第四章 矿物.ppt.Convertor

第四章矿物第一节矿物及晶体的概念一矿物的概念二晶体与非晶体石英及玛瑙一矿物的概念地质作用中产生的具有一定化学成分、物理性质、晶体结构的元素或化合物的均匀固体称矿物。

天然产出具有一定的内部结构具有一定的化学成分组成岩石的基本单位萤石二晶体与非晶体石英晶体（SiO2）晶体：结晶质点呈规则排列的固体。

如：石英晶体，石盐晶体。

非晶体：质点无规则排列。

如：玻璃质，胶体等。

自然界中以晶体矿物为主，也存在非晶质矿物。

宝石石盐的晶体结构（立方体）金刚石（架状）石墨（层状）晶体结构非晶质的蛋白石(SiO2)橄榄石（孤立四面体结构）(Mg,Fe)2SiO4硅酸盐矿物占地壳质量的85%。

硅氧四面体是硅酸盐矿物主要晶体结构，硅氧四面体的组合决定了矿物的类型。

普通辉石硅氧四面体单链晶体结构，化学成分由Ca Mg Fe Al的硅酸盐组成。

角闪石的双链结构。

黑云母云母的层状结构。

矿物晶体（晶系）１等轴２四方３斜方４单斜５三斜６六方石盐钼铅矿黄玉白云母斜长石石英第二节矿物的化学成分一地球中的元素矿物的化学成分与地壳中元素的关系三矿物化学成分的变化四矿物的化学式一地球中的元素上图说明了什么？地球各圈层元素特征地核：Fe、Ni地慢：O 、Si 、Mg 、Fe 、Ca 、Al 、Na 、k地壳：O 、Si、Al 、Fe 、Ca 、Mg 、Na 、K水圈：O 、H 、Cl 、Na大气圈: N 、O生物圈：O 、C 、H 、N 、Ca图中元素占地壳元素组成98%以上。

二矿物的化学成分与地壳中元素的关系克拉克值：元素在地壳中的百分含量。

元素克拉克值大，矿物种数多、数量大。

克拉克值较高的Si、AI、Fe、k、Na、Ca、Mg组成地壳主要的氧化物及含氧盐矿物。

硅酸盐矿物占矿物总数的24％，占地壳总重量的75％；氧化物矿物占矿物总数的14％，占地壳总重量的17％。

三矿物化学成分的变化矿物的类质同象在矿物晶体结构中，某种离子或原子的位置，被性质类似的其它离子或原子占据的现象，并未引起化学键性和晶体结构发生质的变化。

例如：闪锌矿ZnS中的Zn2+可被Fe2+部分取代。

闪锌矿四矿物的化学式实验式：只表示矿物中各组分数量比。

例如：方解石的实验式为CaCO3或CaO·CO2。

结构式（晶体化学式）：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。

使用较普遍。

例如：白云石CaMg［CO3] 2铁闪锌矿（Zn，Fe）S高岭石Al4［Si4O10］（OH）8矿物的形态包括矿物的单体、连生体及集合体的形态。

其中单体形态是研究的基础。

晶体形态是其成分和内部结构的反映，一定成分和内部结构的矿物，具有一定的晶体形态特征。

当然，还要受其生长时的外部环境的影响。

不同的矿物具有不同的晶形和形态特征，这是我们识别矿物的一个基本准则。

研究矿物的形态，在鉴定矿物、研究其成因、指导找矿及利用矿物资源方面具有十分重要的意义。

第三节矿物的形态矿物的形态一矿物的单体形态二矿物的集合体形态钙沸石蓝晶石矿物形态集合体形态不规则晶面特征结晶习性规则单体形态不规则规则双晶平行连晶粒状柱状片状结核体晶面条纹蚀象显晶质隐晶质分泌体鲕状体钟乳状理想形态晶体习性：其含义一是同种晶体所习见的形态；二是晶体在三维空间延伸的比例。

在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有它自己的常见形态，矿物晶体的这种性质与其成分、结构和形成环境密切相关。

一矿物的单体形态结晶习性分为三种基本类型：一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，呈柱状、针状、纤维状等；如柱状石英、针状普通角闪石、纤维状石膏、石棉等。

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；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。

一向延长型石英磷灰石黄玉蓝晶石二向延长型石膏云母三向等长型黄铁矿方铅矿石榴子石方解石晶面花纹：矿物晶体表面出现多种凹凸花纹。

黄铁矿石英晶面花纹除了结晶习性外，还要了解晶面的特征。

实际晶面不是理想的平面，常出现各种花纹，即晶面花纹。

晶面花纹对不同的矿物来说都有着各自特色，因此，它可作为矿物的鉴定标志。

(1) 晶面条纹：是指晶面上可以见到的一系列平行或交叉的条纹，它们严格地沿着一定的晶体学方向排列。

根据形成机理不同可以分成聚形纹和聚片双晶纹。

聚形纹它是在晶体生长过程中，由相互邻接的两个单形的狭长晶面交替发育而形成的。

在一个晶体上，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。

因此，利用晶面条纹的特征，不仅可以鉴定矿物，而且还有助于作单形分析和对称分析。

晶面花纹有以下三种：聚片双晶纹是由聚片双晶所引起的条纹。

和聚形纹相比，聚片双晶纹较平直、细密而均匀。

聚形纹只出现在晶面上，晶面消失也随之消失；而聚片双晶纹贯穿晶体内部，故晶面消失后它不随之消失。

（2）晶面螺纹晶面上的螺旋纹是晶体螺旋状生长的结果。

它与形成条件和晶体的成分结构有关。

高温比低温生长的晶体具有更圆的螺旋纹，成分和结构简单的晶体常简单圆形螺旋纹，而成分和结构复杂的晶体则呈现多边形螺旋纹。

（3）蚀象是晶面受到溶蚀而遗留下来的一种具有一定形状的凹斑。

蚀象的形状和分布主要受晶面内质点排列方式的控制。

不同种类的晶体，蚀象的形状和位向一般不同，同一晶体不同单形的晶面上，也不一样。

晶体上性质相同的晶面上的蚀象相同。

同一晶体上属于一种单形的晶面其蚀象才相同。

二矿物的集合体形态矿物的个体（晶体颗粒或胶粒）集合在一起以集合体形式出现的。

石英晶簇石英晶簇孔雀石（右）肾状集合体阳起石（左）放射状集合体二、矿物集合体的形态同种矿物的多个单体聚集在一起的群体叫做矿物集合体。

自然界的矿物大多数是以集合体的形式出现的，其集合体形态主要取决于单体的形态和它们集合的方式。

根据集合体中矿物颗粒大小可分为三种：肉眼可以辨认单体的为显晶集合体，显微镜下才能辨认单体的隐晶集合体，在显微镜下也不能辨认单体的为胶态集合体。

显晶集合体形态按单体的结晶习性及集合方式的不同可分为粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等集合体粒状集合体片／板状集合体毛发状集合体棒状集合体放射状集合体针状集合体一群发育完好的晶体，一端固定在一共同的基底上，另一端向空间自由发育，则叫做晶族。

晶族中发育最好的晶体其延伸方向与基底近于垂直，不垂直于基底的晶体在生长过程中常被排挤而淘汰，这种现象称为“几何淘汰律”。

晶簇2.隐晶和胶态集合体这类集合体，可以由溶液直接结晶或由胶体生成。

也可以由胶体矿物老化而成。

胶体由于表面张力的作用，常使集合体趋向于形成球状外貌，胶体老化后，常变成隐晶质或显晶质，其内部形成放射状或纤维状构造，此外，还可以呈致密状、土状等。

按其外形和成因可分为：结核体：它是围绕某一核心自内向外发育而成的球状、凸镜状或瘤状的矿物集合体。

组成结核体的物质可以是细晶质或胶体非晶质。

结核的大小通常直径在1厘米以上；多存在于致密岩石或疏松的沉积物中，在风化带和氧化壳中也能见到。

其物质来源一般源于周围的岩石。

其内部常具同心层状构造，当胶体老化后，往往可以看到有细长的晶体从中心向外呈放射状排列，因而具有放射状构造，如黄铁矿结核。

黄铁矿结核鲕状及豆状集合体：由许多形状如同鱼卵大小的球粒所组成的集合体，称为鲕状集合体；形状、大小如豆的称豆状集合体。

它们通常为胶体溶液沉淀而成。

胶体物质开始围绕悬浮状态的细纱、有机质碎屑或气泡等凝聚，当到一定大小时，便沉于水底，由于水体的流动，鲕粒还可以在水底下不断滚动而继续增大。

两者都具有明显的同心层状构造。

分泌体：岩石中的球状或不规则形状的空洞，被胶体溶液从洞壁开始逐层地向中心渗透沉淀充填而成；中心经常留有空腔，有时长有晶族。

由于溶液的周期性沉淀，常出现环带构造。

大的叫晶腺（>1cm），小的叫杏仁体（<1cm）。

晶腺杏仁体生长顺序钟乳状集合体：由溶液或胶体失水而逐渐形成的集合体。

将其形状与常见物体类比而给予不同的名称，如葡萄状、钟乳状等。

附着于洞穴顶部形成下垂的钟乳体成为石钟乳；而溶液滴到洞穴底部自下而上生长的成为石笋；石钟乳和石笋连接起来则称为石柱。

钟乳状体长具有同心层状、放射状、致密状或结晶粒状构造，这是凝胶再结晶的结果。

葡萄状集合体肾状集合体钟乳状集合体此外，在描述矿物集合体时，还经常用到其它一些术语，如：粉末状矿物集合体、土状集合体以及沉积在矿物或岩石表面的矿物薄膜称之为被膜状集合体，被膜较厚者又叫做皮壳，而由可溶性盐类形成的被膜特称为盐华等。

一定的矿物常呈现某种集合体形态，同时，某些集合体形态还常与一定的成因相联系。

所以，矿物集合体的形态，一方面可作为鉴定矿物的依据之一，而且也可作为矿物的成因标志之一。

49隐晶质集合体第四节矿物的物理性质一矿物的光学性质二矿物的力学性质三矿物的其他性质矿物的物理性质矿物的物理性质鉴定矿物判断成因矿物利用矿物的物理性质矿物的化学组成和晶体结构矿物的形成条件一矿物的光学性质颜色：表现为吸收光波的补色。

光泽：矿物反射光线的能力。

条痕：矿物粉末的颜色。

一、矿物的光学性质矿物的光学性质是指矿物对自然光的反射、折射和吸收等所表现出来的各种性质。

包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度。

一束光通过晶体时的路径示意图电磁波谱图longershorter1. 矿物的颜色定义：是一种生理感觉，当波长在大约390~770nm范围内的电磁波辐射，刺激人们的视神经时，就有颜色的感觉。

是对光选择性吸收的结果矿物的光学效应——反射、吸收、透射矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色基本上都不吸收则为无色或白色经常使矿物呈色的过渡型离子矿物颜色的类型自色、他色、假色自色(idiochromatic)：矿物本身固有的成分结构所决定的颜色他色(allochromatic)：由杂质、气液包裹体所引起的颜色假色(pseudochromatic) ：是因物理光学效应而产生的颜色体色、表色体色：物体内部所表现出来的颜色。

当白光透入矿物达一定深度，且在此过程中选择吸收不同波长的色光而呈现出其互补色，为矿物所固有的颜色，如橄榄石吸收紫光而呈橄榄绿色表色：即反射色，只有物体的反射光所呈现的颜色，不透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色。

物理光学效应（假色）蛋白光(opalescence): 在乳蛋白石上可以看到，是一个略带蓝色的乳白光。

它是由于蛋白石的SiO2胶体微粒使入射光发生漫射而引起的。

锖色(tarnish): 是由于光的干涉作用引起的。

硫化物表面常因氧化产生很薄的薄膜, 受日光照射后薄膜的两侧均会反射，反射光干涉后有的光波消失或减弱，有的则得到加强。

因而在矿物表面上看到的是斑驳陆离的彩色。

变彩(play of colour): 是由于衍射现象而呈色的。