矿物化学组成及性质
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矿物的定义
矿物的定义引言矿物是地球上形成的天然晶体固体物质，是构成岩石的基本组成部分。
它们普遍存在于地壳中，是地球内部和外部地质活动的产物。
矿物具有独特的物理和化学特征，可以通过它们的晶体结构和组成进行识别和分类。
本文将深入探讨矿物的定义及其重要性。
什么是矿物矿物的基本特征1.天然形成：矿物是自然形成的，不包括人工合成的物质。
2.晶体固体：矿物通常以晶体形式存在，具有一定的结晶结构和有序的排列方式。
3.物理性质：矿物具有一系列的物理特性，如硬度、光泽、断口、比重等。
4.化学成分：矿物由一种或多种化学元素组成，不同的元素组合形成了不同的矿物。
矿物与岩石的关系矿物是构成岩石的基本单位，岩石是由矿物聚集在一起形成的。
岩石可以由单一的矿物组成，也可以由多种不同的矿物组成。
因此，矿物深刻影响了岩石的性质和特征。
矿物的分类矿物的分类主要依据其化学成分和晶体结构。
下面将介绍几种常见的矿物分类方法。
按主要元素的分类1.硅酸盐矿物：主要成分为硅氧化物，如石英、长石等。
2.氧化物：主要成分为氧化物，如赤铁矿、磁铁矿等。
3.硫化物：主要成分为硫化物，如黄铁矿、闪锌矿等。
4.硝酸盐矿物：主要成分为硝酸盐，如硝石、芒硝等。
按晶体结构的分类1.纤维状矿物：晶体呈纤维状，如石棉、透闪石等。
2.片状矿物：晶体呈片状，如云母、绿泥石等。
3.针状矿物：晶体呈针状，如针铅矿、针铁矿等。
4.粒状矿物：晶体呈粒状，如砂砾石、黏土等。
按成因的分类1.火成矿物：由岩浆冷却结晶形成，如石英、长石等。
2.沉积矿物：由沉积作用形成，如石膏、方解石等。
3.再生矿物：由热液活动形成，如黄铁矿、方铅矿等。
4.变质矿物：由岩石在高温高压下发生变质形成，如石榴子石、绿帘石等。
矿物的重要性矿物在人类社会的发展中起着重要的作用，具有以下重要性。
资源开发和利用许多矿物是重要的天然资源，如铁矿石、煤炭、石油等。
它们广泛用于工业生产，如建筑、能源、交通运输等领域。
矿物资源的开发和利用对经济发展和社会进步起到至关重要的作用。
矿物
(2)解理：矿物受力后沿一定方向规则裂开
成光滑面的性质叫解理。裂开面称解理面。云 母一个方向，方解石三个方向。 极完全解理：云母； 完全解理：方解石、方铅矿 中等解理：长石； 不完全解理：磷灰石
(3)断口：受力后不沿一定方向裂开，而
破裂成不规则的破裂面。解理不完全，则断
口愈显著。 贝壳状断口－石英； 参差状断口－黄铁矿； 平坦状断口－块状高岭土。
葡萄状、肾状、结核状：不规则者称结核状， 有时有同心层或放射状。葡萄状、肾状具同心 或放射状。磷质结核，磷灰石和黄铁矿结核可 以是微细晶粒。 粉末状集合体、被膜状、皮壳状：一种矿物 覆盖在其它矿物或岩石表面呈粉末状散布或薄 层、较厚层壳状产出者。
分泌体：在形状不规则或球状空洞中，胶体或晶质矿 物由洞壁向中心逐层沉淀填充而成。晶腺--直径>1cm； 杏仁体--直径<1mm。在晶腺中常见到周期性扩散沉淀 形成的环带，如由SiO2形成的玛瑙，其中常有空腔，空 腔中有时长有晶簇。
3．颜色与条痕：矿物吸引了白光中某种波长的色光后 (黄，绿，红)所表现出来的互补色；对各种色光吸收均 匀，即黑色或灰色；基本上都不吸收即白色。赤铁矿 (红)。 矿物的颜色是由其化学成分和结构特征决定的，固定 不变的，是重要鉴定标志。但是，外来原因可使颜色不 固定， 如纯净的石英为无色，由于混有杂质等原因出 现各种颜色。 条痕是矿物粉末的颜色。它对于基些金属矿物具有重 要的鉴定意义。如赤铁矿有赤红、铁黑或钢灰者，但其 条痕则总为樱红色。比较稳定。透明矿物的条痕都是近 白色，无鉴定意义。
由于生长条件不好，多数晶体的晶面发育不完整，
或很不完整，从而形成外形不规则的晶粒(晶体)。晶粒 大小不一，较粗的用肉眼或放大镜就可以看出来，岩 石中微细的晶粒则要通过显微镜才能分辨出来。
矿物的成分性质分类
4）珍珠光泽（pearly luster）：浅色透明矿物的 极完全解理面上的如珍珠表面或蚌壳内壁柔和 而多彩的光泽。 5）丝绢光泽（silky luster）：具玻璃光泽的无色 或浅色透明矿物的纤维状集合体表面常呈蚕丝 或丝织品状的光亮。 6）蜡状光泽（waxy luster）：某些透明矿物的 隐晶质或非晶质致密块体上的似蜡烛表面的光 泽。 7）土状光泽（earthy luster）：呈土状、粉末 状或疏松多孔状集合体的矿物表面如土块般暗 淡无光。
矿物种
• 矿物并非固定不变的，任何一种矿物都只是在一定 的物理化学条件下相对稳定，得以保存
• 矿物是岩石和矿石的基本组成单位 • 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
矿物学的研究内容及其分析测试技术
1. 矿物学的研究内容
研究矿物的成分、结构、形态、物理性质、成因、 产状、用途和它们相互间的内在联系 矿物的化学成分：（1）单质：金刚石，自然金 （2）化合物：橄榄石，斜长石等 物理性质：晶形、颜色、光泽、解理、裂理、断口、 硬度、条痕等特征
4）玻璃光泽： 反光较弱，呈普通平 板玻璃表面的反光。矿物为无色、白 色或浅色，条痕呈无色或白色，透明。
石英晶簇
• 注意：矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上的 特殊变异光泽： 1）油脂光泽（greasy luster）：某些解理不发育的浅 色透明矿物的不平坦断口上呈现的似油脂般的光泽。 2）树脂光泽（resinous luster）：某些具金刚光泽的 黄、褐或棕色透明矿物的不平坦断口上的似松香般 的光泽。 3）沥青光泽（pitchy luster）：解理不发育的半透明 或不透明黑色矿物的不平坦断口上乌亮沥青状光泽。
2．矿物学的研究分析测试技术 电子显微镜观测 电子探针分析 化学分析法 光谱类分析 X射线分析 穆斯堡尔谱
各种非金属矿物性质
黏土矿物
伊利石是一种类似云母的有层状结构的粘土矿物，也被称为水白云母。伊利石黏土(岩)，又称水云母黏土，外观白色、灰白色，含杂质较多的呈灰色或黑色，土状、性脆、易碎、质地细腻、光滑，硬度小，久置水中不膨胀，松散有混浊现象。在煤系地层中伊利石黏土岩常在煤层夹矸石中呈透镜状或似层状产出。其硬度1~2，密度2.6~2.9g/cm3。鳞片能剥开，但弹性比云母差。无膨胀性和可塑性;土壤中的伊利石能从钾肥中汲取钾，并使之储藏于层间。伊利石黏土(岩)的化学成分因含有其它杂质变化较大，除SiO2、Al2O3含量高低差别较大外，而K2O和Na2O较稳定，一般K2O在6%~9%，Na2O在0.5%~1.5%之间。
蒙脱石
(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O
黏土矿物
蒙脱石(montmorillonite)又名微晶高岭石或胶岭石，是一种硅铝酸盐，其主要成分为八面体蒙脱石微粒。白色，有时为浅灰、粉红、浅绿色。鳞片状者解理完全。硬度2～2.5。相对密度2～2.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀，体积能增加几倍，并变成糊状物。具有很强的吸附力及阳离子交换性能。热分析：在80～250°C之间出现第一个吸热谷，脱去层间水和吸附水。一般钠蒙脱石脱水温度较低，且为单吸热谷，钙蒙脱石脱水温度较高，并出现复合谷。第二个吸热谷出现于600～700°C之间，脱结构水。第三个吸热谷在800～935°C，晶格完全破坏。其后，紧接着一放热峰，有新相尖晶石和石英生成。
白云石加热到700~900℃时分解为二氧化碳和氧化钙、氧化镁的混合物，称苛性镁云石，易与水发生反应。当白云石经1500℃煅烧时，氧化镁成为方镁石，氧化钙转变为结晶a-CaO，结构致密，抗水性强，耐火度高达2300℃。
滑石
[Mg3（Si4O10）（OH）2]
伊利石是一种类似云母的有层状结构的粘土矿物，也被称为水白云母。伊利石黏土(岩)，又称水云母黏土，外观白色、灰白色，含杂质较多的呈灰色或黑色，土状、性脆、易碎、质地细腻、光滑，硬度小，久置水中不膨胀，松散有混浊现象。在煤系地层中伊利石黏土岩常在煤层夹矸石中呈透镜状或似层状产出。其硬度1~2，密度2.6~2.9g/cm3。鳞片能剥开，但弹性比云母差。无膨胀性和可塑性;土壤中的伊利石能从钾肥中汲取钾，并使之储藏于层间。伊利石黏土(岩)的化学成分因含有其它杂质变化较大，除SiO2、Al2O3含量高低差别较大外，而K2O和Na2O较稳定，一般K2O在6%~9%，Na2O在0.5%~1.5%之间。
蒙脱石
(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O
黏土矿物
蒙脱石(montmorillonite)又名微晶高岭石或胶岭石，是一种硅铝酸盐，其主要成分为八面体蒙脱石微粒。白色，有时为浅灰、粉红、浅绿色。鳞片状者解理完全。硬度2～2.5。相对密度2～2.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀，体积能增加几倍，并变成糊状物。具有很强的吸附力及阳离子交换性能。热分析：在80～250°C之间出现第一个吸热谷，脱去层间水和吸附水。一般钠蒙脱石脱水温度较低，且为单吸热谷，钙蒙脱石脱水温度较高，并出现复合谷。第二个吸热谷出现于600～700°C之间，脱结构水。第三个吸热谷在800～935°C，晶格完全破坏。其后，紧接着一放热峰，有新相尖晶石和石英生成。
白云石加热到700~900℃时分解为二氧化碳和氧化钙、氧化镁的混合物，称苛性镁云石，易与水发生反应。当白云石经1500℃煅烧时，氧化镁成为方镁石，氧化钙转变为结晶a-CaO，结构致密，抗水性强，耐火度高达2300℃。
滑石
[Mg3（Si4O10）（OH）2]
第二章 矿物-矿物的化学性质、分类
2.胶体及其吸附作用
1）胶体：一种或几种物质的微细质点（粒径0.001-0.1um）分散在另一种 物质之中所形成的不均匀分散体系。 包括分散相（分散质、胶体颗粒）和分散介质（分散媒）。 自然界胶体主要形成于表生作用，难溶矿物破碎成微细颗粒（ 0.0010.1um）时，分散在水中形成胶体溶液。 2）胶体矿物的形成 胶体颗粒带有电荷，与带不同电荷的胶体颗粒或离子发生相互作用时，胶 体颗粒便相互中和而失去电荷凝聚下沉与分散介质分离，逐渐凝固而形成胶 体矿物。如带负电荷的SiO2胶体颗粒与带正电荷的Fe（OH）3胶体颗粒相遇 时，凝聚成含SiO2的褐铁矿， SiO2含量不固定，因此，胶体矿物的化学组 成常常不固定，成分可以发生变化。 3）胶体吸附作用 除胶体矿物形成时本身的含量变化大，另外胶体颗粒还能吸附分散介质中 的离子，使其矿物成分不稳定而发生变化。如硬锰矿（mMnO2· MnO· 2O） nH 中常混入少量K2O、BaO、CaO、ZnO等组分，原因是带负电荷的MnO2胶 体颗粒能够从水溶液中吸附K+、Ba+、Ca+、Zn+等阳离子。
第三节 矿物的化学性质
矿物的形态和物理性质是其化学成分和内部构造在一定地质 条件下的综合反映，因此研究矿物的化学成分和内部构造对于 鉴定矿物、利用矿物和分析矿物的形成条件极其重要。 一、矿物的化学成分 矿物形成于地壳中，组成元素来自于地壳及其深处，是地壳中 元素永不停止的迁移运动中的相对静止状态的聚集形式，包括 单质和化合物。矿物的化学成分并不是绝对固定的，它可以在 一定范围内发生变化。引起矿物化学成分变化的原因有以下几 种： 二、矿物化学成分变化 1.固溶体：两种或两种以上彼此不能化合的组分，相互混溶成 均匀的固态物质，如日常所见的合金。按其组成方式分为： 1）交替固溶体：类质同像； 2）侵入固溶体：一种组分侵入于另一种组分结晶构造的间隙 之中，其中一部分就是以机械混入物形式出现的杂质。
矿物的化学组成
• 分为单质和化合物。
• 单质：由同种元素自相结合组成的矿物。自然硫（S），自然 金（Au），自然铜（Cu）
• 化合物：由两种或两种以上的化学元素化合而成的矿物。分为：
• 1）简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子结合而成的化合物， 如石盐（NaCl）、萤石（CaF）；
• 2）络合物：含有络离子的化合物，如正长石（K[AlSi3O8）； 方解石（Ca[CO3]）表示：• ① 质量百来自数（weight percent）
•
—— 质量克拉克值
• ② 原子百分数（atom percent）
•
—— 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。
•
① 胶溶体：分散媒远多于分散相
•
② 胶凝体：分散媒远少于分散相
胶体微粒的性质：
• ① 分散相与分散媒的量比不固定； • ② 具极大的比表面积和很高的
表面能；
• ③ 表面的电荷未达到饱和，故具 极强的吸附性。 （能吸附与其电荷相反的其他离子）
2．胶体矿物
• 由以水为分散媒、以固相为分散相 的水胶凝体而形成的非晶质或超显微 的隐晶质矿物。严格地说，它只是含 吸附水的准矿物。如蛋白石 （ SiO2·nH2O）、大多数粘土矿物。
• 影响类质同象的因素： A内因： 1）相互替换的离子或原子半径近似 2）相互替换的离子，其电价总合应相等 3）相互替换离子的化学键应相似 4）晶格能量 5）结构单位堆积紧密程度 B 外因： 温度、压力、组分浓度的影响 钠长石和钾长石
自然地理-矿物晶体介绍
如SiO2 （石英）、Al2O3(刚玉)、CaCO3（方解石） CaMg(CO3)2（白云石）等。
• 含水化合物：含有H2O、OH-、H+等离子的化合物。
如 蛭 石 (Mg,Fe2+,Fe3+)3[(Si,Al)4O10](OH)2-4H2O 其 在 火上灼烧后体积要膨胀18-25倍，比重明显减少，能在水 面漂浮。另外滑石、蛇纹石、高岭石、褐铁矿等都是含 水矿物 。
• 集合体
柱状（菊花石）
钟乳状（孔雀石）
同心圈状（玛瑙）
晶簇（石英晶簇）
葡萄状/肾状/ 土状集合体 鲕状 （褐铁矿） （肾状赤铁 此外还有：粒状，片状、磷状（如云母、绢云母），柱状、纤维状（菊花石），被膜状 矿） （如岩石上被覆上一层铜绿－孔雀石），皮壳状（薄膜厚且致密，并可见圈层状）。
晶簇（铁玫瑰）
金（Au）
在自然界，金主要呈自然状 态产出，即所谓的自然金。原生 金矿统称山金或脉金，出现与砂 矿者呈沙金。
鉴定特征： 颜色和 条痕金黄， 具延展性， 硬度小，比 重大。
非常珍贵的狗头金
方解石中的自然金
树枝状
澳洲索维伦金矿
石英脉中的黄金
全球每年黄金产量 2500吨，其中90%是通过“堆摊浸出”方 法提取的，每生产一盎司黄金就会产生约30吨有毒废物。 氰化钠（ NaCN ），剧毒，人口服致死量约为 1～2mg／kg。
第四章 矿 物
第一节 矿物的基本特征 一、矿物的形态 二、矿物的化学组成： 三、矿物的物理性质 第二节 矿物分类及主要矿物介绍 一、矿物分类： 二、重要矿物
矿物的概念： 矿物是地壳中经物理化学作用形成的天然 的、无机的均一晶质固体，它在地壳中是以岩 石（组合的）和矿石（单一的）形式而存在的。 • 也可以说： 矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用 下所形成的，具有一定化学成分和物理性质的 自然均质体，它们是组成岩石和矿石的基本单 位。（地质学基础，宋春青，P33）
矿物鉴定：自然元素矿物
成因及产状：主要形成于生物 化学沉积作用和火山喷气作用 过程中。
三、物理性质
自然金属元素矿物均具典型的金属键，故 矿物在物理性质上表现出金属色、金属光 泽、不透明、硬度低、相对密度大、延展 性强、导电导热性能好等金属键的特性。
自然非金属元素矿物的物理性质与化学键 有关。
自然半金属元素矿物其物理性质随着元素 的金属性变化而变化。
四、成因产状
自然元素矿物在成因上差别很大。
狮子山之星
库利南2号
石墨 C
化学组成： 成分纯净者 极少，往往含各种杂质 (如粘土、沥青等)。
晶体结构： 六方晶系； 石墨具典型的层状结构
结晶形态： 单晶体呈片 状或板状,但完整的却极 少见。通常为鳞片状,块 状或土状集合体。
物理性质： 颜色和条痕均为钢灰色至铁黑 色；半金属至金属光泽；隐晶质的则暗淡。 平行{0001}解理极完全。硬度1～2。相 对密度2.21～2.26。解理片具挠性。有 滑感，易污手。具导电性。
成因及产状：自然铂主要见于与基性、超基性岩有关的
主要用途：制作高级化学器皿， 或与镍等制成特种合金。
自然铜 Cu
化学组成： 原生自然铜中往往含有少量 的Au。而次生自然铜的化学成分则较纯
结晶形态： 等轴晶系。通常呈不规则树
物理性质： 铜红色，表面常因氧化而出 现棕黑色锖色；条痕铜红色；金属光泽， 不透明。无解理；断口呈锯齿状。硬度 2.5～3。相对密度8.95(纯铜)。具延展 性。熔点1083℃。为热和电的良导体。
成因及产状： 自然铜常见于原生热液矿 床、含铜硫化物矿床氧化带下部及砂岩铜 矿床中，它是各种地质作用过程中还原条 件下的产物。
树枝状自然铜
第三节 自然半金属元素类
自然铋 Bi
三、物理性质
自然金属元素矿物均具典型的金属键，故 矿物在物理性质上表现出金属色、金属光 泽、不透明、硬度低、相对密度大、延展 性强、导电导热性能好等金属键的特性。
自然非金属元素矿物的物理性质与化学键 有关。
自然半金属元素矿物其物理性质随着元素 的金属性变化而变化。
四、成因产状
自然元素矿物在成因上差别很大。
狮子山之星
库利南2号
石墨 C
化学组成： 成分纯净者 极少，往往含各种杂质 (如粘土、沥青等)。
晶体结构： 六方晶系； 石墨具典型的层状结构
结晶形态： 单晶体呈片 状或板状,但完整的却极 少见。通常为鳞片状,块 状或土状集合体。
物理性质： 颜色和条痕均为钢灰色至铁黑 色；半金属至金属光泽；隐晶质的则暗淡。 平行{0001}解理极完全。硬度1～2。相 对密度2.21～2.26。解理片具挠性。有 滑感，易污手。具导电性。
成因及产状：自然铂主要见于与基性、超基性岩有关的
主要用途：制作高级化学器皿， 或与镍等制成特种合金。
自然铜 Cu
化学组成： 原生自然铜中往往含有少量 的Au。而次生自然铜的化学成分则较纯
结晶形态： 等轴晶系。通常呈不规则树
物理性质： 铜红色，表面常因氧化而出 现棕黑色锖色；条痕铜红色；金属光泽， 不透明。无解理；断口呈锯齿状。硬度 2.5～3。相对密度8.95(纯铜)。具延展 性。熔点1083℃。为热和电的良导体。
成因及产状： 自然铜常见于原生热液矿 床、含铜硫化物矿床氧化带下部及砂岩铜 矿床中，它是各种地质作用过程中还原条 件下的产物。
树枝状自然铜
第三节 自然半金属元素类
自然铋 Bi
矿物的化学成分
分散元素不易形成矿物，如Cs、Ga、In、Se等。
二、元素的离子类型
(一) 惰性气体型离子（inert－gas type ion）：
最外层具有8个电子（ns2np6）或2个电子的离子。 + 0 结合 → 氧化物和含氧盐矿物，亲石或亲氧元素。
（二）铜型离子（chalcophile type ion）：
K｛Al2［(Si3Al)O10］(OH)2｝、氟磷灰石Ca5［PO4］3 F。
晶体化学式的书写规则
(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。
如石膏Ca[SOi4]·2H2O、蛋白石SiO2·nH2O
(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。
如铁闪锌矿(Zn,Fe)S、黄玉Al2［SiO4］(F,OH)2。 某单斜辉石： (CaNa)(MgFe2+Fe3+ AlMnTi)［(SiAl)O6］
胶溶体： 三、矿物化学组成的变化及其计量特性
2、地壳中元素丰度的矿物学意分义 散媒多于分散相的胶体。
胶凝体： 结构式(structural formula)-晶体化学式(crystallochemical formula)
胶体水为特殊的吸附水，需写入反化之学式分。 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。
第二章 矿物的化学成分
一、地壳元素丰度
1、丰度及克拉克值
丰度——元素的平均含量。 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％。
2、地壳中元素丰度的矿物学意义
（1）丰度值高的元素，形成的矿物种类较多,如上； （2）聚集元素易形成矿物，如Sb、Bi、Hg、Ag、Au等；
二、元素的离子类型
(一) 惰性气体型离子（inert－gas type ion）：
最外层具有8个电子（ns2np6）或2个电子的离子。 + 0 结合 → 氧化物和含氧盐矿物，亲石或亲氧元素。
（二）铜型离子（chalcophile type ion）：
K｛Al2［(Si3Al)O10］(OH)2｝、氟磷灰石Ca5［PO4］3 F。
晶体化学式的书写规则
(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。
如石膏Ca[SOi4]·2H2O、蛋白石SiO2·nH2O
(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。
如铁闪锌矿(Zn,Fe)S、黄玉Al2［SiO4］(F,OH)2。 某单斜辉石： (CaNa)(MgFe2+Fe3+ AlMnTi)［(SiAl)O6］
胶溶体： 三、矿物化学组成的变化及其计量特性
2、地壳中元素丰度的矿物学意分义 散媒多于分散相的胶体。
胶凝体： 结构式(structural formula)-晶体化学式(crystallochemical formula)
胶体水为特殊的吸附水，需写入反化之学式分。 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。
第二章 矿物的化学成分
一、地壳元素丰度
1、丰度及克拉克值
丰度——元素的平均含量。 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％。
2、地壳中元素丰度的矿物学意义
（1）丰度值高的元素，形成的矿物种类较多,如上； （2）聚集元素易形成矿物，如Sb、Bi、Hg、Ag、Au等；
第二章煤矿地质学矿物岩石
成分相对固定 的化合物 （ 简单化合物、 简单化合物、 络合物、 络合物、复化 ）、成分可 物）、成分可 变的化合物
1．矿物
1.3 矿 物 的 基 本 性 质
矿物的同质多像 同一化学成分的物质， 同一化学成分的物质，在不同的外 界条件（温度、压力、介质） 界条件（温度、压力、介质）下， 可以结晶成两种或两种以上的不同 构造的晶体， 构造的晶体，构成结晶形态和物理 性质不同的矿物， 性质不同的矿物，这种现象称同质 多像。 多像。
矿物与岩石
《煤矿地质学》 煤矿地质学》
本章结构
1. 矿物
2. 岩石
1．矿物
1.1 组成地壳的化学元素
1.2 矿物的概念 1.3 矿物的基本性质 1.4 常见矿物
1．矿物
1.1 组 成 地 壳 的 化 学 元 素
元素 具有相同核电荷数的同种原子总称为 一种元素。 同位素 同种元素的原子具有的中子数可以 不同，因而具有不同的原子量。 克拉克值 组成固体地壳的的主要化学元素 常被称为造岩元素。
1．矿物
1.1 组 成 地 壳 的 化 学 元 素
地壳主要元素丰度 元 素 氧 硅 铝 铁 钙 O Si Al Fe Ga 克拉克值 /% 46.30 28.15 8.23 5.63 4.15 元 素 钠 钾 镁 钛 氢 Na K Mg Ti H 克拉克值 /% 2.36 2.09 2.33 0.57 0.15
1．矿物
1.4 常 见 矿 物
自然元素矿物 硫化物及其类似化合物矿物
矿物
氧化物及氢氧化物矿物 卤化物 含氧盐矿物
1．矿物
1.4 常 见 矿 物
1.4.1 矿物的分类与命名
1.4.2 自然元素矿物
1.4.3 硫化物类矿物 1.4.4 氧化物及氢氧化物类矿物 1.4.5 含氧盐类矿物
有趣的矿物化学性质-最新学习文档
有趣的矿物化学性质矿物是由自然界中100多个元素当中任何一个或二个以上的元素组成的。
因此矿物的化学性质就离不开这些元素的组合性质。
人们把化学元素分为亲气元素，亲石元素和亲生物元素等。
亲石元素与岩石圈关系密切又称为亲氧元系。
主要集中分布于地球的岩石圈中，是构成地壳岩石的主要元素。
包括锂、铍、硼、碳、氧、纳、镁、硅等，多达53种元素。
有趣的是，这些无素的离子最外层电子层多具有8个电子，呈惰性气体型的稳定结构，位于原子容积曲线的下降部分。
矿物的化学键是指矿物分子中原子间的化学结合力。
化学键主要分为三种类型：离子键、共价键、金属键。
当带正负电荷的阴阳离子由于静电吸引形成离子化合物时，阳离子和阴离子之间的结合力称离子键。
如石盐NA离子和Cl离子的结合即为离子键NA Cl。
当原子形成分子或分子化合物时，由于共用电子对所形成的原子之间的结合力称关价键。
如两个氧原子形成一个氧分子时，两者为共价键。
此外金属键也是一种特殊的金属原子间的结合力。
如陨石中特有的矿物铁纹石，是镍和碳两个原子的化学结合力。
同质多象是指化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下结晶成具有不同结构晶体的性质。
我们都知道金刚石是由碳原子组成的，而石墨也是由碳原子组成的，但由于结构晶体的性质不同，它们之间有极不相同的物理性质。
在硬度方面金刚石是物质中硬度最大的，而石墨却是最小的。
同象异质是指矿物的结构相同，而化学成分不同，如方解石是碳酸钙，而菱镁矿的化学成分是碳酸镁，可它们的结构是相同的，都为三方晶系。
由于矿物具有各种有趣的化学性质，使宇宙间存在几千种特性不同的矿物，而且人们还在逐年发现许多新的矿物。
矿物的化学成分讲解
中国自建国以来，矿物学得到迅速发展。 1950年发现了我国第一个新矿物－香花石；至今 陆续发现并被国际矿物学会（IMA）通过的中国 新矿物已达数十种。
3、矿物学与其他学科的关系
岩 石 学 胶 体 化 学
矿材
环
床料
境
学科
科
学
学
结晶学与矿物学
地 球 化 学
环 境 工 程
物
地普
理
学通
化
原化
学
理学
矿物的化学组成
二、矿物化学成分的变化
矿物按化学成分可分成两种类型： 单 质－是由同种元素的原子自相结合组 成的，
如金刚石，自然金等； 化合物－是由两种或两种以上不同的化学元素的原子
组成的。又可分为： 简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成。
NaCl、PbS 单盐化合物：由一种阳离子和一种络阴离子组成。
Ca[CO3]、Mg[SiO4] 复化合物（复盐）：由两种以上阳离子与同种
氢氧化铁胶体颗粒的结构示意图
（2） 胶体对介质中离子的吸附具有选择性 是指胶粒在不同溶液中仅能吸附一定的与
胶粒电荷相反的离子，而对其它物质则不吸附 或吸附程度很小。
胶体对离子的选择性，还表现在对一些离 子吸附的难易程度不同，进而表现为被吸附离 子之间的交换。通常，阳离子电价越高，置换 能力越强，一旦被胶体吸附，就难被置换；在 电价相等时，置换能力随离子半径增大而增强。
胶体及胶体矿物的特点
细 胶分 体散
系
胶体
极大比表面积 带电荷 选择性吸附
胶体的特点
非晶质 无规则几何外形 可变性和复杂性
胶体矿物的特点
胶体矿物形成 ——海滨地带和岩石风化壳 中
矿物/岩石中的水
3、矿物学与其他学科的关系
岩 石 学 胶 体 化 学
矿材
环
床料
境
学科
科
学
学
结晶学与矿物学
地 球 化 学
环 境 工 程
物
地普
理
学通
化
原化
学
理学
矿物的化学组成
二、矿物化学成分的变化
矿物按化学成分可分成两种类型： 单 质－是由同种元素的原子自相结合组 成的，
如金刚石，自然金等； 化合物－是由两种或两种以上不同的化学元素的原子
组成的。又可分为： 简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成。
NaCl、PbS 单盐化合物：由一种阳离子和一种络阴离子组成。
Ca[CO3]、Mg[SiO4] 复化合物（复盐）：由两种以上阳离子与同种
氢氧化铁胶体颗粒的结构示意图
（2） 胶体对介质中离子的吸附具有选择性 是指胶粒在不同溶液中仅能吸附一定的与
胶粒电荷相反的离子，而对其它物质则不吸附 或吸附程度很小。
胶体对离子的选择性，还表现在对一些离 子吸附的难易程度不同，进而表现为被吸附离 子之间的交换。通常，阳离子电价越高，置换 能力越强，一旦被胶体吸附，就难被置换；在 电价相等时，置换能力随离子半径增大而增强。
胶体及胶体矿物的特点
细 胶分 体散
系
胶体
极大比表面积 带电荷 选择性吸附
胶体的特点
非晶质 无规则几何外形 可变性和复杂性
胶体矿物的特点
胶体矿物形成 ——海滨地带和岩石风化壳 中
矿物/岩石中的水
第二章 矿物学基础
石膏双晶中的双晶轴
尖晶石双晶中的双晶面
双晶类型 接触双晶：两个晶体以一个平面相接触。如石膏的双晶 ；锡石的双晶；尖晶石的双晶等
双晶类型 穿插双晶：两个晶体互相穿插，结合面不规则。如萤石 的穿插双晶; 正长石穿插双晶；十字石的穿插双晶等。
如黄铁矿的铁十字双晶
双晶类型 聚片双晶：由多个片状单体组成，按同一双晶规律结合 连生在一起，结合面相互平行。如钠长石的聚片双晶,
平行连晶 同种晶体 规则连生 连生 双晶
浮生和交生 不规则连生
异种晶体
① 平行连晶
若干个同种晶体，彼此平行地连生在一起，且连 生这的每一个晶体相对应的晶面和晶棱都相互平行 ，这种连生成为平行连生。
平行连生的每一个晶体，内部格子构造都是相互平 行、连续的。
沿角顶方向连生
沿晶棱方向连生
沿晶面法线方向连生
石墨结构
金刚石结构
1.3 矿物中的水
水是矿物中的重要组成部分，矿物的许多性质都
与水有关。
根据矿物中水的存在形式以及它们在晶体结构中
的作用，将矿物中的水分为吸附水、结晶水和结构
水三种基本类型，以及性质介于结晶水与吸附水之间 的层间水和沸石水两种过渡型。
① 吸附水
吸附水是指被机械地吸附于矿物颗粒的表面及裂缝， 或渗入矿物集合体中的中性水分子(H2O).
聚片双晶
钠长石
双晶类型 环状双晶：两个以上的单体以同一双晶规律连生呈环状 (可封闭,可开口), 但双晶结合面互不平行, 依次以等 角度相交。按单体的个数有三连晶、四连晶…等等。如
金绿宝石的六连晶，锡石的八连晶
cyclic twinning in inverted low quartz 金绿宝石
几种矿物的性质
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钾长石的图片
钾长石
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三、斜长石
一、概述
斜长石（plagioclase），是长石引矿物中的一个系列， 包括钠长在表面产生细而且平行的条纹，有的还会有蓝或绿色的晕彩发生，这是由于它们的双晶结构引起。斜长石可用来制造玻璃和
陶瓷。最常见的斜长石是奥长石，最少见的是培长石。
萤石
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六、角闪石
1、概述 角闪石族矿物的总称，角闪石属闪石族[1]中一员，是镁、铁、钙、钠、铝等的硅酸盐或铝硅酸盐矿物。与辉 石族形态、组成相近，而以含OH为区别。角闪石这个单字(hornblende)本身反映出两种独立的矿物：铁角闪 石和镁角闪石，若不用化学试验无法将两者区别开来。 2、矿物特性、 化学成分主要为(Ca，Na)2-3(Mg2+，Fe2+，Fe3+，Al3+)5[(Al，Si)8O22] (OH)2，属单斜晶系的双链状结构，长
一、石英
1、介绍
化学组成为SiO2，三方晶系。半透明或不透明的晶体；含有杂质时颜色不一，无色透明的晶体称水晶，乳白色的称乳 石英，浅红色的称蔷薇石英，紫色的称紫水晶，黄褐色的称烟晶、茶晶，黑色的则称墨晶。
2、分类（依颜色）：
墨石英
紫水晶
红水晶
黄水晶
乳石英
3、用途
石英粉可以做为有效的金属抛光剂，常应用于研磨机、喷砂机中。另外，石英也是半导体产业重要的原料之一，即是作为硅晶 圆的原料。将石英与焦炭混合后，在电弧炉加热下即生成粗硅；盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达 99.999999999%。
角闪石 柱状近乎不透明之晶体，其横断面为菱形的六边体，集合体常呈粒状、针状或纤维状。外观为绿黑至黑色，
但条痕则为浅灰绿色，具玻璃光泽，且两组柱面解理完全，交角为124°和56°，此点可用来与辉石两组几 乎呈现直交的解理面作为区分。摩氏硬度5-6，比重3.0-3.4。
钾长石的图片
钾长石
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三、斜长石
一、概述
斜长石（plagioclase），是长石引矿物中的一个系列， 包括钠长在表面产生细而且平行的条纹，有的还会有蓝或绿色的晕彩发生，这是由于它们的双晶结构引起。斜长石可用来制造玻璃和
陶瓷。最常见的斜长石是奥长石，最少见的是培长石。
萤石
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六、角闪石
1、概述 角闪石族矿物的总称，角闪石属闪石族[1]中一员，是镁、铁、钙、钠、铝等的硅酸盐或铝硅酸盐矿物。与辉 石族形态、组成相近，而以含OH为区别。角闪石这个单字(hornblende)本身反映出两种独立的矿物：铁角闪 石和镁角闪石，若不用化学试验无法将两者区别开来。 2、矿物特性、 化学成分主要为(Ca，Na)2-3(Mg2+，Fe2+，Fe3+，Al3+)5[(Al，Si)8O22] (OH)2，属单斜晶系的双链状结构，长
一、石英
1、介绍
化学组成为SiO2，三方晶系。半透明或不透明的晶体；含有杂质时颜色不一，无色透明的晶体称水晶，乳白色的称乳 石英，浅红色的称蔷薇石英，紫色的称紫水晶，黄褐色的称烟晶、茶晶，黑色的则称墨晶。
2、分类（依颜色）：
墨石英
紫水晶
红水晶
黄水晶
乳石英
3、用途
石英粉可以做为有效的金属抛光剂，常应用于研磨机、喷砂机中。另外，石英也是半导体产业重要的原料之一，即是作为硅晶 圆的原料。将石英与焦炭混合后，在电弧炉加热下即生成粗硅；盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达 99.999999999%。
角闪石 柱状近乎不透明之晶体，其横断面为菱形的六边体，集合体常呈粒状、针状或纤维状。外观为绿黑至黑色，
但条痕则为浅灰绿色，具玻璃光泽，且两组柱面解理完全，交角为124°和56°，此点可用来与辉石两组几 乎呈现直交的解理面作为区分。摩氏硬度5-6，比重3.0-3.4。
化学矿物的分类和性质
硅酸盐矿物的性质包括硬度、密度、熔点、导电性等，这些性质决定了它们在工业、 建筑、陶瓷等领域的应用。
硅酸盐矿物的形成与地壳的演化、火山活动、沉积作用等密切相关。
Part Four
化学矿物应用
工业应用
化学矿物在工业生产中的作用
化学矿物在冶金、建材、化工 等领域的应用
化学矿物在环保、新能源等领 域的应用
按成因分类
岩浆岩：由岩浆冷却凝固 形成，如玄武岩、花岗岩
等
沉积岩：由沉积物压实、 胶结形成，如砂岩变质形成，如大
理石、片麻岩等
陨石：由太空中的尘埃、 岩石等物质聚集形成，如
铁陨石、石陨石等
Part Two
化学矿物性质
物理性质
颜色：化学矿物的颜 色多种多样，如红色、 绿色、蓝色等
硫化物矿物
硫化物矿物是常见的化学 矿物之一，主要包括黄铁 矿、磁黄铁矿、方铅矿等。
硫化物矿物的性质主要包 括硬度、密度、颜色、光 泽等，这些性质可以帮助 我们识别和分类硫化物矿
物。
硫化物矿物在自然界中广 泛分布，如黄铁矿在地壳 中分布广泛，磁黄铁矿在 火山岩中常见，方铅矿在
铅锌矿床中常见。
硫化物矿物在工业上有广 泛的应用，如黄铁矿用于 提取铁和硫，磁黄铁矿用 于提取镍和钴，方铅矿用
卤化物矿物：如石盐、钾盐、溴等 碳化物矿物：如金刚石、石墨等 磷酸盐矿物：如磷灰石、磷钙石等
按矿物结构分类
晶体结构：矿物的晶 体结构可以分为单晶、 多晶和晶格等类型。
层状结构：矿物的层 状结构可以分为单层、 多层和层间等类型。
非晶体结构：矿物的 非晶体结构可以分为 玻璃质、胶状和土状
等类型。
链状结构：矿物的链 状结构可以分为单链、 多链和链间等类型。
硅酸盐矿物的形成与地壳的演化、火山活动、沉积作用等密切相关。
Part Four
化学矿物应用
工业应用
化学矿物在工业生产中的作用
化学矿物在冶金、建材、化工 等领域的应用
化学矿物在环保、新能源等领 域的应用
按成因分类
岩浆岩：由岩浆冷却凝固 形成，如玄武岩、花岗岩
等
沉积岩：由沉积物压实、 胶结形成，如砂岩变质形成，如大
理石、片麻岩等
陨石：由太空中的尘埃、 岩石等物质聚集形成，如
铁陨石、石陨石等
Part Two
化学矿物性质
物理性质
颜色：化学矿物的颜 色多种多样，如红色、 绿色、蓝色等
硫化物矿物
硫化物矿物是常见的化学 矿物之一，主要包括黄铁 矿、磁黄铁矿、方铅矿等。
硫化物矿物的性质主要包 括硬度、密度、颜色、光 泽等，这些性质可以帮助 我们识别和分类硫化物矿
物。
硫化物矿物在自然界中广 泛分布，如黄铁矿在地壳 中分布广泛，磁黄铁矿在 火山岩中常见，方铅矿在
铅锌矿床中常见。
硫化物矿物在工业上有广 泛的应用，如黄铁矿用于 提取铁和硫，磁黄铁矿用 于提取镍和钴，方铅矿用
卤化物矿物：如石盐、钾盐、溴等 碳化物矿物：如金刚石、石墨等 磷酸盐矿物：如磷灰石、磷钙石等
按矿物结构分类
晶体结构：矿物的晶 体结构可以分为单晶、 多晶和晶格等类型。
层状结构：矿物的层 状结构可以分为单层、 多层和层间等类型。
非晶体结构：矿物的 非晶体结构可以分为 玻璃质、胶状和土状
等类型。
链状结构：矿物的链 状结构可以分为单链、 多链和链间等类型。
地质学基础第二章 矿物
油脂光泽：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。
丝绢光泽：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。
珍珠光泽：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。
土状光泽：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。
二向延长型：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；
三向等长型：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。
19
地质学基础
20
地质学基础
21
金刚石
石英
地质学基础
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：
介于一向延长与二向延长型之间的板柱状； 介于二向延长与三向等长型之间的厚板状； 介于三向等长与一向延长型之间的短柱状。
(1)分泌体：在不规则形状或球状空洞中由胶 体或晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。
分泌体因直径大小不同，又被分为晶腺 (>1cm)和杏仁体(<1cm) 。
分泌体中心经常留有空腔，有时其中还长有晶 簇。由于溶液的周期性沉淀，常出现同心环带构造， 各环带在成分和颜色上往往有所不同。
35
地质学基础
36
地质学基础
粗粒状集合体：颗粒直径>5mm； 中粒状集合体：颗粒直径5－1mm； 细粒状集合体：颗粒直径<8
地质学基础
(2)片状、板状、鳞片状集合体：主要由二向延 长的片状、板状、鳞片状晶体颗粒构成。
如云母、石膏、石墨分别可呈片状、板状、鳞 片状集合体形态。
(3)柱状、针 状、纤维状、放 射状集合体：主 要由一向延长的 柱状晶体颗粒构 成。
丝绢光泽：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。
珍珠光泽：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。
土状光泽：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。
二向延长型：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；
三向等长型：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。
19
地质学基础
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地质学基础
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金刚石
石英
地质学基础
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：
介于一向延长与二向延长型之间的板柱状； 介于二向延长与三向等长型之间的厚板状； 介于三向等长与一向延长型之间的短柱状。
(1)分泌体：在不规则形状或球状空洞中由胶 体或晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。
分泌体因直径大小不同，又被分为晶腺 (>1cm)和杏仁体(<1cm) 。
分泌体中心经常留有空腔，有时其中还长有晶 簇。由于溶液的周期性沉淀，常出现同心环带构造， 各环带在成分和颜色上往往有所不同。
35
地质学基础
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地质学基础
粗粒状集合体：颗粒直径>5mm； 中粒状集合体：颗粒直径5－1mm； 细粒状集合体：颗粒直径<8
地质学基础
(2)片状、板状、鳞片状集合体：主要由二向延 长的片状、板状、鳞片状晶体颗粒构成。
如云母、石膏、石墨分别可呈片状、板状、鳞 片状集合体形态。
(3)柱状、针 状、纤维状、放 射状集合体：主 要由一向延长的 柱状晶体颗粒构 成。
矿物学各论
矿物学各论矿物学第一大类自然元素自然铜(Copper)【化学组成】 Cu 原生自然铜中往往含有少量的Au(可达2%～3%)、Ag(可达3%～4%)、Fe(可达2%～3%)等混入物。
而次生自然铜的化学成分则较纯净。
【晶体结构】等轴晶系；-Fm3m，具铜型结构；a0=0.361nm；Z=4。
【形态】通常呈不规则树枝状、片状或致密块状集合体。
以单晶出现时可见有立方体{100}、八面体{111}、菱形十二面体{110},亦可有四六面体{410}等单形。
但自然铜完好的晶体很少见。
可依(111)成双晶。
【物理性质】铜红色，表面常因氧化而出现棕黑色锖色；条痕铜红色；金属光泽，不透明。
无解理；断口呈锯齿状。
硬度2.5～3。
相对密度8.95(纯铜)。
具延展性。
熔点1083℃。
为热和电的良导体。
【成因及产状】自然铜常见于原生热液矿床、含铜硫化物矿床氧化带下部及砂岩铜矿床中，它是各种地质作用过程中还原条件下的产物。
自然铜在地表及氧化环境中不稳定，易氧化成氧化物和碳酸盐，如赤铜矿、孔雀石、蓝铜矿等矿物。
【鉴定特征】铜红色，表面氧化膜呈棕黑色，强延展性，相对密度大。
【主要用途】积聚量大时可作为铜矿石开采。
自然金(Gold)Au【化学组成】成分中常有Ag类质同像置换Au，两者可形成完全类质同像系列。
当成分中含Ag＜5%时称自然金；含Ag在5%～15%时称含银自然金；15%～50%时称银金矿；50%～85%称金银矿；85%～95%时称含金自然银；＞95%时称为自然银。
此外，自然金化学成分还有少量的B、Pt、Cu、Pd、Te、Se、Ir等元素。
【晶体结构】等轴晶系；-Fm3m，具铜型结构；a0=0.408 nm；Z=4。
【形态】通常呈不规则粒状集合体。
此外尚可见树枝状、鳞片状、薄片状、网状、纤维状，偶见较大的团块状集合体。
肉眼可辨的单晶体少见,显微镜下常可见自形 半自形晶体，常见的单形有：立方体{100}、八面体{111}、菱形十二面体{110}、四六面体{210}及四角三八面体{311}。
各大类矿物(择录)
化学性质物理性质（与阳离子有关）成因类型自然元素大类在自然界以单质形式存在的矿物，化学组成主要包含:自然金属元素（铜族元素：Cu、Ag、Au;铂族元素:Ru、Rh、Pd、Os）自然半金属元素（As、Sb、Bi）自然非金属元素（C（金刚石族和石墨族）、S）。
具典型金属特性：金属色、金属光泽、不透明，多数硬度低，解理不发育，比重大，为电和热的良导体（原子晶格具脆性，不导电、硬度高）氧化面常呈锖色不同的矿物有不同的特点。
Au：多为热液成因；Cu、Ag：除热液成因外，多见于硫化物矿床的氧化带中金刚石：岩浆作用的产物，与超基性岩有关。
石墨、自然硫（自然非金属）：成因类型多样硫化物及其类似化合物大类（简单硫化物类、复硫化物类）阳离子主要为铜型离子（Cu、Pb、Zn、Au、Hg）及靠近铜型离子一边的过渡型离子（Fe、Co、Ni），电负性中等，阴离子主要是S及少量的Se、Te、As、Sb)电负性相对氧较小，所以阴阳离子电负性差较小，导致其化学键既非典型离子键，又非典型共价键，而具有离子键、共价键和金属键过度的复杂性质。
形成硫化物分别为简单硫化物、复硫化物和硫盐，类质同象普遍且多样，当一些稀有分散元素呈类质同象混入物存在，可作为稀有金属矿床综合利用。
光性：大多呈金属色、深色条痕、金属光泽而不透明，极少数具金属光泽而半透明（雌黄、雄黄、辰砂、闪锌矿）硬度：岛状复硫化物硬度最大，层状和环状分子型最小。
解理：岛状复硫化物结构骨干杂乱，故解理不发育（黄铁矿、毒砂）；环状分子型、链状的强健方向分布较规律，据完全解理；层状结构者发育平行结构层的一组极完全或完全解理。
相对密度：阳离子多具大原子量，阴离子多做紧密堆积，故相对密度较大。
熔点：多数形成于中低温，化学键性较弱，故熔点低，性脆电性：因含金属键成分，故多为电的半导体。
磁性：少数具磁性（雌黄铁矿）绝大部分矿物为热液作用的产物，但形成的温度范围很大，在地表氧化环境中很不稳定，易于被氧化氧化物和氢氧化物大类（石英属氧化物）阴离子主要是氧。
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鲕状赤铁矿的鲕状集合体
黄铁矿结核
葡萄石的葡萄状集合体
肾状赤铁矿的肾状集合体
钟乳石的钟乳状集合体
辰砂晶簇
辰砂晶簇
蓝铜矿晶簇
蓝铜矿晶簇
葡萄状集合体
雄黄晶簇
萤石晶簇
石 英 晶 簇
孔 雀 石 石 钟 乳
光线石放射状集合体
孔雀石
褐铁矿
重晶石
肾铁矿
三向等长：晶体沿三个方向大致相等发育，等轴状、粒状等
钙沸石
绿碧玉晶体
橄榄石
石榴石
多色碧玉晶体
石榴子石
黄铁矿
银
矿物晶体的结晶习性，主要是由它的内部结构和形 成条件决定的。即：晶体的内部结构决定着在晶体 上可能出现的或出现几率最大的单形种类；形成条 件则十分具体确定了在可能出现的单形种类中实际 形成的单形应是那些。 6.1.2 晶面特征 实际矿物晶体的晶面，都不是理想的平面，常常出 现这样或那样的花纹，即晶面花纹（鉴定）。 ⑴晶面条纹是指晶面上由一系列所谓的邻接面构成 的直线状条纹。 在同一个晶体上，同一单形的各晶面，只要有条纹 出现，它的样式和分布状况总是相同的。
石英
电气石
黄铁矿
⑵ 蚀象
是指晶面上因溶蚀而形成的具有一定形状的凹坑。受 质点排列方式的控制。
6.2
矿物集合体的形态 同种矿物的许多个体聚集在一起的群体叫矿物集合体。
①显晶集合体
用肉眼或放大镜可分辨出矿物颗粒界限的集合体叫显 晶集合体。描述时，应注意矿物单体的形状、大小、 集合方式。 粒状集合体：由各方向发育大致相等的颗粒组成。 块状集合体：致密块状、土状块状、肉冻状块状。
以中性水分子存在于沸石族矿物晶格之中，其性质与层间水类 似，水分子存在于晶格的通道之中，水的含量在一定的范围内 变化，失水温度80－400oC失水后，晶格不发生变化，只是一 些物理性质发生变化，但失水后沸石能重新吸水，恢复原来的 物理性质。 含有层间水、沸石水的矿物，大多具有吸附阳离子，这类 矿物即具有阳离子交换性。 4 4.1 实验式 只表示矿物中各组分数量比的化学式。形式简单，书写方 便。但不能反映组分间的组合关系，易引起误解。 4.2 结构式（晶体化学式） 既能表示矿物中各组分的种类和数量比，又能表面它们在 晶体结构中的相互关系及存在形式的化学式。
①不可能超越理想几何形态的范畴（石盐）；
②每个晶体都有自己的特殊性（方解石）。
6.1.1
结晶习性
在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有 它自己的习见形态。矿物晶体的这种性质，称为矿物 的结晶习性。
描述时，先说明基本类型；再叙述总体形状。 一向延长：晶体沿一个方向特别发育，柱状、针状等 二向延展：晶体沿两个方向特别发育，板状、片状等
矿物的化学式
书写规则：
（1） 阳离子写在最前边。两种以上阳离子，按碱性由强到 弱的顺序排列；
（2） 阴离子或络阴离子写在阳离子之后，络阴离子用方括 号括起来；
（3） 附加阴离子写在主要阴离子的后面；
（4） 互为类质同象的离子用圆括号括起来，按含量由多到 少的顺序排列；
（5）水按不同情况书写： ①结构水写在最后； ②结晶水用圆括号括起来写在与之相联的阳离子后面；
③沸石水写在化学式的最后，用圆点隔开；
④ 层间水也用圆括号括起来，写在可交换的阳离子后面 ⑤ 吸附水不属于矿物本身的化学组成，在化学式中不表 示。但胶体水属于胶体矿物特有的，应予以表示。
5
5.1 矿物的可溶性
矿物的化学性质
固体矿物与某种溶液相互作用时，矿物表面的质点， 由于本身的振动和受溶剂分子的吸引，离开矿物的 表面进入或扩散到溶液中去，此过程称矿物的溶解。
第五章
1
矿物化学组成及性质
矿物的化学组成
1.1 化学组成基本固定的矿物—金刚石、石盐、白云石 1.2 化学组成不固定的矿物—固溶体、胶体、含层间水矿物 1.3 不符合化合比的矿物—方铁矿（Fe 1-x O） ∵缺陷存在
2
同位素及放射性矿物
例
238 92U
2.1 同位素：原子核内质子数相同而中子数不同的化学元素
5.2
矿物的可氧化性
内因： 矿物的化学成分 外因： 大气中的氧和溶解有氧及二氧化碳的水。
5.3
矿物与酸碱的反应
矿物在一定的条件下可与酸碱反应，测定化学成分 是鉴定和研究矿物的重要方法。
—肉眼鉴定 —详细鉴定—提取有用组分
6
6.1 矿物单体的形态
矿物的形态
矿物的形态包括：单体、集合体形态。
每一种晶体在外形的表现上，有两种表现：
3.2
结晶水
以中性水分子存在于矿物的晶格之中，其数量与其他组分之间 成简单的比例关系。结晶水受到晶格的束缚，结合较牢固，其 脱失的温度较高，可达200－250oC 失水后，其结晶结构要发 生相应的变化，成为新的矿物。可利用脱水温度鉴定矿物。
3.3 结构水 也称化合水，以（OH）－、（H2O）＋ 离子的形式存 在于晶格之中，结构水在晶格中占据严格的位置并有 确定的含量比，与其他离子的联系相当牢固。脱水温 度为600－1000oC 可利用此值鉴定矿物。 3.4 层间水 以中性水分子形式存在于矿物中，它分布于层与层之 间，并参与矿物晶格的构成，但数量可变。其脱水温 度在100－250oC 脱水后，使层间距离减小，比重和折 射率增高。层间水在一定程度上，可被有机溶液置换。 3.5 沸石水
板状、片状、鳞片状集合体：矿物两向延伸。
柱状、针状集合体：单体一向延伸。
②隐晶及胶态集合体 隐晶质集合体可以由溶液直接凝结而成；也可由胶体 矿物老化而成。
按其成因和外形可分为：
放射状集合体 纤维状集合体
晶簇
杏仁体 结核 鲕状集合体 豆状集合体 钟乳状集合体 葡萄状集合体
肾状集合体石英晶簇 Nhomakorabea方解石和沸石的杏仁体
2.2 同位素分类： 稳定同位素—放射性同位素 2.3 放射性矿物：主要由放射性元素组成的矿物
3
矿物成分中的“水”
根据水在矿物中的存在形式和它与晶体结构的关系，将矿物中 的水分为：吸附水、结晶水、结构水三种基本类型，和性质介 于吸附水与结晶水之间的层间水和沸石水两种过渡类型。 3.1 吸附水
由表面能吸附存在于矿物表面或裂隙中的普通水，它不参与晶 体的结构。不计入化学成分，但对风化起重要作用。其含量是 不定的，在常压下，加热到100－110oC时可全部逃逸出来。表 示方法：H2O－（负水）