以上，这些 矿物都是硅酸盐矿物。
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27
二、自然界中的矿物
氧化物和氢氧化物矿物
赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、 软锰矿（MnO2）、铝土矿（Al2O3•nH2O） 褐铁矿（ Fe2O3 •nH2O）…
含氧酸盐矿物
• 硫酸盐矿物：石膏、芒硝、重晶石… • 碳酸盐矿物: 方解石（CaCO3）、白云石
CaMg(CO3)2、菱锰矿(MnCO3) … • 硅酸盐矿物 ：种类繁多
解理
（Cleavage）
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15
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
晶体形态 • 矿物一般都有自己固有的形态， 但在自然界产出时多不完整 • 少数矿物易以其特征的形态产出
金刚石
石英
石榴石 黄铁矿
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16
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
颜色
• 除少数无色透明者外，矿物一般 都有自己的颜色 • 含有杂质时本来的颜色会被改变 • 少数矿物易以其特征的颜色产出
金属光泽 丝绢光泽
石英
石绵
黄铁矿
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19
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
硬度
• 矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的程度
• 相当可靠的鉴定标志
• 用摩氏硬度计（用作硬度标准的10种矿物）测定
摩氏硬度计
1. 滑石
6. 长石
2. 石膏
7. 石英
指甲
8. 黄玉
3. 方解石
9. 刚玉
铜币
10.金刚石
硫（S）
金刚石（C）
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25
二、自然界中的矿物
卤化物矿物
萤石（CaF2）、石盐（NaCl）、 钾盐（KCl）…
萤石（CaF2）
石盐（NaCl）
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26
二、自然界中的矿物
硫化物矿物
黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、 方铅矿（PbS2）…
黄铁矿（FeS2）
方铅矿（PbS2）
钠 离 子
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6
二、自然界中的矿物
金刚石（C）的晶体结构
碳原子
强键
完整版金pp刚t 石
7
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8
二、自然界中的矿物
碳原子
石墨（C）的晶体结构
强键
弱键
石墨
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9
二、自然界中的矿物 • 同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外部相态
石英(SiO2)晶体
完整版ppt
10
二、自然界中的矿物 • 同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外部相态
Hematite and Magnetite occur
together with
red chert
完整版ppt
14
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质 • 肉眼鉴定矿物的主要依据
晶体形态 （Crystal shape）
颜色
（Color）
条痕
（Streak）
光泽
（Luster）
硬度
（Hardness）
（硬度＝8）
经切割的钻石
（金刚石，硬度＝10）
完整版ppt
21
红宝石（刚玉，硬度＝9）
完整版ppt
22
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
解理 • 矿物趋于沿一定方向产生破裂面的性质 • 受晶体结构中的薄弱面控制
云母－片状
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方解石－偏菱面体 23
二、自然界中的矿物
4、矿物的类型
按化学成分和主要阴离子/阴离子组合分为5大类
方铅矿
橄榄石
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正长石
17
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
条痕 • 矿物在白色无釉磁板上划痕的颜色（矿物粉末的颜色） • 可消除杂质等因素的干扰：比颜色更为可靠的鉴定标志
赤铁矿
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18
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
光泽
• 矿物表面对光线的反射质量与强度 • 例如： 玻璃光泽
（立方体）
（五角十二面体）
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11
二、自然界中的矿物
2、矿物是如何形成的？
结晶作用
–岩浆冷却形成晶体 –在固态条件下重结晶 –从溶液中沉淀
Hematite and Magnetite occur
together with
red chert
完整版ppt
12
二、自然界中的矿物
第三章 地球的物质组成
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1
本章主要内容：
地球中的元素 自然界中的矿物
完整版ppt
2
一、地球中的元素 • 组成地球的物质（按质量计）主要为铁、氧、硅、镁 等92种元素 • 地壳的元素组成以氧、硅、铝、铁、镁为主（占92％）
整个地球
地壳
• 生物圈以氧、碳、氢为主 • 水圈主要由氧、氢组成完整版ppt
自然元素矿物 卤化物矿物 硫化物矿物 氧化物和氢氧化物矿物 含氧酸盐矿物
－根据化学式可以直接知道该矿物属于哪一类
－具相同阴离子的矿物趋于具有相似的性质
－具相同阴离子的矿物完整趋版于pp共t 生于相同的地质环境
24
二、自然界中的矿物
自然元素矿物
金（Au）、金刚石（C）、 硫（S）、石墨（C）…
金（Au）
4. 萤石
5. 磷灰石
刀刃/玻璃
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• 滑石硬度最小 (硬度为1)、 金刚石硬度最大（硬度为10）
应用举例：
将欲测定的矿物与萤石相
刻划，若彼此无损伤，则硬
度相等，即所测矿物的硬度
为4；若此矿物能刻划萤石，
但不能刻划磷灰石，相反却
为磷灰石所刻划，则其硬度
应在4－5之间，因此可定为
4.5。
20
经切割的黄玉
据 Press et al., 2003
3
二、自然界中的矿物 矿物：天然产出的、无机的、具有确定化学成分的结晶物质。
一种天然产出的物质要被称为“矿物”，它必须：
• 是固体 （石油和天然气不是矿物） • 是无机物（煤不是矿物） • 具有有序的内部结构
完整版ppt
4
为什么要关心矿物?
－我们所使用的产品几乎
都源于矿物
铝: 饮料罐 石英 : 窗玻璃 铜: 电线 滑石: 爽身粉 金、银: 首饰 硅: 计算机芯片
……
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二、自然界中的矿物
1、矿物的晶体结构
• 组成矿物的原子/离子的空间排列型式 • 矿物的各种特征，不仅与其化学成分有关，更受其晶体结构的控制
石盐（NaCl)的晶体结构
石盐晶体
氯 离 子
2、矿物是如何形成的？
结晶作用
–岩浆冷却形成晶体 –在固态条件下重结晶 –从溶液中沉淀
Hematite and Magnetite occur
together with
red chert
完整版ppt
13
二、自然界中的矿物
2、矿物是如何形成的？
结晶作用
–岩浆冷却形成晶体 –在固态条件下重结晶 –从溶液中沉淀
完整版ppt
方解石 白云石 菱28锰矿
二、自然界中的矿物
5、重要的矿物
• 在目前已知的5000 余种矿物中，只有几十种是常见 的。其中最常见的 5 类构成了地壳的90％以上，这些 矿物都是硅酸盐矿物。
完整版ppt
27
二、自然界中的矿物
氧化物和氢氧化物矿物
赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、 软锰矿（MnO2）、铝土矿（Al2O3•nH2O） 褐铁矿（ Fe2O3 •nH2O）…
含氧酸盐矿物
• 硫酸盐矿物：石膏、芒硝、重晶石… • 碳酸盐矿物: 方解石（CaCO3）、白云石
CaMg(CO3)2、菱锰矿(MnCO3) … • 硅酸盐矿物 ：种类繁多
解理
（Cleavage）
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15
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
晶体形态 • 矿物一般都有自己固有的形态， 但在自然界产出时多不完整 • 少数矿物易以其特征的形态产出
金刚石
石英
石榴石 黄铁矿
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16
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
颜色
• 除少数无色透明者外，矿物一般 都有自己的颜色 • 含有杂质时本来的颜色会被改变 • 少数矿物易以其特征的颜色产出
金属光泽 丝绢光泽
石英
石绵
黄铁矿
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19
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
硬度
• 矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的程度
• 相当可靠的鉴定标志
• 用摩氏硬度计（用作硬度标准的10种矿物）测定
摩氏硬度计
1. 滑石
6. 长石
2. 石膏
7. 石英
指甲
8. 黄玉
3. 方解石
9. 刚玉
铜币
10.金刚石
硫（S）
金刚石（C）
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25
二、自然界中的矿物
卤化物矿物
萤石（CaF2）、石盐（NaCl）、 钾盐（KCl）…
萤石（CaF2）
石盐（NaCl）
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26
二、自然界中的矿物
硫化物矿物
黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、 方铅矿（PbS2）…
黄铁矿（FeS2）
方铅矿（PbS2）
钠 离 子
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二、自然界中的矿物
金刚石（C）的晶体结构
碳原子
强键
完整版金pp刚t 石
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8
二、自然界中的矿物
碳原子
石墨（C）的晶体结构
强键
弱键
石墨
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二、自然界中的矿物 • 同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外部相态
石英(SiO2)晶体
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10
二、自然界中的矿物 • 同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外部相态
Hematite and Magnetite occur
together with
red chert
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14
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质 • 肉眼鉴定矿物的主要依据
晶体形态 （Crystal shape）
颜色
（Color）
条痕
（Streak）
光泽
（Luster）
硬度
（Hardness）
（硬度＝8）
经切割的钻石
（金刚石，硬度＝10）
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红宝石（刚玉，硬度＝9）
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二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
解理 • 矿物趋于沿一定方向产生破裂面的性质 • 受晶体结构中的薄弱面控制
云母－片状
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方解石－偏菱面体 23
二、自然界中的矿物
4、矿物的类型
按化学成分和主要阴离子/阴离子组合分为5大类
方铅矿
橄榄石
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正长石
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二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
条痕 • 矿物在白色无釉磁板上划痕的颜色（矿物粉末的颜色） • 可消除杂质等因素的干扰：比颜色更为可靠的鉴定标志
赤铁矿
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18
二、自然界中的矿物
3、矿物的物理性质
光泽
• 矿物表面对光线的反射质量与强度 • 例如： 玻璃光泽