第三章 矿物与岩石

第三章 矿物与岩石
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
矿物的概念与性质 岩石的概念及其分类 火成岩 沉积岩 变质岩
第一节 矿物的概念与性质
主要内容
一、地壳中的元素 二、矿物 三、矿物的形态特征 四、矿物的物理性质 五、宝石矿物举例
第一节 矿物的概念与性质
地壳由岩石组成，岩石是矿物的集合 体，矿物由化学元素结合而成。
2、矿物晶体与非晶质体
固态矿物根据内部结构分为晶质体与非晶质体。 1）晶体 矿物内部质点（原子、离子、分
子等）有规律的排列、具一定的结晶格子和一定的 几何外形特征的固体称为晶体。如石英、岩盐、方 解石等。
盐岩（NaCl）晶体内部的Na+离子和Cl－离子， 在三维方向的空间上呈等间距相隔重复排列，组成 立方格子结构，其外形呈立方体状。
② 它有比较固定的化学成分组成。如黄铁矿 是由FeS2、方解石由CaCO3、石英由SiO2、岩盐是 由NaCl组成的。
③ 绝大多数具有一定的内部结构和构造，以 及一定的外部形态。如石盐内部质点呈有规律的 空间排列。
④ 具有一定的物理性质和化学性质。 ⑤ 绝大多数矿物呈固态出现，但仅少数以液态 （自然汞）或气态产出（天然气）。 ⑥ 矿物一般多数为无机矿物，有机矿物很少。
按矿物单体在三维空间发育的程度，结晶习性可划分 为三种类型：
1）一向延长型
指晶体沿三维的某一个
方向特别发育而另两个方向
不太发育，矿物形态呈柱状、
针状或纤维状。如石英、电
气石、角闪石等呈柱状外形；
纤维状石膏呈针状、纤维状
外形。
电 气
石
2）二向延展型 指晶体沿两个方向特别发育，矿物形态呈板状、片状。
如重晶石、石膏等呈板状外形；云母、石墨呈片状外形。
（一向）
（二向）
（三向）
3）三向近等型
指晶体沿三
维空间的三个
方向发育程度
大致相等，矿
物形态呈粒状
或立方体状如
橄 榄
橄榄石、黄铁
石
矿、盐岩等。
晶 体
2、矿物集合体及其形态
自然界中的矿物晶体主要以集合体形式出现， 呈单个结晶多面体或规则连生体产出的则很少。
2）非晶体 矿物内部质点不作有规律的 排列、不具有结晶格子特征，而且几何外形不固 定的固体称为非晶质体。如天然玻璃、蛋白石、 琥珀等。
三、矿物的形态特征
矿物晶体的形态，是指矿物的外表几何形态。 1、单体结晶习性
在相同生长条件下形成的同种矿物，其单体总是趋向 于某一特定的晶体形态，即各种晶体在相同上都有自己的 习见形态，我们称之为矿物的结晶习性。
如红柱石集合体。
纤水碳镁石（放射状集合体）
6）纤维状集合 体
矿物单体肉眼可 见，单体呈纤维状 或针状、毛发状， 呈平行排列，如石 棉、纤维状石膏集 合体。右图为中沸 石毛发状集合体。
7）晶簇
在岩石的空洞或
裂隙中生长的柱状单 体，它们以洞壁或裂 隙壁作为共同的基底 大体向着一个方向生 长成簇状的矿物集合 体。簇状集合体可以 由同种矿物组成，如 石英晶簇；也可由不 同矿物晶体组成。
一、地壳中的元素
克拉克值 元素在地壳中相对平均重量的百分含量。 是美国化学家克拉克对取自欧美5159个岩石样品，历时 40年而求出地表以下16km以上地壳内50种元素的平均 含量值。
地壳中主要元素的克拉克值（％） （据陈静生等，2001）
氧 O 46.6 钙 Ca 3.63 钛 Ti 0.44 硅 Si 27.72 钠 Na 2.83 氢 H 0.14 铝 Al 8.13 钾 K 2.59 磷 P 0.12 铁 Fe 5.00 镁 Mg 2.09 锰 Mn 0.10
元素在地壳中的分布
二、矿物
金
刚
是地壳中的
石
一种或多种化学
元素பைடு நூலகம்各种地质
作用下形成的天
然单质或化合物。
矿物是组成岩石
和矿石的基本单 位。
到目前人们
所认识的矿物已 达3000多种。
——
自 然 金
狗 头 金
水晶——石英
紫水晶——石英
锆石
天然矿物——自然铜
辰 砂
1、矿物的特征
① 矿物可以由一种单质元素组成。如自然金、 自然铜、自然硫、石墨等；绝大多数由几种元素 的化合物，如石盐、石膏、石英等。
菱锰矿-----玫瑰花状（板状）集合体
3）片状集合体
矿物单体肉眼可见，单体呈片状，具不 规则聚合，如云母集合体。
4）柱状集合体
矿物单体肉眼可见，单体呈柱状，具不规则聚合，如辉锑 矿集合体。
辉 锑 矿 集 合 体
5）放射状集 合体
矿物单体肉眼 可见，单体呈柱 状或纤维状或针 状，围绕一个中 心呈放射状排列，
方解石晶簇
方解石晶簇
方 解 石 晶 簇
石英晶簇
石英与闪锌矿集合体
8）结核
一般由非晶质或隐晶质胶体物质或肉眼不 能分辨的矿物单体，围绕一个核心向外逐渐生 长而成，多呈球状体或不规则状体。一般具有 同心状或放射状构造。如煤系或煤层中常见黄 铁矿、菱铁矿等结核。
锰结核
9）分泌体
在岩石的空洞中，由非晶质或隐晶质胶体物质 以洞壁为基底大体向洞中心逐渐生长充填而成。具 有同心状构造，与结核形成相反，其圈层构造是由 外向里的。典型的例子就是玛瑙。
玛瑙
玛瑙
10）其它形状聚合体：
主要是由胶体凝聚或溶液蒸发沉淀形成的矿物集合体。其形状多 样，如肾状肾状矿物集合体、葡萄状肾状矿物集合体、钟乳石、石笋、 石柱等。
11）块状集合体：
由均匀聚合的矿物单体组成，矿物单体难以用肉眼分辨。如黄铜 矿、铝土矿等。
12）土状聚合体：
组成矿物集合体的矿物呈粉末状，矿物单体难以用肉眼分辨，质 地松软，如一些粘土矿物集合体。
四、矿物的物理性质
1. 光学性质
1）颜色
颜色是矿物对可见光波选择吸收的反映。 自色：矿物本身原有的颜色。与矿物内部结构和化学成分有关。如 赤铁矿，孔雀石和斑铜矿。 他色：矿物混入了某些带色杂质所引起的颜色。如烟晶 。 假色：因矿物内部存在裂隙或表面的氧化膜对光的反射、折射所引 起的颜色。如方解石表面的彩虹。裂隙引起的假色称为晕色。
矿物集合体是指同种矿物的许多单体聚集在一起 的集合体整体形态。矿物集合体的形态特征，是鉴 别不同矿物的重要标志之一。分为以下类型：
1）粒状集合体：矿物单体肉眼可见，单体呈粒状 体，具不规则聚合，如橄榄石、黄铁矿等集合体。
黄铁矿自形粒状集合体
黄铁矿集合体
2）板状集合体 矿物单体肉眼可见， 单体呈板状，具不规则 聚合，如重晶石、黑钨 矿等集合体。