成因矿物学复习资料
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矿物：在一定的地质条件下形成，具有一定的化学成分和物理性质，并在一定的物理化学条件下稳定存在的单质或化合物叫矿物。
矿物是组成岩石和矿石的基本单位。
晶质体：凡是内部质点作规则排列，具有格子构造的物质称为结晶质，结晶质在空间的有限部分称为晶体。
晶质在合适的条件下能生成规则的几何外形（晶体）。
如石盐、黄铁矿等。
非晶质体：内部质点无规律排列，不具固定的几何外形，如玻璃，蛋白石。
自然界大多数矿物都是以晶质矿物形态出现，如水晶（石英的晶体），钻石（金刚石晶体），冰洲石（方解石晶体），蓝宝石（刚玉晶体），碧玺（电气石晶体），海兰宝石，祖母绿（绿柱石晶体）等。
晶质体与非晶质体在一定的压力、温度条件下可以互相转化，非晶质体总是趋向于向晶质体转化，因为晶质具最小内能。
如玻璃的老化空间格子：表示晶体内部构造中质点重复规律的几何图形空间格子要素：结点，行列，面网，平行六面体（晶胞）单体形态:在条件允许的情况下，自然界中的矿物总是趋向于生长成具有一定规则几何外形的多面体形状，其形状取决于其晶体结构和生成时的物理化学条件。
同一化学成分的矿物在不同的生成条件下可以长成不同的几何外形。
单形：由同一形状、大小的晶面组成，如立方体黄铁矿聚形：由两种或两种以上的晶面组成。
如石英双晶：同种矿物的两个或两个以上的晶体规则连生称为双晶。
（旋转后或中心反伸后可重合或互成镜像）歪晶：在实际晶体生长过程中，常受外界条件的影响而偏离其理想形态。
、断口：矿物受力后不沿结晶方向破裂而成的断面。
贝壳状断口，参差状断口，锯齿状断口，土状断口类质同象：晶体结构中的某些质点（离子、原子或分子）被性质相似的质点以各种比例相互置换或取代，而晶体结构类型、化学键性和离子正负电荷的平衡保持不变或基本不变，仅晶胞参数和物理性质发生变化的现象。
完全类质同象：如Fe橄榄石—Mg橄榄石不完全类质同象（有限类质同象）：如铁闪锌矿同质异象（同质多象）：化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，可以生成具有不同结晶构造，从而具有不同的形态和物理性质的矿物，这种现象叫同质异象。
成因矿物学考试复习提纲
◆思考◆名词：晶体、矿物、同质多相、类质同象标型组合、标型矿物、标型特征。
◆论述：1、矿物的空间演化规律？地球内部矿物的空间分布为：（1）内核（6371-5155Km）为金属铁、镍和互化物；过渡层（5155-4640Km）没有矿物；外核（4640-2900Km）为液体状态。
（2）地幔中下地幔（2900-600Km）出现0、Si、Al、Fe、Mg矿物。
O主要为立方紧密堆积，六方紧堆。
Si、Al、Fe、Mg随机进入四面体、八面体；中地幔（660-400Km）中，为高密度Si、Mg氧化物。
Si主要进入四面体，Mg进入八面体；上地幔（400-40Km）主要为橄榄石、斜方辉石、透辉石-硬玉、镁铝榴石。
（3）地壳中有绝大多数矿物，下地壳（超基性-基性岩层）矿物为橄榄石、辉石、斜长石、角闪石、石榴石；上地壳（花岗质岩层）为石英、长石、角闪石、多种含氧岩、氢氧化物、卤化物。
（4）岩石圈、水圈、大气圈接触带出现的矿物种类最多。
空间规律为从地核到地幔再到地壳。
矿物种类明显增加，化学键种类增加，晶体化学密度降低，对称性降低，由鲍文反应可以看出。
2、矿物的时间演化规律？从时间上看，矿物类并非一开始就这么多，而是随着地史发展而增加的，并加速增加。
矿物界有机组织在各层次上的演化规律已被认识，从晶格开始到矿物单体，矿物共生次序，组合和集合体，到矿物界结束。
地史发展过程中矿物种的主要形成阶段已建立。
最一般的演化规律为：1、在地史过程中，与早期相比，矿物种加速增加，矿物组合的复杂化增加；矿物生长体系的相对能量降低和晶体的化学密度减少；混溶现象增加；熵增加；结构和形体的累积变形增加等等。
2、从地史早至晚阶段，矿物界从“立方”到“正交”演化到“单斜”或“三斜”，对称降低。
3、在地壳上部层，特别是大地水准面，矿物体系复杂聚集。
4、矿物界的演化动力是在稳定的能量消耗条件下，矿物体系发展趋向于平衡。
3、电气石矿物的颜色及成分与成因的关系？电气石是族矿物的总称，化学成分比较复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。
成因矿物学(矿物的标型性)2
如金刚石原只产于金伯利岩岩筒中，现发现在钾 镁煌斑岩中、基性、超基性岩包体中也有产出，其 中钾镁煌斑岩型金刚石矿床已成为一重要的金刚石 矿床类型。
海绿石：原是海相地层的指示矿物，现在不同 盐度的陆相水体沉积物中也有发现。 3）区域性：有些标型矿物具有全球的适用性， 而有一些只是在某一区域或某一矿床或矿区内适用 ，这是由于当地的构造地质背景决定的。
形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用 中形成的矿物。
特点： 1）矿物的单成因性：
在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因。如：铬铁矿主要 产于超基性岩中；斯石英、柯石英专属于高压冲击变质成因（多在陨石坑 和上地幔）；辰砂、辉锑矿是低温热液矿床的标志。
2）标型矿物的相对性：
一些是单成因的矿物，在其它成因中也有发现。
5．分布于不同地质时代和不同矿床类型、不同岩石类型中的 矿物同位素组成不同。
如：沉积碳酸盐：δ13C，接近于0值（PDB； 岩浆成因的碳酸盐矿物：δ13C -5.3～-7.0‰； 有机质堆积物：δ13C -２4～-29‰； 基性超基性岩矿物组合包裹体中金刚石：δ13C -0.25～-03.44‰ 陨石中有金刚石δ13C -0.58～-0.63‰ 冲击岩中的金刚石δ13C -1.32～-1.87‰
黄铁矿中的Co/Ni：
王奎仁（1989）通过我国65个点，共115件黄铁矿样品的 分析研究指出不同成岩成矿条件下形成的黄铁矿其Co/Ni有一定 的标型特征。 同生沉积：显著小于1，范围0.011～ 0.37 沉积改造：随改造强度而增大，从0.16～0.8到接近于1 沉积变质：随变质程度加深而增大，从1.47～5.75
二、离子占位标型
一些结构复杂矿物中离子占位与其形成时的物理化学条件关系密切。 例如辉石的结构类型受化学成分和温度的控制； 辉石晶体的化学式基本上可用M1M2X2O6表示，X位置通常进行类质 配位数为6，M1位置为Ti4+, Al3+, Cr3+, Fe3+, 同 象代替的是Al, Si 它们占据四面体孔隙，配位数为4，M1M2为八面体孔隙， M2位置为Ca2+, Li+, Na+, K+
矿物学复习资料
矿物的概念:（１)自然作用产生的单质或化合物;（2)一定的化学成分和内部结构；（3）一定的形态、物理和化学性质；(4)在一定的地质和物理化学条件下稳定; （5）组成岩石和矿石的基本单位。
矿物的概念:自然作用中形成的、具有一定的化学成分的非晶态的单质或化合物，称为准矿物 。
矿物学的概念:研究矿物(包括准矿物)的形态、成分、结构、性质、成因、产状、用途和它们相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。
克拉克值:化学元素在地壳中的平均含量的质量百分数。
Ｏ、Ｓｉ、Al、Fｅ、Ca、Na、K、Ｍg占地壳总质量的98．5９％。
矿物化学计量矿物:在各晶格位置上的组分之间遵守定比定律、具严格化合比的矿物矿物非化学计量矿物:化学组成偏离理想化合比,不再遵循定比定律的矿物。
胶体：一种或多种粒径介于1-1０0ｎm之间的物质微粒(分散相）分散在另一种物质（分散媒)中形成的不均匀细分散体系，称为胶体。
胶溶体:分散媒多于分散相的胶体。
胶凝体:反之分散媒少于分散相的胶体。
胶体矿物:一般是以水为分散媒、以固相为分散相的水胶凝体，属非晶质或隐晶质矿物。
胶体矿物的特殊性质:(１）分散相和分散媒的量比不固定；(2)较大的比表面积和表面能;（3）易吸附其他物质。
晶体化学式的书写规则:（1) 阳离子在前,阴离子或络阴离子在后,络阴离子用[ ］括起来。
(２) 复盐阳离子，按碱性由强至弱、价态从低到高的顺序排列。
(３） 附加阴离子通常写在阴离子或络阴离子之后。
(4) 水分子写在化学式的最末尾，并用圆点将其与其他组分隔开。
(５) 类质同像替代的离子,用圆括号括起来，并按含量由多到少的顺序排列。
矿物形态的概念:指矿物单体、矿物规则连生体及同种矿物集合体的形态。
矿物形态研究意义:重要鉴定特征；成因信息载体；找矿标志;宝玉石加工;磨料选择晶习：在一定的外界条件下，矿物晶体常常趋向于形成某种特定形态三层含义：习见的单形或聚形；结晶的完好程度(自形、半自形、它形）；晶体在三维空间的相对发育情况：一向、二向、三向等长晶体习性的类型：按晶面发育的完好程度，分为:1）自形晶:晶体完全被自身应该发育的晶面包围。
矿物学知识
第一节矿物学知识一、概述矿物的定义有狭义和广义之分。
狭义的矿物即通常人们所说的矿物，即指岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的，并在一定条件下相对稳定的自然产物。
随着科学技术的进步，人们对宇宙的认识范围不断扩大，对矿物的认识也不断加深，因此，矿物还包括地幔矿物、陨石矿物、宇宙矿物和人造矿物等，这是广义的矿物概念。
矿物绝大部分是结晶质的单质或化合物，具有比较固定的化学成分和晶体构造，表现出一定的几何形态和物理化学性质，并以各种形态（固态、液态、气态，多为固态）存在于自然界中。
极少数的矿物以非晶质的液态、气态和胶态存在，其几何形态与其成分、结构之间没有明显的依赖关系。
目前已经发现的矿物有3000多种，其中绝大多数是晶质固态的无机物。
液态、气态及有机矿物总共只有几十种。
按形成矿物的地质作用，主要矿物分成三种成因类型。
1．岩浆矿物：即原生矿物，是由地下深处高温高压条件下的岩浆上升冷凝结晶而成的各种矿物。
如：橄榄石、辉石、角闪石、长石、石英、云母等。
2．表生矿物：是原生矿物在地表常温常压条件下，经过风化、沉积作用所形成的一类矿物。
如：岩盐、石膏、碳酸盐矿物、铁铝的氢氧化物和粘土矿物等。
3．变质矿物：是早期形成的矿物经过变质作用（一般是在高温高压下）所形成的矿物。
如：石榴石、红柱石、蛇纹石等。
变质矿物和表生矿物又成为次生矿物。
二、矿物的概念1、矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体。
地质作用指火山爆发，地震，岩石风化等。
2、矿物数量世界上矿物有3000多种，常见的有50多种，而和土壤形成有关的造岩矿物有20～30多种。
3、类型根据矿物形成原因可分为：原生矿物——由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。
次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。
如：方解石是有碳酸钙溶液沉淀而来的；高岭石是由钾长石风化来的。
三、矿物的主要特征(一)、物理性质矿物的物理性质是多方面的。
不同的矿物由于成分、构造不同，其物理性质也各不相同。
成因矿物学矿物共生组合
3
角闪石、云母和石榴子石共生
在酸性火成岩中，角闪石、云母和石榴子石常常 共生在一起，形成一种常见的矿物组合。
变质岩中的矿物共生组合
01
绿泥石、黑云母和白云母共生
在变质岩中，绿泥石、黑云母和白云母常常共生在一起，形成一种常见
的矿物组合。
02
石榴子石、透辉石和硅灰石共生
在变质岩中，石榴子石、透辉石和硅灰石常常共生在一起，形成一种常
沉积岩中的矿物共生组合会受到沉积环境的影响，通过分析矿物共生组合，可 以推断出沉积环境的水深、水动力条件、氧化还原状态等信息。
指示成矿作用的意义
指示成矿物质来源
矿物的共生组合可以提供关于成矿物 质来源的信息，例如岩浆熔离成矿、 接触交代成矿等。
指示成矿时间和过程
通过研究矿物共生组合的演变，可以 推断出成矿作用的时间和过程，有助 于确定矿产资源的形成历史和分布规 律。
指导找矿勘探
矿物共生组合可以指示矿产资源的分布和储量，为找矿勘探提供重 要的依据。
在矿产资源评价和预测中的应用前景
评估矿产资源量和品质
通过研究矿物共生组合，可以评估矿产资源的数量和品质，为资源开发提供科学依据。
预测矿产资源的可利用性和经济价值
根据矿物共生组合的特点，可以预测矿产资源的可利用性和经济价值，为投资决策提供支 持。
野外地质观察
通过实地考察，了解矿物的分布、产状、共生关系等，为室 内研究提供基础数据。
室内实验研究
通过物理、化学实验，模拟矿物的形成过程，探究矿物共生 组合的成因机制。
矿物学与岩石学、地球化学等学科的综合研究
01
02
03
矿物学
研究矿物的化学成分、晶 体结构、物理性质等，揭 示矿物的本质特征。
成因矿物学复习资料
成因矿物学复习资料一、名词解释（阐述下列概念，要求举例说明，5*8=40分））1、成因矿物学：是研究矿物及矿物共生组合的形成（发生、成长）、演化（存在、变化）的过程和条件，以及反映该过程和条件的标志和信息的矿物学特征的一门基础地质科学。
最终与其他地质学科相结合，从阐明矿物的形成、演化机理入手，解决基础地质研究及找矿勘探中的理论和实际问题。
例如锡石的形态及物性特征在一定程度上可以揭示其形成时的地质环境、地球化学背景、物理化学条件等信息。
伟晶岩型：{111}为主，Nb、Ta含量高，黑色；热液型：{110}+{111}为主，含Nb、Ta，W、Zr含量高，褐色；接触交代型：{110}为主，不含Nb、Ta，富含Ag、Cu、Pb及Zn，褐色；2、矿物标型：矿物标型是一种地质成因信息的标志，是一种矿物及其共生组合和组构对其形成环境的表征。
这种表征可以通过标型矿物、标型组合、标型组构以及矿物的标型特征去实现。
即根据矿物及矿物组合的形态、成分、性质、成因产状等特征及其彼此间的内在联系、对介质的依赖关系等信息，寻找反映介质状态和条件的宏观标志（形态、物性及组构等）和微观标志（成分、同位素特征、晶胞参数、有序—无序结构、类质同像、同质多像、多型等），即矿物的标型性。
例如锆石在不同的岩石组合中具有不同的晶体形态，利用锆石的晶体形态判断其形成环境的过程就是矿物标型。
A.碱性火山岩，或偏碱性花岗岩，锆石为粒状；B.正常花岗岩，锆石为短柱状；C.中-基性火山岩，锆石为长柱状。
3、标型矿物：在特定的条件下形成的矿物，这种矿物可作为一定形成条件的标志。
例如：斯石英只产生于陨石冲击坑中，是高压冲击变质成因的标志矿物。
4、封闭体系和开放体系：将由地质作用形成的岩石或矿石等视为热力学体系。
严格讲，自然地质作用多为开放体系。
为了研究问题方便，人们一般将岩浆岩、角岩及狭义的区域变质岩视为近封闭体系，而把接触交代岩、混合岩，以及各种外生成岩作用形成的岩石视为开放体系。
成因矿物学1
方向及其核心部分的标型学说。
20世纪初，Ф.拜克提出了标型矿物的概念，
为 GM 奠定了矿物标型学说的基础； А.Е.费尔斯曼(А.Е.Ферсман)(1940) 完成对矿物标型学说的全面阐述。
拉姆多尔将矿物标型学说引入矿床学，提出
矿石的标型矿物、标型组合及标型结构构造。
则按照这种规律(即矿物成因标征参数的
变化规律)可以论证所研究矿物和矿物共生组合
的成因。
具体研究时，
一般多采用矿物本身的某几个变量 来反映某些热力学参数（e.g.：T / P）。 e.g.： Hb在薄片中的颜色大致反映tf的高低； OPx的Ca含量反映结晶t的高低； mica的不同多型与结晶t有一定的相关性；
判据： 若Gar 的 MgO wt％： ＞7﹪， 有希望找到Dm；
＜7﹪，
没希望找到Dm
若CPx的
➊ Na2O wt％ ＝ 1﹪时，
则 Gar 的 MgO wt％
须＞16﹪， ＜16﹪， 有希望找Dm； 无希望找Dm。
➋ Na2O wt％ ＝ 10﹪时，
则须 Gar 的 MgO wt％ ＞ 9﹪， 有希望找到Dm。
GM研究，必须注意的问题：
➊ 假设性
➋ 复杂性
➌ 多解性
➍ 片面性 ➎ 表面性 ➏ 地区性
五、研究意义
研究GM的目的：
➊ 为人们寻找矿产资源指出方向； ➋ 为国家急需的矿物原料提出人工合成
的理论依据和有效途径； ➌ 为深入开展地幔研究提供基础资料和 可靠的信息；
➍ 为开拓古气候及古温度变化研究新领地； ➎ 为深入研究地球演化、天体演化
Sph中的FeS组分含量反映结晶时的T、P
对于一个地区或一个矿床进行GM研究 的一般工作步骤：
矿物学复习资料
矿物学复习资料一、矿物的定义与分类矿物是由地质作用形成的、具有一定化学成分和内部结构、在一定物理化学条件下相对稳定的天然结晶态单质或化合物。
根据化学成分的不同，矿物可以分为以下几类：1、单质矿物：由一种元素组成，如自然金（Au）、自然铜（Cu）等。
2、化合物矿物：由两种或两种以上元素组成，如石英（SiO₂）、方解石（CaCO₃）等。
化合物矿物又可以进一步细分：1、硫化物矿物：如黄铁矿（FeS₂）、方铅矿（PbS）等。
2、氧化物和氢氧化物矿物：如磁铁矿（Fe₃O₄）、赤铁矿（Fe₂O₃）、褐铁矿（FeO(OH)·nH₂O）等。
3、卤化物矿物：如石盐（NaCl）、萤石（CaF₂）等。
4、碳酸盐矿物：如方解石（CaCO₃）、白云石CaMg(CO₃)₂等。
5、硫酸盐矿物：如石膏（CaSO₄·2H₂O）、重晶石（BaSO₄）等。
二、矿物的物理性质1、颜色矿物的颜色多种多样，有的是自色，即由矿物本身的化学成分和内部结构所决定的颜色，如孔雀石的绿色；有的是他色，是由外来杂质、气液包裹体等引起的颜色；还有的是假色，是由物理光学效应导致的颜色，如晕色、锖色等。
2、条痕条痕是矿物在白色无釉瓷板上划擦时留下的粉末的颜色。
条痕对于某些矿物的鉴定具有重要意义，因为它可以消除假色和减弱他色的干扰。
3、光泽光泽是矿物表面对光线的反射能力。
常见的光泽类型有金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽等。
此外，还有一些特殊的光泽，如油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽等。
4、透明度透明度指矿物允许光线透过的程度。
可分为透明、半透明和不透明三种。
透明度与矿物的厚度也有关系，薄的矿物片可能比厚的更透明。
5、硬度硬度是矿物抵抗外力刻划、压入或研磨的能力。
常用的摩氏硬度计将硬度分为 10 级，从 1 级（滑石）到 10 级（金刚石）。
在野外鉴定时，可以用指甲（约 25 级）、小刀（约 55 级）等作为简易标准来比较矿物的硬度。
6、解理解理是矿物晶体在外力作用下沿一定方向破裂并产生光滑平面的性质。
成因矿物学
1.深成岩和岩浆矿床的矿物共生组合 2.伟晶岩和伟晶矿床的矿物共生组合 例：花岗伟晶岩，云母、绿柱石
正长伟晶岩，稀土、稀有元素矿物
岩浆岩及岩浆矿床的矿物共生组合
方解石 + 透闪石 + 透辉石 + 钙铝榴石 + 绿帘石 + 斜长石（石 灰 岩、中压）
方解石 + 普通角闪石 + 单斜辉石 + 斜长石 ± 绿帘石（石灰岩、 低压）
变质相 特征矿物
典型矿物组合
夕线石
夕线石 + 铁铝榴石 + 黑云母 + 钾长石 + 石英 ± 斜长石（泥质 岩、中压）
高
夕线石 + 堇青石 + 黑云母 + 钾长石 + 石英 ± 斜长石（泥质岩、
低温热液，Sb、Hg、As，辉锑矿、辰砂、 雄黄、雌黄
化学沉积作用的矿物共生组合
原生岩石的化学风化产物，在水体系中沉 积和成岩过程中的“化学分异”，其化学成分 中的Al、Si、Fe、Mn、P、Ca、Na、K、Mg、 等主要化学元素，在迁移过程中发生分离，并 在水体低部的不同地点分别沉积。这与水动力 学环境、生物作用和化学作用（pH、Eh、胶体 吸附等）相关。
二.晶体化学式的内涵（书写方法）
①阳离子写在化学式的开始，在复盐中阳离子 按碱性强弱顺序排列。
②阴离子写在阳离子的后边，络阴离子则用方 括号[ ]括起来。
③附加阴离子写在主要阴离子或络阴离子之后。
④含水化合物的水分子写在最后，并用圆点 “·”相隔，当含水量不定时，用H2O表示。例：蛋 白石 SiO2·nH2O 或 SiO2·aq (aqua含水缩写)
矿物学中的矿物形态与矿物成因分析
矿物学中的矿物形态与矿物成因分析矿物形态是指矿物在自然界中的外部形状和结构。
它与矿物的晶体结构、物理性质、化学成分以及生长环境密切相关。
矿物形态的研究是矿物学的一个重要分支，对于矿物的鉴定和矿物成因的解析具有重要意义。
一、矿物形态的分类与特点矿物形态按照外部形状和内部结构的特点可以分为以下几类：1. 结晶形态：矿物在生长过程中形成的晶体形状，通常由其晶体结构和生长环境共同决定。
结晶形态可以是具有对称性的完美晶体，也可以是不规则的晶体团块，甚至是无法分辨的微晶体。
2. 非晶态：一些矿物由于其结构的不规则性，无法形成明显的晶体结构，表现为非晶态。
典型的非晶态矿物包括玻璃、凝胶和胶态矿物等。
它们没有规则的外部形状，通常呈均匀的胶状或块状。
3. 斑岩体：一些矿物以岩石的形式存在，称为斑岩体。
斑岩体由于由多个矿物组成，其外部形态复杂，常呈不规则的块状或带状分布。
斑岩体的形成与深部岩浆的侵入和冷却有关。
二、矿物形态的成因解析矿物形态的成因与矿物的结晶机制、成岩作用以及地质环境等因素密切相关。
下面以几种常见矿物为例，进行矿物形态与成因的解析。
1. 方解石：方解石是一种常见的矿物，其晶体形态多为六面体或菱面体。
方解石的形成与碳酸岩溶解和沉积有关。
在碳酸岩地区，方解石常以伴生晶体的形式存在，受地下水循环的影响，形成了不同的方解石晶体形态。
2. 方铅矿：方铅矿的晶体形态多为立方体，对称性明显。
方铅矿主要形成于矿床中的高温高压环境，其成矿过程与火成作用和热液作用有关。
在这些矿床中，方铅矿由于结晶速度较快，形成了规则的立方体晶体。
3. 磷灰石：磷灰石是一种磷酸盐矿物，其晶体形态多为柱状或板状。
磷灰石的形成与沉积作用和变质作用有关。
在沉积岩中，磷灰石常以颗粒或粘结物的形式出现；而在变质岩中，磷灰石则呈片状或柱状分布。
总之，矿物形态的分析能够帮助我们了解矿物的晶体结构、成岩作用以及地质环境，在矿产资源勘探和开发中具有重要意义。
矿物的晶体结构和成因
矿物的晶体结构和成因矿物是自然界中固态的物质，通常具有特定的化学组成和晶体结构。
矿物的晶体结构和成因是研究矿物学的重要内容，对了解矿物的物理性质和地质意义具有重要意义。
一、矿物的晶体结构矿物的晶体结构指的是矿物的原子排列方式和晶体的几何形态。
矿物的晶体结构决定了矿物的物理和化学性质，并对其在地球中的分布和形成起到重要影响。
矿物的晶体结构是由原子通过原子键连接而成的，原子键可以是共价键、离子键或金属键。
矿物中最常见的是离子键，即不同电荷的离子通过电磁作用力相互吸引而形成的键。
离子键的特点是结构稳定，熔点高，具有良好的电导性和光学性质。
矿物的晶体结构可以通过X射线衍射等方法来确定。
X射线衍射通过测定矿物晶体中X射线的散射情况，可以确定晶体中原子的位置和排列方式。
通过研究晶体结构，可以推测矿物的性质和成因。
二、矿物的成因矿物的成因指的是矿物形成的物理和化学过程。
矿物的成因有很多种，常见的包括热液矿床、岩浆矿床、沉积矿床等。
1. 热液矿床热液矿床是由地壳中的热液作用形成的矿床。
热液是地壳中的水或气体在高温高压条件下形成的流体，其中含有大量的溶解物质。
当热液在地壳中流动时，会与周围的岩石和矿物发生反应，形成新的矿物。
例如，金矿、铜矿等许多金属矿床就是由热液作用形成的。
2. 岩浆矿床岩浆矿床是由岩浆中的溶解物质在岩浆冷却过程中析出形成的矿床。
岩浆是地壳中的熔融岩石，具有高温高压的特点。
当岩浆冷却时，其中的溶解物质会逐渐凝固并形成矿物。
例如，石英、长石等许多硅酸盐矿物就是由岩浆形成的。
3. 沉积矿床沉积矿床是由沉积作用形成的矿床。
沉积作用是地壳中碎屑颗粒和溶解物质在水或风等介质的作用下沉积并形成沉积岩的过程。
在沉积岩中，常常含有一些矿物颗粒或晶体。
例如，煤矿、石灰石等就是由沉积作用形成的。
不同的矿物具有不同的形成条件和成因。
矿物学家通过研究矿物成因可以了解地球内部和地壳演化的过程，揭示矿床形成的规律，对矿产资源的勘查和开发具有重要价值。
成因矿物学作业(几个应该了解的定义及概念)
1.区域正变质与区域副变质作用变质岩的原岩类型比较复杂，一般情况变质岩原岩有三种类型，即沉积岩、岩浆岩和变质岩。
称原岩为岩浆岩经变质作用后形成的变质岩为正变质岩；原岩为沉积岩经变质作用后形成的变质岩为副变质岩。
所谓区域正变质与区域副变质作用，应该是指在区域变质作用过程中分别以岩浆岩和变质岩为原岩的变质作用。
2.退变质岩石在热峰后伴随温度降低发生的变质重结晶作用。
所谓热峰条件是指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，由变质矿物组合所记录。
3.负晶形包体有时因晶格位错等缺陷产生的空穴被高温溶液充填后又继续按原晶格方向生长，形成与宿主晶格相似的体腔，这种由气液充填的、形态与宿主矿物晶形相似的孔洞成为负晶形包裹体或空晶。
也有人认为空晶应专指无气液充填的负晶形（气液流失）。
包裹体内的液体体系主要受晶格力场和重力场作用, 而晶格力场在微观尺度上要远远大于重力场, 这导致包裹体与主晶矿物达到平衡时最稳定的形状是主晶矿物的负晶形。
负晶形包裹体一般是包裹体形成后与主晶矿物长时间的溶解-沉淀作用形成的, 以原生包裹体居多, 因为原生包裹体形成时间早并且一般在矿物形成早期温度较高, 溶解-沉淀反应较快, 较易达到平衡。
4.平衡类型花岗岩与非平衡类型花岗岩平衡花岗岩与非平衡花岗岩中的水的含量和状态具有差异。
如果某种岩浆属于水过饱和，那么其所包含的为含水流体，即三相水，从这种岩浆中结晶出来的花岗岩即为平衡类型花岗岩；相反，如果一种岩浆不含足够的水，仅含有溶化的溶解水，这种岩浆结晶出的花岗岩属于非平衡类型花岗岩。
氢同位素可用来确定平衡类型和非平衡类型花岗岩。
在实际工作中，只有测定出花岗岩体中共生的云母和闪石的δD值及其FeO和MgO的含量，投影到图上即可。
若两点连线平行于S-E 线，则属于平衡类型花岗岩，反之属于非平衡类型花岗岩。
5.火成岩中碳酸岩的成因及物质来源现在一般认为碳酸岩岩浆来源于地幔。
矿物学复习资料
十一章矿物：是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。
矿物的特点：a.矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。
人造矿物或合成矿物：在实验室或工厂里用人工方法制造出来的、与相应的天然矿物具有相同或相似的成分、结构及性质的产物。
b.矿物具有一定的成分、结构、形态和性质，藉此可鉴别矿物种。
但是，由于形成环境的复杂性，矿物的这些特征可在一定范围内变化，故这些特征常可作为反映矿物成因的标志。
c.任何一种矿物均只是在一定的物理化学条件下相对稳定，得以保存。
当外界条件改变至超出矿物的稳定范围时，矿物即会变成在新的条件下稳定的其他矿物。
d.矿物的集合体即组成岩石或矿石。
矿物学：1）当前，矿物学通常以天然结晶质无机物为主要研究对象，液体和气体均不在现代矿物之列。
2）准矿物：极少数天然形成的、具有一定的化学成分的非晶态的单质或化合物，如蛋白石和水锆石等。
3）经过漫长的地质时代，准矿物有自发地向结晶态的矿物转变的必然趋势矿物学：是一门研究地球及其他天体的物质组成及演化规律的地质基础学科。
是研究矿物(包括准矿物)的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。
它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础和依据。
矿物学的应用：①应用于地质找矿；②研究作为矿产资源的矿物本身的开发和应用。
十二章矿物的化学成分的研究意义：①矿物的化学成分是区别不同矿物的重要依据；②矿物化学成分的变化特点常作为反映矿物形成条件的标志；③矿物化学成分是人类利用矿物资源的一个重要方面。
克拉克值：各种化学元素在地壳中的平均含量(即元素在地壳中的丰度)之百分数表示：①质量百分数——质量克拉克值②原子百分数——原子克拉克值地壳中化学元素的分布特征1）元素分布的极不均匀性丰度最大者：O ——46.6% 丰度最小者：Rn ——7×10-16 %2）地壳的主要化学组成为O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti等十种。
地质-矿物学复习纲要及详细答案
矿物学复习纲要以矿物为中心内容通过学习了解矿物大类（类、亚类、族）的共性、系统学习掌握矿物种的个性（外观鉴定特征）及其与晶体化学性质的关系、有关的概念与矿物的成因、分类、用途等，达到了解矿物、认识矿物，进而鉴定矿物、开发应用矿物的目的。
⏹矿物：自然作用中形成的天然固态单质和化合物，它具有一定的化学成分和内部结构，因而具有一定的化学性质和物理性质，在一定的物理化学条件下稳定，是固体地球和地外天体中岩石和矿石的基本组成单位。
⏹准矿物：具有一定化学成分的天然固态非晶体质。
1、矿物变化的方式？P308A、化学成分变化（热液蚀变、化学风化、脱水、水化）1）热液蚀变与化学风化是交代作用的主要形式，交代作用一般从原矿物的边缘或沿裂隙开始，当交代作用强烈时，原矿物可以全部被新矿物替代。
有时新矿物集合体仍保留着原矿物的外形，称为假象2）脱水作用：含水矿物因失去结晶水而变成另一种矿物的作用3）水化作用：无水矿物因水的加入而变为含结晶水矿物的作用B、晶体结构变化（同质多象转变、非晶化与晶化）1）同质多象转变：在矿物所处体系只与环境有足够的能量交换而无物质交换时，矿物的晶体结构将发生变化而化学成分保持不变（结构、物理性质变化，原晶形被继承下来，称副象）2）非晶化与晶化：含放射性元素铀或钍的矿物由于受到放射性蜕变能量的影响，结构由晶质向非晶质转变，这种作用为非晶化作用或蜕晶作用；一些非晶质准矿物在漫长的地质历史中，会逐渐变为结晶质，这种作用成为晶化或者脱玻化。
C、晶体形态、粒度等变化矿物形成后，受后来温度、压力、溶液或熔浆的作用，可以发生次生长大而由细变粗，发生韧性形变而呈眼球状、拉丝状或细晶状。
2、矿物的生成顺序和矿物世代？其研究意义如何？判断矿物生成顺序的依据？P307世代：在一定的空间中、如果同一种矿物先后多次形成，他们的先后关系称为矿物的世代。
形成顺序：一定地质体中的各种矿物可以是同时形成的，也可以在不同时间段形成，这种矿形成时间上的先后关系，称为矿物的形成顺序。
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矿物：在一定的地质条件下形成，具有一定的化学成分和物理性质，并在一定的物理化学条件下稳定存在的单质或化合物叫矿物。
矿物是组成岩石和矿石的基本单位。
晶质体：凡是内部质点作规则排列，具有格子构造的物质称为结晶质，结晶质在空间的有限部分称为晶体。
晶质在合适的条件下能生成规则的几何外形（晶体）。
如石盐、黄铁矿等。
非晶质体：内部质点无规律排列，不具固定的几何外形，如玻璃，蛋白石。
自然界大多数矿物都是以晶质矿物形态出现，如水晶（石英的晶体），钻石（金刚石晶体），冰洲石（方解石晶体），蓝宝石（刚玉晶体），碧玺（电气石晶体），海兰宝石，祖母绿（绿柱石晶体）等。
晶质体与非晶质体在一定的压力、温度条件下可以互相转化，非晶质体总是趋向于向晶质体转化，因为晶质具最小内能。
如玻璃的老化空间格子：表示晶体内部构造中质点重复规律的几何图形空间格子要素：结点，行列，面网，平行六面体（晶胞）单体形态:在条件允许的情况下，自然界中的矿物总是趋向于生长成具有一定规则几何外形的多面体形状，其形状取决于其晶体结构和生成时的物理化学条件。
同一化学成分的矿物在不同的生成条件下可以长成不同的几何外形。
单形：由同一形状、大小的晶面组成，如立方体黄铁矿聚形：由两种或两种以上的晶面组成。
如石英双晶：同种矿物的两个或两个以上的晶体规则连生称为双晶。
（旋转后或中心反伸后可重合或互成镜像）歪晶：在实际晶体生长过程中，常受外界条件的影响而偏离其理想形态。
、断口：矿物受力后不沿结晶方向破裂而成的断面。
贝壳状断口，参差状断口，锯齿状断口，土状断口类质同象：晶体结构中的某些质点（离子、原子或分子）被性质相似的质点以各种比例相互置换或取代，而晶体结构类型、化学键性和离子正负电荷的平衡保持不变或基本不变，仅晶胞参数和物理性质发生变化的现象。
完全类质同象：如Fe橄榄石—Mg橄榄石不完全类质同象（有限类质同象）：如铁闪锌矿同质异象（同质多象）：化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，可以生成具有不同结晶构造，从而具有不同的形态和物理性质的矿物，这种现象叫同质异象。
如石墨和金刚石成因矿物学是研究矿物和矿物共生组合的形成、稳定和变化的条件，以及反映这些条件的矿物学特征的学科。
成因矿物学的研究内容1.研究矿物及其共生组合的起源、发生、发展和变化的条件及过程。
2.研究矿物及其共生组合在时间和空间上的分布和演化规律。
3.研究不同物理化学条件下矿物的成分、结构、形态、物性等标型特征。
4.成因矿物学的模拟研究例：（1）地质温压计。
（2）实验矿物（岩石）学。
成因矿物学研究的一般工作步骤1）调查和了解工作区的地质背景。
2）收集工作区前人的岩石、矿石和矿物资料。
3）系统采集有代表性的标本，进行鉴定和测试分析。
4）广泛收集有关矿物的文献资料作统计分析，找出成因标志。
5）推断工作区矿物的成因，追溯矿物平衡条件，探索矿物及其共生组合演变的规律。
6）利用成因矿物学研究成果，结合地质背景，对工作区或矿床进行地质分析。
成因矿物学研究的主要意义：具有找矿和评价地质体含矿性的意义，有利于岩石成因、矿床成因和地质构造变动条件的分析，具有深化矿物学理论的意义一、地球空间的矿物组成(一)地核的物质成分主要由铁、镍组成，也称铁、镍核心，外核有一些轻元素如S，Si等。
(二)地幔的矿物组成上地幔：主要由具橄榄石结构的硅酸盐物质组成。
过渡层：主要由具尖晶石结构的硅酸盐组成。
下地幔：主要由具钙钛矿结构的硅酸盐组成（也有观点认为是由铁、镍的氧化物和硫化物组成。
(三)地壳的矿物组成目前已知3000多种矿物大多数分布在地壳。
地壳从深部-浅部，从玄武岩层-花岗岩层-变质岩层-沉积岩层矿物的数量从少到多。
标型矿物：定义：形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用中形成的矿物。
特点：1）矿物的单成因性：在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因。
如：铬铁矿主要产于超基性岩中；斯石英、柯石英专属于高压冲击变质成因（多在陨石坑和上地幔）；辰砂、辉锑矿是低温热液矿床的标志。
2）标型矿物的相对性：一些单成因的矿物，在其它成因中也有发现如金刚石原只产于金伯利岩岩筒中，现发现在钾镁煌斑岩中，基性、超基性岩包体中也有产出，其中钾镁煌斑岩型金刚石矿床已成为重要的金刚石矿床类型。
海绿石：原是海相地层的指示矿物，现在不同盐度的陆相水体沉积物中也有发现。
3）区域性：有些标型矿物具有全球的适用性，而有一些只是在某一区域或某一矿床或矿区内适用，这是由当地的构造地质背景决定。
标型矿物组合：定义：指在特定的地质环境中形成的专属性矿物组合。
标型矿物组合强调在特定的成岩成矿条件下形成的特征性矿物组合。
如：前寒武纪出现磁铁矿、石英、铁铝榴石、铁闪石、铁蛇纹石、富铁绿泥石组合。
铅锌矿床氧化带的标型组合：褐铁矿、铅钒、白铅矿、菱锌矿、蓝铜矿（有时有孔雀石）上地幔榴辉岩的标型矿物共生组合为：陨钠镁大隅石-石榴石-绿辉石-含钾硫化物。
矿物标型特征：定义：指同一种矿物在不同的地质时期和不同地质条件下，形成于不同地质体中时，该种矿物在各种性质上表现的差异。
特点：同种矿物在自然界有多种成因，强调矿物多成因性。
如：黄铁矿在沉积岩、变质岩中均有产出；石英有沉积、变质及岩浆中均可产出。
但由于其形成于不同的成因条件下造成其在化学成分、晶体形态、物理性质等方面有差别矿物的标型特征主要有下面几种：1、化学成分标型；2、矿物的晶体结构标型；3、晶体形态标型；4、物理性质标型5、谱学特征标型等。
矿物化学成分标型：一、矿物成分变化与温、压条件的关系二、主要组分标型三、微量元素标型四、元素比值标型五、稳定同位素标型六、矿物包裹体成分标型一、矿物成分变化与温压条件的关系：每一种矿物或矿物共生组合都是在一定的温度和压力条件下形成的。
如类质同象替换，如果发生半径大的离子替换半径小的粒子，则使分子体积增大，这种情况在其它条件不变时，只可能发生在体系压力降低时，反之则是压力升高时进行。
同时类质同象的替换与温度也有关，如闪锌矿中的Fe，这样就可以利用某些矿物的类质同象替换元素之间的比进行温度和压力的计算，即矿物地温计或压力计。
微量元素标型：微量元素对地质环境反映非常敏感，所以具有重要的标型意义。
如：花岗岩中萤石矿物Mn2+ 具有重要的标型意义。
Mn2+与成矿作用类型和成矿深度有一定的关系。
不同深度花岗岩中萤石矿物中Mn2+的含量，呈现随深度增大Mn2+含量逐渐降低的趋势。
元素比值标型：矿物成分中某些成对元素含量的比值变化，往往受到形成条件的制约。
可以应用它们作为推断矿物形成过程中物理化学条件的依据之一。
它们对研究岩石和矿床的成因类型、成矿深度，以及解释地质环境等问题，具有重要的意义。
黄铁矿中的Co/Ni：同生沉积：显著小于1，范围0.011～0.37沉积改造：随改造强度而增大，从0.16～0.8到接近于1沉积变质：随变质程度加深而增大，从1.47～5.75稳定同位素标型：在不同地质体的矿物中，组成物质同位素的分馏和富集具有不同的特征，因此，矿物的同位素组成特点具有标型意义。
矿物稳定同位素标型研究成果，可以提供成岩、成矿、温度、物质来源（壳源、幔源、混合源），形成物理化学条件以及演化历史的资料如钾长石:高温结晶的钾钠长石:δ18O：6-12‰中等温度:12-16‰外生沉积的钾钠长石:18-28‰矿物包裹体标型：包裹体: 是矿物形成过程被捕获的成矿流体介质。
流体包裹体（Fluid Inclusions)，矿物包裹体。
对密西西比河谷型铅锌矿的成因争论:沉积说：规模大、分布广、层位稳定、成分简单与火成岩无关，围岩蚀变不明显；热液说：矿化为脉状，晶洞状，闪锌矿均一温度115～135 ℃。
E. Roedder的工作结果1）包裹体类型：L-V，L，有时含有机质，未见含子晶多相包裹体、CO2包裹体2）Th：75～200 ℃，集中100～150 ℃3）盐度：15～20wt%NaCl，密度大：1.18g/cm34) 硫同位素变化大, +8.08~31.36‰结论:沉积盆地深部循环的热卤水, 搬运Pb-Zn成矿矿物晶体结构标型：一、晶胞参数标型类质同象替换和温度压力，氧化-还原条件等都对矿物的晶胞参数产生影响。
如：热液金矿床中黄铁矿的晶胞参数主要与Co, Ni的类质同象替换有关。
同时类质同象的替换又与成矿深度和温度有关。
因此，黄铁矿的晶胞参数常做为其标型特征之一。
离子占位标型一些结构复杂矿物中离子占位与其形成时的物理化学条件关系密切。
例如辉石的结构类型受化学成分和温度的控制；辉石晶体化学式基本上可用M1M2X2O6表示，X位置通常进行类质同象代替的元素是Al, Si，它们占据四面体孔隙，配位数为4，M1M2为八面体孔隙，配位数为6，M1位置为Ti4+, Al3+, Cr3+, Fe3+, M2位置为Ca2+, Li+, Na+, K+等离子占据。
Mg2+, Fe2+即可占据M1又可占据M2。
但在两位置上的热力学条件不同，因此可以利用其在M1M2位置上的占位进行温度、压力测定。
有序无序标型矿物在结晶过程中，质点总是趋向于按照能量最低的方式，进入某种特定的位置，形成有序结构。
而无序结构则是各处质点分布不同，能量有高有低，不是最稳定状态。
1．温度升高，从有序向无序转变；温度缓慢降低：从无序向有序转变。
如：长石中Al-Si的置换：高温变为无序，低温有序置换；对于碱性长石、透长石，完全无序状态，为高温稳定相；正长石，部分有序状态，为中温稳定相；最大微斜长石，完全有序状态，低温稳定相多型标型多型性：是层状结构晶体的一种固有的特征，普遍存在于云母、石墨、辉钼矿、绿尼石、高岭石、纤锌矿等如：云母在不同类型岩石中（花岗岩、伟晶岩、喷出岩、热液矿床）具不同的多型辉钼矿在自然界主要有两种多型，其主要与生成温度及所含杂质有关。
矿物标型的实际应用：王奎仁（1989）将矿物标型特征的地质意义归纳为：①可用于确定其寄主岩体、矿体的成因类型②可以确定变质程度及变质相的化分成分③可作为地质温度计和压力计④可作为找矿标志及含矿性的评价⑤可确定物质来源⑥可确定时代及时代间的新老关系⑦可确定古气候、古温度的变化。
英国地质学家G.巴罗1893年在对苏格兰高地变质岩系的研究中，首次根据变质泥质岩中随温度增高而出现的变质矿物组合的变化,从低温到高温划分出6个变质带：绿泥石带;黑云母带;铁铝榴石带;十字石带; 蓝晶石带和夕线石带（十字石带有时缺失）。
各个带之间的界线是以这些标志矿物的第一次出现进行划分，并以这些标志矿物作为每个变质带的名称。
一般把与上述类似的在中压条件下形成的变质带称为巴罗式变质带。
Sassi等（1974）通过对许多地区低级变质的泥质片岩中白云母的b0值深入研究，发现白云母的b0值随着变质压力的增加而增大，确立了白云母的b0值是一种灵敏的地质压力计，提出了白云母b0值与压力的关系。