第2讲(矿物-新)
岩土工程技术导论 第二讲 基础理论2_1工程地质学
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
主要内容 1.1 基本概念 1.2 岩石与土 1.3 地质构造 1.4 地下水 1.5 不良地质灾害 1.6 工程地质勘察
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
1.1 基本概念
q地质学-是关于地球的科学,研究对象主要是固体
地球的上层。
体的总体。
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
1 工程地质学
主要内容
P 1.1 基本概念 P 1.2 岩石与土
1.3 地质构造 1.4 地下水 1.5 不良地质灾害 1.6 工程地质勘察
祖母绿
黄水晶
孔雀石
蓝宝石
水晶
海蓝宝石
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
猫眼石
羊脂玉
玛瑙
翡翠
绿松石
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
q岩体=岩石+软弱结构面
Ø指包括各种地质界面,如层面、层理、节理、断层、 软弱夹层等结构面的单一或多种岩石构成的地质体。
Ø被各种结构面所切割,由大小不同、形状不一的岩块 (即结构体)所组合而成。 Ø是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构
第二讲 岩土工程技术导论 基础理论 1 工程地质学
C.变质作用:指构造运动与岩浆作用过程中,原 有岩石受温度、压力和化学性质活 泼的流体作用,在固体状态下发生 物质成分和特征的改变,转变成新 的岩石,即变质岩的形成过程。
D.地震:接近地球表面岩层中构造运动以弹性波 形式释放应变能而引起地壳的快速颤动 和震动。
岩石学复习资料
岩⽯学复习资料第1讲绪论1. 岩⽯:天然产出的,由⼀种或多种矿物或⽕⼭玻璃、⽣物遗骸、胶体组成的固态集合体。
3.三⼤岩类:岩浆岩(⽕成岩):它是由地壳深处或上地幔中形成的⾼温熔融的岩浆,在侵⼊地下或喷出地表冷凝⽽成的岩⽯。
4.沉积岩:它是由地壳风化产物、⽣物有关物质、⽕⼭碎屑物等,在外营⼒作⽤下搬运、沉积、固结⽽成的岩⽯。
变质岩:由岩浆岩、沉积岩经变质作⽤转化⽽成的岩⽯。
岩浆岩和变质岩⼜可统称为结晶岩。
6. 岩浆岩及其研究意义:(1)岩⽯类型及其鉴别特征(2)岩⽯系列与组合(3)岩⽯成因(4)岩浆作⽤与构造环境(5)⽕成岩岩⽯探针与当代地球科学前缘7.岩浆:岩浆是上地幔和地壳深处形成的,以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、含有挥发份的熔融体(熔体)。
岩浆的成份:主要成分为硅酸盐。
以氧化物形式表⽰SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O。
SiO2 = 40%~75%。
挥发份(<6%)H2O, CO2, CO, N2, SO2, SO3, H2S, HCl, H2F。
成矿⾦属元素。
岩浆的温度:a.观察现代熔岩流的温度:通常:700℃~1200℃。
基性熔岩:1025℃~1225℃。
酸性熔岩:735℃~890℃。
挥发份可以使起熔温度和液相线温度明显下降。
8.影响粘度的因素:a.氧化物:SiO2,Al2O3,Cr2O3的存在使粘度增加,尤其 SiO2。
基性岩粘度⼩,以溢流为主;酸性岩粘度⼤,多以爆发形式为主。
b.挥发份:其存在将显著降低岩浆粘度。
挥发份增加,粘度降低。
c.温度:温度升⾼,粘度降低。
d.压⼒:对于不含⽔的⼲岩浆,压⼒升⾼,粘度增加;对于富⽔岩浆:I. 压⼒增加,挥发份溶解度增加,粘度降低; II. 压⼒达到⼀定值,挥发份饱和,粘度随压⼒升⾼⽽增加9.岩浆作⽤:地下深处的岩浆,在其挥发份和地质应⼒的作⽤下,沿构造脆弱带上升到地壳上部或地表,岩浆上升运移过程中,由于物理化学条件的改变,⼜不断地改变⾃⼰的成分,最后凝固成岩浆岩的过程称为岩浆作⽤。
煤矿地质讲义2
山西煤炭职业技术学院地测工程系地质组
地质构造
• 基础:沉积岩原始产状是水平或近于水平 的,并在一定范围内连续分布。 • 地质构造:由于地壳运动使原始岩层产状 改变后的形态,即由地壳运动引起岩层的 变形和变位,叫地质构造。 • 地质构造的基本形态:单斜构造 褶皱构造 断裂构造
单斜构造
• 一定范围内岩层大致向同一方向倾斜,叫单 斜构造。
褶曲要素示意图
褶曲的横剖面形态分类
根据褶曲枢纽产状分类
• 1.水平褶曲 褶曲枢纽水平 • 2.倾伏褶曲 褶曲枢纽倾伏
根据褶曲平面形态分类
• 1.线形褶曲 褶曲长短轴之比大于10:1 • 2.短轴褶曲 褶曲长短轴之比小于10:1而 大于3:1 • 3.穹隆和构造盆地 褶曲长短轴之比小于3: 1的背斜叫穹隆;向斜叫构造盆地
擦痕与阶步
寻找断失煤层的方法
• 1. 岩(煤)层层位对比法
寻找断失煤层的方法
2. 断层特征法 • 擦痕、阶步 • 构造岩 • 牵引现象 • 煤线追索 • 派生节理
寻找断失煤层的方法
• • • • 3. 小断层类比法 4. 经验推断法 5. 对比分析法 6. 生产勘探法
(八)断层对煤矿生产的影响 与处理方法
断裂构造 -节理
• 岩层受力发生破裂,而裂面两侧部分没有 发生明显相对位移的断裂构造。 • 成因分类 • 1.原生裂隙 岩石形成过程中形成的裂隙。 • 2.非构造裂隙 指由外力地质作用形成的节 理。 • 3.构造裂隙 受地壳运动作用形成的裂隙。
构造节理的特征
节理类型 产状
沿走向、 裂面光滑 遇砾石切 倾向延伸 程度 割情况
岩层产状要素
岩层产状
• • • • • • • • • • (一)走向 走向线:岩层面上的水平线。如AB 走向:走向线延伸的方向。如CA→ CB→ (二)倾向 真倾斜线:岩层面上与走向线垂直的直线。如CD 倾向线:真倾斜线在水平面上的投影。CD` 视倾斜线:视倾斜线岩层面上与走向线斜交的直线。 视倾向线:在水平面上的投影。 倾向:倾向线指向岩层倾斜的方向CD` → 。 (三)倾角 岩层面与水平面的夹角。即真倾斜线和倾向线的夹角。
第2讲-1 斑岩矿床
金、银
岩体出露面积一般不超过3km2,多小于1km2
(二)控矿构造
控制斑岩矿床区域分布的主因是断裂-岩浆活动带,深大 断裂带的一侧或与它相交的次级断裂或背斜是最有利的成矿部
位。
斑岩矿床控矿构造分为环形和线形两类:
(1)受环形构造控制的筒状矿体;
(2)受线形构造控制的似层状、透镜状、板条状和不规则状矿 体。 环形构造包括接触带构造和角砾岩筒构造;线形构造包括 成矿岩体内、外的片理化带构造,挤压破碎带构造和断裂裂隙 带构造。
1、酸性岩(花岗岩)类:SiO2≈70%, 石英﹥23%,钾长石﹥30%,
斜长石﹤30%,斑岩矿床以钼为主, 伴生铜 2、中酸性岩(花岗闪长岩)类: SiO2 ≈62-68%,石英含量≈20%, 钾长石=12-18%,斜长石﹥50%,斑岩矿床以铜为主, 伴生 钼 3、中性岩(闪长岩)类: SiO2 ﹤60%,石英﹤15%,钾长石﹤10 %,斜长石﹥50%,斑岩矿床以铜为主, 无钼或极少量,伴生
蚀变分带
斑岩矿床从岩体到围岩具有特征的蚀变分带:
(1)钾化带(内带):黑云母-钾长石化,矿物组合为钾长石-黑云母-石 英,次为绢云母,硬石膏-少量绿泥石-高岭石-钠长石-电气石。
黑云母化并非所有斑岩矿床都有,主要取决于围岩性质。围岩为中
基性侵入岩、火山岩等含铁镁矿物多,则出现黑云母化;围岩为硅 铝质酸性、中酸性侵入岩、火山岩时,则出现钾长石-绢云母化。 (2)石英-绢云母化带(中间带):又称“千枚岩化带”,为主要的赋矿 部位,地表出露,是重要找矿标志。矿物组合为绢云母-石英,其 次为水白云母-水化黑云母-伊利石-黄铁矿-少量绿泥石-高岭石-金 红石-电气石。 现象,新鲜处为灰白色。
断层性质的判断 圣马纽埃-马拉马祖矿区所发育的断层皆为正断层。 其中,圣马纽埃断层延伸最长,走NW,倾向SW,该断 层在圣马纽埃矿区附近为两个高角度的正断层所分割。 圣马纽埃断层把原生矿体切割为两部分——圣马纽埃 矿体及克拉马祖矿体,圣马纽埃矿体位于断层的下盘。 这个断层倾角较小,大部分地段其倾角小于45O,在圣马 纽埃矿区平均倾角约25O。 对该断层性质的认识,先后曾有过较大的争论,其中 包括这样小倾角的断层是正断层还是逆掩层断的争论 ——因而对该断层性质的正确判断则成为确定上盘的 克拉马祖矿体的找矿方向的根据。
矿物是怎么形成的
矿物是怎么形成的
由于地球的演化过程非常复杂,矿物的形成也充满了神秘。
矿物是构
成地表岩石的重要组成部分,它们主要形成于变质作用和成熟作用中。
本文将为您讲述矿物是如何形成的:
1、变质作用:在变质作用中,高温和高压使岩石瓦解和熔融,从而出现各种物质和渗漏,矿物的晶体结构被此类变质作用所影响,最终改
变原来的岩石组成,并形成新的矿物。
2、成熟作用:成熟作用是指一种沉淀反应,即溶解的物质可以随水流动而移动,当到达合适的成熟状态时,沉淀物会在某一地方落实,产
生矿物。
3、溶融沉积作用:熔体是一种液态物质,它由蒸发后产生,然后溶出物质也可以沉淀于其中,这样也会形成矿物。
4、热液作用:热液是一种温度较高的液态物质,像泉水一样在火山喷发前射出洞口,矿物可能会在此形成。
5、交代作用:交代作用是矿物形成的最常见方式,一种典型的例子就是水晶的形成过程,由于有溶液的存在,部分矿物质会随之析出,形
成新的矿物晶体。
通过上述五种方式,矿物得以形成地表岩石的组成部分,从而成为地球的重要构成成分,由此可见矿物的常态形成是一项复杂的过程。
非金属矿物加工与利用 第2讲PPT课件
按用途分类
用途
非金属矿物与岩石
化工原料
岩盐、芒硝、天然碱、明矾石、自然硫、磷灰石、重晶石、天青石、萤 石、石灰石等
光学原料
冰洲石、光学石膏、方解石、水晶、光学石英、光学萤石等
电力电子
石墨、云母、石英、水晶、电气石、金红石等
农药、化 肥
磷灰石、钾盐、钾长石、芒硝、石膏、高岭石、地开石、膨润土等
磨料润滑 剂
滤、载体
珍珠岩、蛋白土、石墨、滑石等
用途
非金属矿物与岩石
保温、隔热、 石棉、石膏、石墨、蛭石、硅藻土、海泡石、珍珠岩、玄武
隔音材料
岩、辉绿岩、浮石及火山灰等
铸石材料
玄武岩、辉绿岩、安山岩等
建筑材料
石棉、石膏、花岗岩、大理岩、石英岩、石灰石、硅藻土、 砂石、粘土等
玻璃
石英砂和石英岩、长石、霞石正长岩、脉石英等
非金属矿物加工与利用
非金属矿物加工与利用
• 概述 • 非金属矿物选矿与提纯技术 • 非金属矿物超细粉碎与分级 • 粉体表面改性 • 其它技术
非金属矿物加工与利用概述
1 非金属矿产资源概述 2 我国非金属矿产资源现状与存在的问题 3 非金属矿加工的主要内容及发展趋势 4 非金属矿通用名词术语
1 非金属矿产资源概述
是指除了矿物燃料以外的,其化学组成或 技术物理性能可资工业利用,而且有经济价
值的所有非金属矿物与岩石。
白云母
红柱石
非金属矿产的分类
• 大体上可分为三种,即按矿产的用途分类,按矿产
的地质成因分类以及按矿产品的价值分类。但实际上, 由于非金属矿产种类繁多、地质成因复杂、用途广泛, 很多矿种有多种成因、一矿多用,多矿一用,因而很 难提出完善的分类方案。 • 按工业用途分类,我国分为6类:化工原料、建筑 材料、冶金辅助原料、轻工原料、电气及电子工业原 料、宝石类及光学材料。美国分为14类:磨料、陶瓷 原料、化工原料、建筑材料、电子及光学材料、肥料 矿产、填料、过滤物质及矿物吸附剂、助熔剂、铸型 原料、玻璃原料、矿物颜料、耐火原料、钻井泥浆原 料等。
工程地质第2讲:矿物
极完全解理:矿物极易沿一定方向分裂成叶 片或小块,解理面光滑,如云母等。
完全解理:矿物受力后沿解理面裂开成小块, 解理面光滑,如方解石等。
中等解理:矿物受外力作用不易沿一定方 向分裂,矿物碎块上既可看到解理,解理面不 连续,如辉石、角闪石、长石。
不完全解理:矿物受力破碎后很难找到解 理面,大部分为不平坦断口,如磷灰石。
矿物都具有一定的化学成分和内部结构(特 别明显的是结晶物质),因而具有一定的外表形 态气的有常态及如地见2矿0物 天的壳的0物多理然,中有在种呈化气人2地0,学、液们多壳构性硫态已种中成的质 化发。大岩。 氢如现部石等水的分的银。矿呈主,物固要石有态矿油30,物和00也叫水多有造等种呈岩,,液矿呈常态物气见和,态的
元素
化合物 SiO2(石英) CaSO4.2H2O(石膏) FeS2(黄铁矿)
自然元素 金刚石(C) 金(Au) 铜(Cu)
绝大多数呈固态,也有少数呈液态、气态。 天然的元素或化合物 矿物 由一种或多种矿物以一定规律组合 岩石
岩石成因分类: 岩浆岩 沉积岩 变质岩
2018.9月11日报道,在 澳大利亚珀斯坎博尔达 小镇的贝塔亨特矿区, 老矿工亨利·多尔在5天 内挖掘到两块罕见的原 始超级大金块,其拍卖 价值高达1500万澳元 (约合7千万人民币), 矿工们感叹“这一辈子 只能遇见这一次”。
对矿物的物理性质进行测定时,应找矿物的 新鲜面,这样试验的结果才会正确,因风化面上 的物理性质已改变了原来矿物的性质,不能反映 真实情况。
自然界中许多矿物,它们之间在形状、颜色、 光泽等方面有相同之处,但一种矿物具有它自己 的特点,鉴别时应利用这个特点,可较正确地鉴 别矿物。
主要造岩矿物鉴定特征
序 名称及 号 化学成分
硅酸盐水泥熟料的组成-第二讲
游离氧化钙
形成:当配料不当,生料过粗或煅烧不良时,熟料 中就会出现没有被吸收的以游离形态存在的氧化钙。
游离氧化钙的形貌:在偏光镜下为无色圆形颗粒,有 明显解离,有时有反常干涉色;在反光镜下用蒸馏水 浸湿后呈彩虹色。 控制指标:我国回转窑一般控制在1.5%以下,立窑 控制在2.8%以下。
大堆分布的游离钙矿巢,晶体尺寸较大 光学显微镜
填充在阿利特、贝利特之间的物质通称为中间相, 它包括铝酸盐、铁酸盐、组成不定的玻璃体、含碱化合 物、游离氧化钙及方镁石等。
铝酸钙(C3A、C12A7 、 C12A7· 2、C4A3Ŝ) CaF C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶 体,在反光镜下,其反光能力弱,呈暗灰色,并填充在A矿 与B矿中间,又称黑色中间相。 铝酸三钙水化迅速,放热多,凝结硬化很快,如不加 石膏等缓凝剂,易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快,水 化3天内就大部分发挥出来,早期强度较高,但绝对值不高, 以后几乎不再增长,甚至倒缩。干缩变形大,抗硫酸盐浸 蚀性能差。
关系到熟料的凝结快慢 还关系到熟料液相粘度,影响熟料的煅烧的难易
熟料铝率与矿物组成的关系
铝率高,熟料中铝酸三钙多,液相粘度 大,物料难烧,水泥凝结快。
铝率过低,虽然液相粘度小,液相中质点 易扩散对硅酸三钙形成有利,但烧结范围窄, 窑内易结大块,不利于窑的操作。
高中地理第2讲 风化作用
三、风化壳的地带性特性及其发育阶段
风化壳在不同气候带具有明显的地带性分布特征 (纬度地带分布规律) 气候条件是决定风化壳形成的主要因素,在不同 的气候条件下,岩石和矿物的风化作用方式和强 度是不同的,从而影响了各地区的发育阶段和发 育程度是不同的。 气候带上的地带性也就决定了风化壳的地带性分 布规律。
2. 残积物与风化壳
残积物(eluvium)是指地球表面岩石经过风化作用以后,残留 在原地的松散堆积物。它没有发生明显的位移运动,但是其 化学成分与母岩相似,但又不完全相同。 又称残积相堆积物,是第四纪陆相沉积的一种成因类型。
主要特点: ①岩石成分、矿物成分、化学成分和下伏基岩有密切联系; ②是基岩风化破碎后留在原地的风化物质,未经搬运磨圆, 未经分选,不具层理; ③残积物的碎屑经长期风化,所形成的粘土矿物常附在石英 砂的表面; ④残积物的结构等特征向下伏基岩逐渐过渡,由上而下风化 程度逐渐减弱,颗粒由细变粗。
岩石圈表层经风化作用形成残积物,残积物是风化壳的组成 部分,而风化壳则是岩石圈表层的一部分。
风化壳具明显的垂直分带特征。
风化壳具有明显的垂直分带性特征
花岗岩风化壳
典型的花岗岩风化壳剖面垂直分带
垂直分带 表层
第一层 第二层 第三层 第四层 第五层
风化程度 成土
全风化带 强风化带 弱风化带 微风化带 未风化岩层
水化作用引起的体积膨胀,是花岗岩发生风化崩解的重要原 因,并形成我国南方地区一种独特的灾害地貌——“崩岗”。
我国东南部花岗岩的分布
“崩岗”
“崩岗”
矿物学
辰砂HgS 结构特点: 三方晶系, 晶体结构属变形NaCl型结构。晶体形态: 双晶常见,常呈以c轴为双晶轴的贯穿双晶。物理性质: 猩红色;条痕红色;金刚光泽。硬度2~2.5;解理平行{1010}完全; 比重8.05
黄铜矿 CuFe2+S2 结构特点: 四方晶系。晶体结构类似闪锌矿。晶体形态: 单晶体不常见,晶形呈四方四面体、四方偏三角面体、四方双锥。物理性质: 黄铜色,条痕绿黑色;金属光泽; 硬度3~4;性脆。比重4.1~4.3。
雌黄As2S3 结构特点:单斜晶系。晶体形态: 单晶体呈板状或短柱状, 集合体成片状、梳状、土状等。物理性质: 柠檬黄色;条痕鲜黄色;油脂光泽至金刚光泽。硬度1.5~2;解理平行{010}极完全 ,薄片具挠性。比重3.5。
雄黄 AsS 结构特点: 单斜晶系。晶体形态: 单晶体通常细小,呈柱状。物理性质: 桔红色;条痕淡桔红色;晶面金刚光泽,断面上现树脂光泽。硬度1.5~2;性脆;解理平行{010}完全。比重3.6。
第六讲 硫化物及其类似化合物
化学成分:与硫组成化合物的最主要元素为Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Cd、Bi、Sb、As等。
晶体化学特征:类质同像替代广泛,同质多像普遍。
物理性质:绝大多数硫化物及其类似化合物呈金属色、显金属光泽、条痕色深而不透明。仅少数硫化物如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿等具金刚光泽,半透明。单硫化物和硫盐矿物硬度低,硬度在2-4,双硫化物及其类似化合物,其硬度增高至5-6.5,同时缺乏解理或解理不完全,其它硫化物大多具有明显解理性。这一类矿物的熔点低,比重一般在4以上。
第十六章 第二讲水资源、矿产资源、石油资源与国家安全
淡水用量的 1/3,且被统一纳入国家供水网络优先利用。以色列政府于 2022 年启动淡 化水反注太巴列湖工程,打造淡水“蓄水库”,以缓解最大水源地太巴列湖水位迅速 下降的状况。下图示意以色列地中海沿岸地区海水淡化厂及供水网络的分布。
(1)说明以色列海水淡化厂的区位特点。 (2)简述以色列海水淡化厂配建天然气发电厂的益处。 (3)指出以色列将海水淡化水纳入国家供水网络的目的。 (4)分析以色列打造淡水“蓄水库”对海水淡化产业发展的积极影响。
近年来我国石油产量与消费量变化
提示:石油产量基本稳定,石油消费量持续增长,需求缺口逐渐增大;2018 年我 国石油对外依存度达到 70.5%,远高于 49%的警戒线,“石油安全”的风险较高。
创新情境·析一析 1.2020 年 5 月 26 日,受业主委托,浙江招标网发布淳安县特别生态功能区 水权交易可行性研究中标结果。所谓水权,就是水资源的使用权,即在一定期限 内所拥有的水资源使用、转让、收益等权利。这种改革试点,可以盘活“沉睡” 水资源并将其推向市场。进行水权交易的根本目的是什么? 提示:促进水资源的开发、利用和保护。
2.下图为我国第一批石油战略储备基地分布图。
(1)我国为什么大量建立石油储备基地? 提示:石油是非可再生资源,其储量是有限的,我国经济快速发展,对石油 资源的需求量增大,并且需大量进口。建立石油储备基地可以在一定程度上保证 石油供应的稳定。 (2)我国石油储备基地为什么主要分布在东部沿海地区? 提示:海运便利;靠近消费市场。
推动石油企业“走出去” 供应
改善能源消费结构,大力 减少能源消耗造成的污__染__问题,提高环境质量,维护
开发新能源
生__态__安全;确保能源的长期稳定供应
旁栏边角·做一做 1.阅读教材选择性必修 3P44 图 2-18 海水入侵前示意、图 2-19 海水入侵后示 意,完成以下问题。 (1)结合示意图说出我国沿海地区海水入侵的过程。 (1)提示:人为超量开采地下水,导致地下水位下降,海水水位高于地下水位, 海水侵入滨海地区的地下水中,发生海水入侵现象。 (2)说出海水入侵对当地地理环境的影响。 提示:灌溉用水变咸,导致土壤盐渍化,灌溉机井报废,水田面积减少,并 引发水质性缺水。
矿物材料讲义
序人类对环境的关注程度远远超过历史上任何一个时代,天然及改性矿物材料将以原料来源广泛、产品性能优异等特点在净化环境、保护环境、实现人与自然的和谐共处过程中发挥重要的作用。
随着塑料、橡胶等高分子材料的广泛使用,高聚物的阻燃问题引起了社会的广泛关注。
早期应用的卤系阻燃剂在阻燃过程中会产生大量的毒烟,而这种毒烟在火灾过程中危害更大,因而在呼唤“绿色、环保”的 21 世纪,广泛采用氢氧化铝和氢氧化镁已成为阻燃剂发展之必然趋势。
该书的特点主要体现在三个方面。
一是将矿物材料与非金属矿产资源的开发利用紧密结合起来。
二是把普通矿物材料与高技术新材料融合在一起。
该书既研究了重质碳酸钙、滑石粉等普通粉体材料,又对矿物晶须、纳米级矿物材料及功能性陶瓷粉的制备进行了系统论述。
三是在矿物材料制备过程中,强调了颗粒粒度与颗粒形状的控制,在分子、原子等超微粒子的层面实现矿物材料的控制生长,这是高新技术与传统学科有机结合的典范。
该书以矿物材料的制备为主线,首次将非金属矿深加工、粉体制备、矿物合成、矿物材料的应用有机结合在一起,分类进行论述,内容涵盖了非金属矿物粉体材料、无机阻燃剂、保温材料、陶瓷粉体、纳米矿物粉体、矿物晶须、矿物助滤剂、树脂基摩擦材料及环境矿物材料等各方面的知识。
近年来,东北大学矿物材料与粉体技术研究中心在矿物材料的研究与开发方面取得了优异的成绩,先后成功地实现了硫酸钙晶须和纳米碳酸钙的工业化生产,创造了良好的经济效益和社会效益。
相信该书的出版必将会对我国矿物材料工业的发展与进步起到积极的推动作用。
第 1 章1 . 1 绪论概述材料可分为金属材料、有机材料、无机非金属材料及复合材料。
矿物材料是指以天然矿物或岩石为主要原料经加工、改造所获得的材料或者能直接应用其物理、化学性质的矿物或岩石。
其含义包括四个方面:①能被直接利用或经过简单的加工处理(如破碎、选矿、切割、改性等),即可被利用的天然矿物、岩石;②以天然的非金属矿物、岩石为主要原料,通过物理化学反应(如焙烧、熔融、烧结、胶结等)制成的成品或半成品材料;③人工合成的矿物或岩石;④这些材料的直接利用目标主要是其自身具有的物理或化学性质,而不局限于其中的个别化学元素。
第2讲-变质反应
同的两相。
变质反应
固体-固体的反应
类型: 固溶体的出溶
2. 变质反应的类型
出溶的两相往往呈页片状、条纹状交生体,也可
最终分解为两个矿物单晶。变质岩中常见的条纹
长石、具斜方辉石页片的单斜辉石及晕长石都是
固溶体出溶结果。
变质反应
固体-固体的反应
类型: 矿物有序状态的转变
2. 变质反应的类型
化学组成相同的固体,在不同的热力学条件下,
常会形成晶体结构不同的同质异构体,这种现象
叫同质多晶或同质多相现象。
变质反应
2. 变质反应的类型
同质多Байду номын сангаас变体的转变-多形转变
实例:红柱石(And)蓝晶石(Ky)夕线石(Sil) A12SiO5(红柱石)=A12SiO5(矽线石) Ky=And;Ky=Sil;And=Sil VAnd=51.5; VSil=49.90 ;VKy=44.09;
变区中,成分不断调整,反应的P-T条件取决于岩石
成分。这样反应称为连续反应或滑动反应。
变质反应
连续反应和不连续反应 连续反应
1. 变质反应的类型
3(Mg, Fe)2Al4Si5O18=2(Mg, Fe)3Al2Si3O12+4Al2SiO5+5SiO2 Crd(堇青石) Gt(石榴石) Sil (矽线石)
补充知识:
变质作用的P-T-t 轨迹
热峰条件:是岩石在变质作用过程中经历的最高温
度状态时的条件,包括热峰温度、热峰压力等。也 称为顶峰变质条件,它由变质岩矿物组合所记录。
野外P-T曲线:在P-T图解上,各变质带岩石样品
矿物组合相应的一组热峰条件的连线。
变质反应
变质作用的P-T-t 轨迹
《 矿产资源 》课件大象版科学四年级上册第二单元岩石与矿产2
大象版科学四年级上册第二单元 岩石与矿产
一、新课导入 我们周围的物品都有矿物有关,它们是经过一系列变化得到的。
以石油为原料,可以制成塑料。
我们周围的物品都有矿物有关,它们是经过一系列变化得到的。 可以从金矿中提取提取金。
二、新课讲解
矿产资源
矿产:指可供人类开采利用的天然矿物或岩石等自然资源。
大镜的放大倍数与凸度有关,放大镜可以放大物体的图像(放大镜就是凸透镜)。
放源大进物体行的工图像业(放生大产镜就的是过凸透程镜;)。了解了矿产在人们日常生产、生活中 的用途。
再见
交流表达
三、课堂小结
通过这一节课的学习,我们知道了矿产分为能源矿产、金 通度属过有矿这关一,产节放及课大的镜非学可习以金,通属我过们这矿知一产道节了课三放的类大学镜习;的,知特我点们道是知中道了间了人厚放、大类边镜对缘的薄特煤、点、实是心中铁。间矿放厚大、石镜边的缘等放薄矿大、倍实产数心资与。凸放
矿产资源分类:
能源矿产资源
有些矿产可以做燃料,供给人们热能,如煤、石油、天然气, 这类矿产叫能源矿产。
煤
石油
天然气
阅读:矿产资源 有些矿产可以提炼出金属,例如铁矿石、铜矿石、钨矿石、锡 矿石,这类矿产叫金属矿产。
铁矿石
铜矿石
钨矿石
阅读:矿产资源 非金属矿产是可以开采金刚石、各种岩石、石墨、盐晶等 非金属的矿产。
金刚石
石墨
盐晶
选择一种矿产资源, 了解它的开采、冶炼 过 程,以及它在工农业生 产和生活中的用途。
搜集证据
一系列反应
搜集证据
经过一些列加工处理
为自己研究的矿产资源建立档案,并和同学们交流。
矿产为人们的日常生活和工农业生产提供了各种重要的资源。
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5、钟乳状: 、钟乳状:
是溶液或胶体因 失去水分而逐渐 凝聚所形成, 凝聚所形成,因 此它往往具有同 心层状( 心层状(即皮壳 状)构造,如钟 构造, 乳状方解石、 乳状方解石、孔 雀石等。 雀石等。
6、鳞片状: 、鳞片状:
是由细小的薄片状矿物集合而成。 是由细小的薄片状矿物集合而成。 如辉钼矿、石墨等。 如辉钼矿、石墨等。
(2)聚形: )聚形:
由两种以上形状的晶面 所组成的单晶体, 所组成的单晶体,即数 种单形聚合而成的晶体, 种单形聚合而成的晶体, 称为聚形。 称为聚形。 如:石英的晶体通常是 由六方双锥和六方柱这 两种单形聚合而成的。 两种单形聚合而成的。
锆石
注意: 注意:
这里所说的晶体形态是理性晶体的形态, 这里所说的晶体形态是理性晶体的形态,它的 理性晶体的形态 内部结构严格地服从空间格子规律, 内部结构严格地服从空间格子规律,外形为规 则地几何多面体,面平、棱直, 则地几何多面体,面平、棱直,同一单形的晶 面同形等大。但是, 面同形等大。但是,实际上晶体在生长的过程 真正理想的晶体生长条件是很难保证的, 中,真正理想的晶体生长条件是很难保证的, 总会不同程度受到复杂的外界条件的影响, 总会不同程度受到复杂的外界条件的影响,而 不能严格按照理想发育。 不能严格按照理想发育。
二、矿物的单体形态 矿物的形态是指矿物的单体及同种 矿物集合体的形状而言。 矿物集合体的形状而言。 1、单体 、 晶体以单个晶体产出或存在, 晶体以单个晶体产出或存在,这称 为单体(单晶或单晶体)。单体根据晶 为单体(单晶或单晶体)。单体根据晶 )。 面特征,分为: 面特征,分为: 单形和聚形
(1)单形: )单形:
§2.1矿物的形态 2.1矿物的形态 一、晶质体和非晶质体的概念 固态矿物按其质点(原子、离子、 固态矿物按其质点(原子、离子、 分子)的有无规则排列,可分为: 分子)的有无规则排列,可分为: 晶质体和非晶质体
SiO2 非晶体—— ——玛瑙 非晶体——玛瑙
晶体——水晶 水晶 晶体 SiO2
1、晶质体(晶体): 、晶质体(晶体): 其内部质点作规则的排列,宏观上, 其内部质点作规则的排列,宏观上, 呈现由一些天然平面(晶面) 呈现由一些天然平面(晶面)所包围而 成的几何形态,叫做晶质体。 成的几何形态,叫做晶质体。习惯上还 根据肉眼对晶体的晶粒能否分辨分为显 根据肉眼对晶体的晶粒能否分辨分为显 晶质和隐晶质两类 两类。 晶质和隐晶质两类。 晶体根据结晶程度又分为两类: 晶体根据结晶程度又分为两类: 自形晶、 自形晶、他形晶
2、非晶质体(非晶体) 、非晶质体(非晶体)
矿物内部质点的排列没有一定的规律, 矿物内部质点的排列没有一定的规律,所以 外表就不具有固定的几何形态。 外表就不具有固定的几何形态。它不包括液体 和气体。 和气体。
褐铁矿
例如:玻璃质、 例如:玻璃质、蛋白石 (SiO2•nH2O) ) 褐铁矿 (Fe2O3•nH2O)等。 )
物质的内部质点是否规则地重复排列, 物质的内部质点是否规则地重复排列, 即是否具有结晶结构是晶体与非晶体的 根本区别。 根本区别。 晶质和非晶质在一定温度、 晶质和非晶质在一定温度、压力条件下 是可以相互转化的。 是可以相互转化的。 例如, 例如,结晶的铁氢氧镁石可以变为非 晶质; 晶质;而蛋白石则可以转化为结晶的石 英。
1、晶簇状: 、晶簇状:
一种或多种矿物的晶体,其一端固定在 一种或多种矿物的晶体, 共同的基座上, 共同的基座上,另一端则自由发育成比 较完好的晶形,这种集合体的形态, 较完好的晶形,这种集合体的形态,称 之为晶簇。 之为晶簇。 如石英、方解石的晶簇等。一般是在岩 如石英、方解石的晶簇等。 石的空洞内生成的。 石的空洞内生成的。
石墨
7、树枝状: 、树枝状:
它有时是由于矿物晶体沿一定方向连生 而成的,如自然铜; 而成的,如自然铜;有时是由于胶体沿 岩石微小裂隙渗入凝聚而成的, 岩石微小裂隙渗入凝聚而成的,如氧化 锰。
8、土状: 、土状: 集合体疏松如土, 集合体疏松如土,是由岩石或矿石风化 而成的,如高岭石。 而成的,如高岭石。
美国化学家克拉克 (F.W.Clarke,1847-1931) 根据大陆地壳中的5159个岩石、矿物、土壤和天 个岩石、矿物、 根据大陆地壳中的 个岩石 然水的样品分析数据, 年第一次算出50 然水的样品分析数据,于1889年第一次算出 年第一次算出 个元素在地壳中的平均含量数值( 个元素在地壳中的平均含量数值(平均质量百分 ),即元素的丰度 即元素的丰度。 比),即元素的丰度。 后人为了纪念这个创举,将它命名为克拉克值。 后人为了纪念这个创举,将它命名为克拉克值。 克拉克值
由单一形状的晶面所组成的单晶体。 由单一形状的晶面所组成的单晶体。 黄铁矿的立方体晶形, 如:黄铁矿的立方体晶形,就是由六个同 样大小的正方形晶面所组成的晶体; 样大小的正方形晶面所组成的晶体;磁 铁矿的八面体晶形, 铁矿的八面体晶形,则是由八个同样的 等边三角形晶面所组成的。 等边三角形晶面所组成的。
1、自色: 、自色:
它是矿物本身固有的颜色。 它是矿物本身固有的颜色。自色取决于矿 物的内部性质,特别是所含色素离子的类别。 物的内部性质,特别是所含色素离子的类别。 例如: 例如: 赤铁矿之所以呈现砖红色, 赤铁矿之所以呈现砖红色,是因为它含有 Fe3+。 自色比较固定,因而具有鉴定意义。 自色比较固定,因而具有鉴定意义。
2、粒状: 、粒状:
是由各向均等发育的矿物晶粒所集合而 成的。 块状磁铁矿。 成的。如块状磁铁矿。
石棉
3、纤维状和放射状: 、纤维状和放射状:
是由针状或柱状矿物集合而成。 是由针状或柱状矿物集合而成。如果晶体彼此 平行排列,称为纤维状,如蛇纹石、石棉; 平行排列,称为纤维状,如蛇纹石、石棉;如 果晶体大致围绕一个中心向四周散射者, 果晶体大致围绕一个中心向四周散射者,则称 为放射状,如电气石、红柱石等。 为放射状,如电气石、红柱石等。
三、矿物集合体的形态 在自然界,晶体矿物很少以单体( 在自然界,晶体矿物很少以单体(以单 单体 形或聚形的晶体)出现,常以集合体的 形或聚形的晶体)出现,常以集合体的 形态产出 产出。 形态产出。而集合体的形态往往反映了 矿物的生成环境, 矿物的生成环境,因而对于研究矿物的 成因,有着重要的意义。 成因,有着重要的意义。
石英
自形晶体: (1)自形晶体: 例如:岩盐(NaCl),由于其内部的Na ),由于其内部的 例如:岩盐(NaCl),由于其内部的Na+ 在空间的三个方向上按等距离排列, 和Cl-在空间的三个方向上按等距离排列,所 以外表呈现出立方体的晶形,为完美的晶体。 以外表呈现出立方体的晶形,为完美的晶体。 方解石的完美晶体为菱面体。 方解石的完美晶体为菱面体。 他形晶体: (2)他形晶体: 在多数情况下,由于受生长条件的限制, 在多数情况下,由于受生长条件的限制, 矿物晶形的发育常常是不很完善的, 矿物晶形的发育常常是不很完善的,形成他形 晶体。 晶体。
在地球科学家的共同努力下, 在地球科学家的共同努力下,元素的克拉克值 不断地得到补充与修正。 不断地得到补充与修正。 地壳中各元素的含量是极不均匀的。O、Si、 地壳中各元素的含量是极不均匀的。 、 、 Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H等10种元 、 、 、 、 、 、 、 等 种元 素占99.96%,其中 、Si、Al、Fe占88.31 素占 ,其中O、 、 、 占 %。
辉铜矿
4、结核状: 、结核状:
集合体呈球状、透镜状或瘤状者,称为结核状。 集合体呈球状、透镜状或瘤状者,称为结核状。 它是晶质或者胶体围绕某一核心逐渐向外沉淀 而成的,因而其横断面上常出现放射状或同心 而成的, 圆状,如沉积形成的锰矿物结核。 圆状,如沉积形成的锰矿物结核。颗粒像鱼子 那样的结核状集合体,称之为鲕状。 那样的结核状集合体,称之为鲕状。
§2.2 矿物的物理性质 每种矿物都以其固有的物理性质与 其它矿物相区别, 其它矿物相区别,这些物理性质从本质 上来说, 上来说,是由矿物的化学成分和晶体构 造所决定的。也是用来鉴定矿物的依据。 造所决定的。也是用来鉴定矿物的依据。
一、颜色
颜色是矿物对可见光波的吸收作用所引起 当矿物对可见光均匀吸收时, 的。当矿物对可见光均匀吸收时,可因吸收的 程度不同,使矿物呈现出白、 黑色( 程度不同,使矿物呈现出白、灰、黑色(全部 吸收);如果只吸收某些色光, );如果只吸收某些色光 吸收);如果只吸收某些色光,就呈现另一部 分色光的混合色。根据矿物颜色产生的原因, 分色光的混合色。根据矿物颜色产生的原因, 可将颜色分为三种: 可将颜色分为三种:
云母
另外, 另外,同种矿物的两个或两个以上的单晶 其中相邻两晶体, 体,其中相邻两晶体,一个恰好是另一个的映 像,或者一个正好相当于另一个旋转180°的 或者一个正好相当于另一个旋转180° 180 位置, 位置,则此两个或两个以上规则的连生体就称 之为双晶。例如斜长石的聚片双晶, 之为双晶。例如斜长石的聚片双晶,可以作为 矿物的鉴定特征。 矿物的鉴定特征。双晶实际上是矿物集合体的 一种特殊形式。 一种特殊形式。
矿物的特点: 矿物的特点: 矿物具有一定的化学成分和内部结 具有一定的物理性质和化学性质; 构;具有一定的物理性质和化学性质; 在一定的地质和物理化学条件下稳定。 在一定的地质和物理化学条件下稳定。
迄今已知的矿物有3000多种, 迄今已知的矿物有3000多种,它是地壳中各种地质作 3000多种 用的产物,是组成岩石和矿石的基本组成部分。 用的产物,是组成岩石和矿石的基本组成部分。由同 种元素可以组成不同的矿物,如由元素C 种元素可以组成不同的矿物,如由元素C可以形成金刚 石和石墨; 可以形成方解石和文石, 石和石墨;由CaCO3可以形成方解石和文石,这种现象 称2)
矿物 矿物的概念: 矿物的概念:
矿物是由化学元素在各种地质作用中形成 的天然的单质或化合物。 的天然的单质或化合物。而人工合成的矿物叫 做人造矿物,非矿物学的研究范畴。 做人造矿物,非矿物学的研究范畴。 矿物一般指固体物质, 矿物一般指固体物质,而在地质作用中形 成的水、石油、 成的水、石油、天然气等也不列入矿物研究的 范畴。 范畴。