第四章 矿物.ppt.Convertor
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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