第三章_矿物
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第三章 风化和风化带中矿物的稳定性
重碳酸盐化的矿物。
白云母 (Ms) 钾长石 (Kf)
中酸性斜长石(Pl)
黑云母(Bi)、伊利石 磁铁矿(Mt)、帘石(All)、磷灰石 (Ap) 榍石(Sph)、十字石(Str)、石榴子石(Grt)
2. 次稳定矿物
A. 水解速率相对较低
(例子：如一个1mm 的斜长石通过水解完全变成高
岭石至少需要100 年时间。)
钙长石 方解石 高岭石
CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2
方解石 重碳酸盐
反应特点: .与水体中CO2的浓度有关.
.新形成的易溶性重碳酸盐可随水体自由迁移.
.难溶组分则可以胶体的形式迁移.
二、风化带中矿物的稳定性
在一般风化条件下(富氧、中偏弱酸性)，尽管总的风 化速率比较缓慢，但不同矿物被分解的速率(或抗风化能 力)却有很大差别。 可将大陆风化带中的矿物粗略地划分成三个稳定性级 别：
指沉积物固结之前的成岩作用，其作用结果是沉积物
的固结。
按作用条件与沉积环境的关系，早期成岩作用可分为
同生作用和浅埋成岩作用。
同生作用(Syndiagenesis）
指沉积物刚刚沉积、还暴露在沉积环境底层水中、在
沉积物一水界面及其以下的一薄层内所发生的一切物理、
化学或生物作用。
同生作用中的化学或生物过程实际就是沉积作用在成
接触，压溶后则可能演变为光滑的面接触、凸凹接触或缝合线接触。
压溶的成分全部进入到粒间水溶液中，它们可在邻近压力较低部位
重新参与沉淀矿物的形成。
压溶作用改变颗粒相互接触类型
颗粒之间接触类型随压力增大的变化序列 1．点接触，2．面接触，3．凹凸接触，4．缝合线接触
/railsback
第三章 矿物与岩石
第三章矿物与岩石【教学目的与要求】1.了解晶质体和非晶质体的概念及区别矿物的同质多像2.掌握矿物的化学成分的类型3.胶体矿物4.矿物的同质多像5.了解火成岩、沉积岩、变质岩形成的地质环境及其主要特征。
6. 矿物的物理性质7. 矿物的结构和构造8．三大类岩石的形成环境、形成过程、特征、鉴别方法【教学重点】矿物的物理特征；三大类岩石形成的地质环境。
【教学难点】三大类岩石的形成环境、形成过程、特征、分类、鉴别方法【教学课时】10课时【教学方法】多媒体演示、讲授法第一节概述一、矿物与岩石的概念矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。
二、岩石1、定义：①地质作用形成②按一定方式结合③矿物集合体2、类型：地球岩石、宇宙岩石3、成因分类：火成岩、沉积岩、变质岩①火成岩+变质岩：地壳质量95%，出露25%②沉积岩：地壳质量5%，出露75%三、“水成论”VS“火成论”1、水成论：①古希腊泰勒斯：一切来自水，归于水②英国伍德沃德（1695）：岩石由水作用而成③德国维尔纳（1787）：《岩层的简明分类和描述》2、火成论：①意大利莫罗（1740）：提出火成论②英国赫顿（1788）：《地球的理论》③普莱费尔（1802）：《赫顿学说的解释》第二节矿物一、矿物的基本特性（一）晶质体和非晶质体绝大部分矿物都是晶质体。
所谓晶质体，就是化学元素的离子、离子团或原子按一定规则重复排列而成的固体。
矿物的结晶过程实质上就是在一定介质、一定温度、一定压力等条件下，物质质点有规律排列的过程。
（二）晶形在一定条件下（如晶体生长较快，生长能力较强，生长顺序较早，或有允许晶体生长的空间——晶洞、裂缝等），矿物可以形成良好的晶体。
晶体形态多种多样，但基本可分成两类：一类是由同形等大的晶面组成的晶体，称为单形，单形的数目有限，只有47种。
一类是由两种以上的单形组成的晶体，称为聚形。
在相同条件下形成的同种晶体经常所具有的形态，称为结晶习性。
03第三章 矿物的双反射及均质非均质性
第三章矿物的双反射及均质非均质性第一节矿物的双反射一、矿物双反射(反射多色性)的概念矿物的双反射(反射多色性)是在单偏光下看到的一种光学现象。
当转动台物改变物的方位时，有一些矿物的切面可观察到亮度(反射率)的变化，此即为矿物的“双反射(Bireflectance，Bireflection)”。
若转动物台观察到矿物反射色有变化时即为该矿物的“反射多色性(Reflection Pleochroism)”。
事实上，若采用现代化精密仪器测量任何等轴晶系以外的矿物，除均质切面以外的任何切面在转动物台改变矿物方位时其反射率都不相同，其反射色的颜色指数(视觉反射率R vis、主波长λd、纯度P e和色度坐标值x、y)也都会有所差异。
但是以观察者的视觉在矿相显微镜下却只能看到一部分矿物显示双反射和反射多色性。
往往是无色类和微弱颜色类矿物只观察到双反射(亮度变化明显、颜色变化不明显)，显著颜色类矿物主要观察到反射多色性(颜色变化明显、亮度变化较不明显)。
这是由于观察者视党灵敏度不够高而造成的。
人们可以利用矿物的双反射、反射多色性的差异在矿相显微镜下鉴定和鉴别金属矿物（表3－1）。
二、双反射(反射多色性)的形成机理关于双反射的形成机理，一般认为非均质矿物双反射的显著程度取决于矿物的相对双反射率(ΔR＇)，而与矿物的绝对双反射率(ΔR )没有太大的关系(表3—2)。
ΔR＝R 1- R2 ，ΔR＇＝ΔR/(R 1+ R2)/2式中R 1和 R2分别为矿物最大（最高）和最小（最低）的主反射率。
表3－2 矿物双反射与相对双反射率、绝对双反射率的关系示意表从表3－2可看出，虽然红砷镍矿的绝对双反射率 6.3％大于方解石的绝对双反射率(2.0%)，但红砷镍矿的双反射显著程度远低于方解石，这是由于红砷镍矿的相对双反射率(11.4％)明显地小于方解石的相对双反射率(40.8％)造成的。
十分明显，矿物相对双反射率包含了矿物亮度［平均反射率1／2(R 1+ R2)］因素在内。
地壳的物质组成(公选)
➢美国西部盛产蓝宝石，当西部淘金热的时候， 许多探险家也把找到蓝宝石作为获得财富的标 志。
红宝石——缅甸的国石
➢是刚玉的一种，因在成矿过程中含有铬 （Cr），故呈现出艳红的颜色，光泽耀眼，温 暖亲切。 ➢ 缅甸是红宝石的著名产地，每年都吸引着世 界各地的大批旅游者和珠宝商。
➢首都仰光大金塔的塔顶，镶嵌有93 颗巨大、晶莹的红宝石，阳光下光彩 夺目。
❖介于晶体和非晶体之间的物质为准晶体。
——
准 晶 体 马 瑙
1.3 矿物的性质 Properties of Minerals
❖ 由于化学成分与内部结构不同，不同矿
物具有不同性质与特征，根据其性质与特征 就能够识别和鉴定它们。
❖矿物的主要性质：
➢ 外形(晶形） ➢ 光学性质（透明度、光泽） ➢ 颜色、条痕、硬度、解理、
➢ 当热的岩浆从其他的岩石上流过时，岩浆 会使这些岩石产生变化。
岩石根据其成因分成三大类：
岩浆岩、沉积岩、变质岩
（1）岩浆岩（火成岩）：
由地幔的熔融岩石的冷却和硬化形成， 这种熔融状的岩石被称为岩浆。
（2）沉积岩：
由层状沉积物的硬结形成，沉积物 可由岩石碎片、植物和动物的遗体组成， 或洋底和湖底的化学物质。
角闪石(hornblende)在方解石(calcite)中
辉石(augite)
长石
石英脉中的金
黄铁矿
石英
电 气 石
1.5 国石漫话
“岩石王国”中也有许多独特的成员被称 作奇石或怪石，更有些“石头”由于自身的 名贵，被奉为一个国家的“国石”。
严格地说，“国石”大多数都是珍贵 的矿物，有些还是世间罕见的宝石。
❖ 金属矿物的条痕至少和它本身块状矿 物的颜色一样深。
红宝石——缅甸的国石
➢是刚玉的一种，因在成矿过程中含有铬 （Cr），故呈现出艳红的颜色，光泽耀眼，温 暖亲切。 ➢ 缅甸是红宝石的著名产地，每年都吸引着世 界各地的大批旅游者和珠宝商。
➢首都仰光大金塔的塔顶，镶嵌有93 颗巨大、晶莹的红宝石，阳光下光彩 夺目。
❖介于晶体和非晶体之间的物质为准晶体。
——
准 晶 体 马 瑙
1.3 矿物的性质 Properties of Minerals
❖ 由于化学成分与内部结构不同，不同矿
物具有不同性质与特征，根据其性质与特征 就能够识别和鉴定它们。
❖矿物的主要性质：
➢ 外形(晶形） ➢ 光学性质（透明度、光泽） ➢ 颜色、条痕、硬度、解理、
➢ 当热的岩浆从其他的岩石上流过时，岩浆 会使这些岩石产生变化。
岩石根据其成因分成三大类：
岩浆岩、沉积岩、变质岩
（1）岩浆岩（火成岩）：
由地幔的熔融岩石的冷却和硬化形成， 这种熔融状的岩石被称为岩浆。
（2）沉积岩：
由层状沉积物的硬结形成，沉积物 可由岩石碎片、植物和动物的遗体组成， 或洋底和湖底的化学物质。
角闪石(hornblende)在方解石(calcite)中
辉石(augite)
长石
石英脉中的金
黄铁矿
石英
电 气 石
1.5 国石漫话
“岩石王国”中也有许多独特的成员被称 作奇石或怪石，更有些“石头”由于自身的 名贵，被奉为一个国家的“国石”。
严格地说，“国石”大多数都是珍贵 的矿物，有些还是世间罕见的宝石。
❖ 金属矿物的条痕至少和它本身块状矿 物的颜色一样深。
第三章土壤矿物质Soilmineral第一节土壤矿物质的矿物和化学
三、粘土矿物的形成和分布规律
1、粘土矿物形成途径 粘土矿物：风化和成土过程中形成的次生矿物
（1）原生矿物风化淋溶直接演变
+H2O，-K
-K -Mg
-Si
-Si
云母类 伊利石 蛭石 蒙脱石 高岭石 三水铝石
（2）风化沉淀（自然合成）学说
原生矿物彻底风化产物重新组合沉淀而成。
SiO2·nH2O 土壤pH条件下带负电荷，酸胶基 Al2O3·nH2O， Fe2O3·nH2O 带正电荷，碱胶基 盐基离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，决定溶液pH，并参与矿物形成 正负电荷胶体相互中和沉淀组成新矿物
3、水化云母(伊利石)组(Hydromica)（又称2 :1型非 膨胀性矿物）
特点：
(1) 2 :1型 单位晶胞化学式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(O晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间距1.0nm
(3) 电荷数量大
(2) 膨胀性小
晶层间距约0.72nm,硅片和铝片之间存在氢键
(3) 电荷数量少 同晶替代极少
(4) 颗粒较大（有效直径0.2～2μm） 可塑性、粘结性、吸
湿性、粘着性弱
2、蒙脱石组(Montmorillonite) 包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等 特点：
(1) 2:1型 单位晶胞的理论化学式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O
2、原生矿物类型和数量决定于矿物的稳定性
石英最稳定，是粗土粒的主要成分；白云母和长石较稳定，在粗土粒 中较多； 黑云母、角闪石、辉石等暗色矿物易风化。
3、原生矿物是植物养分的重要来源
Ca、Mg、K、P、S等
（二）次生矿物(secondary mineral)
1、粘土矿物形成途径 粘土矿物：风化和成土过程中形成的次生矿物
（1）原生矿物风化淋溶直接演变
+H2O，-K
-K -Mg
-Si
-Si
云母类 伊利石 蛭石 蒙脱石 高岭石 三水铝石
（2）风化沉淀（自然合成）学说
原生矿物彻底风化产物重新组合沉淀而成。
SiO2·nH2O 土壤pH条件下带负电荷，酸胶基 Al2O3·nH2O， Fe2O3·nH2O 带正电荷，碱胶基 盐基离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，决定溶液pH，并参与矿物形成 正负电荷胶体相互中和沉淀组成新矿物
3、水化云母(伊利石)组(Hydromica)（又称2 :1型非 膨胀性矿物）
特点：
(1) 2 :1型 单位晶胞化学式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(O晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间距1.0nm
(3) 电荷数量大
(2) 膨胀性小
晶层间距约0.72nm,硅片和铝片之间存在氢键
(3) 电荷数量少 同晶替代极少
(4) 颗粒较大（有效直径0.2～2μm） 可塑性、粘结性、吸
湿性、粘着性弱
2、蒙脱石组(Montmorillonite) 包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等 特点：
(1) 2:1型 单位晶胞的理论化学式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O
2、原生矿物类型和数量决定于矿物的稳定性
石英最稳定，是粗土粒的主要成分；白云母和长石较稳定，在粗土粒 中较多； 黑云母、角闪石、辉石等暗色矿物易风化。
3、原生矿物是植物养分的重要来源
Ca、Mg、K、P、S等
（二）次生矿物(secondary mineral)
第三章 地壳-地表形态、化学组成和矿物
坡 基
深海平原 中央裂谷
大陆边缘 大洋盆地
大洋中 脊
大洋盆地
大陆边缘
第一节 地壳表面的形态特征
2.海底地形—大陆边缘
大陆与大洋盆地之间的过渡地带是大陆边缘，由大陆架、大 陆坡、大陆基和(岛弧、海沟)等组成。 可分为大西洋型和太平 洋型大陆边缘。大陆边缘占海洋总面积22.3％，占地球表面积 大陆边缘 15.8％，其主体为大陆架。
第三节 矿物
2.肉眼鉴定特征-物理性质-光学性质
C.矿物的透明度 是指矿物可以透过可见光的程度。 矿物的透明度 是指矿物可以透过可见光的程度。
据矿物碎片刃边的透光程度，配合矿物的条 据矿物碎片刃边的透光程度， 矿物的透明度分三级： 痕，矿物的透明度分三级： 1）透明： 能透过绝大部 透明： 分光，条痕为无色、 分光，条痕为无色、白色或 浅色。 浅色。 半透明： 2）半透明：可允许部分 光透过，条痕呈红、 光透过，条痕呈红、褐等各 种彩色。 种彩色。 不透明： 3）不透明：基本不允许 光透过， 光透过，条痕呈黑色或金属 色。
大陆基 深海平原 大陆架
大陆坡
陆壳
洋壳
大陆边缘地貌示意图 该图上大陆架和大陆坡的坡度被明显夸大，大陆架平均坡度为0.1° 该图上大陆架和大陆坡的坡度被明显夸大，大陆架平均坡度为 °，大陆坡的 平均坡度小于10° 平均坡度小于 °
第一节 地壳表面的形态特征
2.海底地形—大陆边缘
大陆架(continental shelf) 大陆架是围绕大陆分布的浅水 大陆架 台地，其表面平坦，大陆架外缘有一坡度明显变陡的坡 折线。 大陆坡( slope)大陆架坡折线以下为—较 大陆坡( continental slope 陡的斜坡，称大陆坡或大陆斜坡，是海底地形最复杂的 地段，常有通向大洋方向的深峡谷。 大陆基( rise)大陆坡脚坡度逐渐变缓，过 大陆基( continental rise 渡为大洋盆地。这一过渡地带称为大陆基。
深海平原 中央裂谷
大陆边缘 大洋盆地
大洋中 脊
大洋盆地
大陆边缘
第一节 地壳表面的形态特征
2.海底地形—大陆边缘
大陆与大洋盆地之间的过渡地带是大陆边缘，由大陆架、大 陆坡、大陆基和(岛弧、海沟)等组成。 可分为大西洋型和太平 洋型大陆边缘。大陆边缘占海洋总面积22.3％，占地球表面积 大陆边缘 15.8％，其主体为大陆架。
第三节 矿物
2.肉眼鉴定特征-物理性质-光学性质
C.矿物的透明度 是指矿物可以透过可见光的程度。 矿物的透明度 是指矿物可以透过可见光的程度。
据矿物碎片刃边的透光程度，配合矿物的条 据矿物碎片刃边的透光程度， 矿物的透明度分三级： 痕，矿物的透明度分三级： 1）透明： 能透过绝大部 透明： 分光，条痕为无色、 分光，条痕为无色、白色或 浅色。 浅色。 半透明： 2）半透明：可允许部分 光透过，条痕呈红、 光透过，条痕呈红、褐等各 种彩色。 种彩色。 不透明： 3）不透明：基本不允许 光透过， 光透过，条痕呈黑色或金属 色。
大陆基 深海平原 大陆架
大陆坡
陆壳
洋壳
大陆边缘地貌示意图 该图上大陆架和大陆坡的坡度被明显夸大，大陆架平均坡度为0.1° 该图上大陆架和大陆坡的坡度被明显夸大，大陆架平均坡度为 °，大陆坡的 平均坡度小于10° 平均坡度小于 °
第一节 地壳表面的形态特征
2.海底地形—大陆边缘
大陆架(continental shelf) 大陆架是围绕大陆分布的浅水 大陆架 台地，其表面平坦，大陆架外缘有一坡度明显变陡的坡 折线。 大陆坡( slope)大陆架坡折线以下为—较 大陆坡( continental slope 陡的斜坡，称大陆坡或大陆斜坡，是海底地形最复杂的 地段，常有通向大洋方向的深峡谷。 大陆基( rise)大陆坡脚坡度逐渐变缓，过 大陆基( continental rise 渡为大洋盆地。这一过渡地带称为大陆基。
地球科学概论---第三章_矿物
化学键：质点间的结合力 金刚石中C原子的共价键
石墨层间的范德华力
同质多象：相同成分，不同结构
类质同象：相同结构，不同成分
橄榄石
（Mg, Fe)2〔SiO4〕
晶体的生长
晶体内部空间格子与外形
第三节 矿物的主要性质
1、矿物的形态
（1）单体形态： 电气石 ❖ 一向延长：柱状，针状，放射状
石膏
透辉石
方解石
孔雀石
菱锰矿
2、矿物的光学性质
（1）矿物的颜色
自色：矿物本身含有致色离子
他色：矿物中含有杂质
（2）矿物的条痕
条痕是鉴定矿物的重要手段
（1）矿物的光泽
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽 玻璃光泽
脂肪光泽 珍珠光泽
丝绢光泽 土状光泽
（1）矿物的透明度
透明矿物
半透明矿物
不透明矿物
3、矿物的力学性质
红柱石
辉铋矿
❖ 二向延长：板状，片状
电气石
黑云母 滑石
黑云母
❖ 三向延长：等轴粒状
电气石
方解石
黄铁矿
石榴子石
（2）集合体形态：
❖ 纤维状或毛发状
透闪石
蛇纹石
❖ 鳞片状
铀云母
石膏
❖ 粒状或块状、土状
❖ 放射状
蓝铜矿
绿铜锌矿
辉锑矿
❖ 晶簇状
石膏
绿帘石
❖ 鲕状、豆状
❖ 钟乳状
❖ 葡萄状、肾状、 结核状
矿物的硬度
矿物的解理
解理：矿物在外力作用下，沿着一定的结 晶方向裂成光滑平面的性质。而这种破裂面 则叫做解理面，解理面一般非常平滑且有光 泽，不同矿物或一种矿物的不同方向上解理 发育程度不同。
工程地质电子教材(基础地质部分)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第三章 矿物和岩石第一节 矿物一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。
二、物理性质： （一）晶体形态：⎩⎨⎧质点为有序排列）晶体矿物（组成矿物的火山玻璃、胶体蛋白的质点为无序排列）：非晶体矿物（组成矿物⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧、钟乳状状、粒状、块状、土状几何体：纤维状、鳞片立方体、菱面体片状、板状针状、柱状单体 （二）光学性质：⎪⎩⎪⎨⎧应后的颜色假色：矿物表面氧化反离子的颜色。
它色：矿物中混入色素的混合色。
长的光波后，其余光波自色：矿物吸收某一波、颜色12、条痕：矿物粉末的颜色。
⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧、土状光泽几何体光泽：丝绢光泽断口光泽：油脂光泽珍珠光泽晶面光泽：玻璃光泽、单体光泽：光的能力：、光泽：矿物表面反射3 ⎪⎩⎪⎨⎧不透明半透明透明的程度：、透明度：矿物透射光4（三）力学性质1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石1 2 3 4 5 6 7 8 9 102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧︒︒︒︒见平整光滑处无解理：解理面肉眼难光滑较小，断口发育中等解理：解理面平整分光滑完全解理：解理面大部全光滑挤完全解理：解理面完解理程度：，辉石：，角闪石：解理交角：解理组数938756124⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧平坦状参差状锯齿状贝壳状沿任意方向的裂开：、断口：外力敲击下，3⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧白云石：遇镁试剂变蓝气泡方解石：遇稀盐酸剧烈化学反应：磁性可塑性滑感挠性弹性（四）其它特殊性质：三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL 起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理 白色弹性2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状 半透明 解理交角近90º 解理交角124 º 弹性 挠性橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色珍珠光泽第二节 岩浆岩岩石：造岩矿物的天然集合体。
6矿物的物理性质guo
变化较大 （4）分子晶格——其硬度最低
另外： （1）矿物的硬度具有异向性 （2）矿物结构中存在羟基、中性水分子硬度明显降低 石膏Ca[SO4]•2H2O(1-2) 硬石膏Ca[CO3](3-4.5)
二、矿物的其它物理性质
比重
磁性
脆性
延展性 弹性
挠性
1、比重
定义： 是指纯净的矿物（宝石）在空气中的重量与同体积的纯 水（4℃时）的重量之比。 比重首先决定于组成元素的原子量，其次组成矿物的 离子或原子的体积、晶体结构的紧密程度也起着重要作 用，类质同象、包裹体、晶格缺陷对比重有一定影响。 比重是一个无量纲数，数值大小与密度一般相同。比 重（或密度）是矿物（宝石）的重要性质之一，可作为 鉴定特征。
沿任意方向破裂 并呈各种凹凸不 平的断面。 它不是矿物固有 的特性； 晶体或非晶体矿 物上均可产生； 同种矿物的断口 常会有一定的形 态，可作为辅助 鉴定特征。
沿一定结晶方 向裂开的性质 。 它不是矿物固 有的特性； 在对某些矿物 来说有鉴定意 义，还可用作 分析矿物的成 因及形成历史
实
质
鉴 定 意 义
是由于在晶体内部存在着一定方向的力学薄弱面。
强调：
解理是由矿物的晶体结构决定的 解理产生在面网间化学键联结力最弱的方向
解理的分级
根据解理产生的难易程度，可将矿物 的解理分成五个等级：
A 极完全解理 矿物在外力作用下极易裂 成薄片。解理面光滑、平整。很难发生断 口。如云母、石墨、辉钼矿等； B 完全解理 矿物在外力作用下，很容易 沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解 理面平滑。如方解石、方铅矿、萤石等；
条痕 光泽 透明度
无色或白色 无色或白色 浅色或彩色 深色或金属色 玻璃－－－－金刚－－－－半金属－－－－金属 透明－－－－－－－半透明－－－－－－不透明
另外： （1）矿物的硬度具有异向性 （2）矿物结构中存在羟基、中性水分子硬度明显降低 石膏Ca[SO4]•2H2O(1-2) 硬石膏Ca[CO3](3-4.5)
二、矿物的其它物理性质
比重
磁性
脆性
延展性 弹性
挠性
1、比重
定义： 是指纯净的矿物（宝石）在空气中的重量与同体积的纯 水（4℃时）的重量之比。 比重首先决定于组成元素的原子量，其次组成矿物的 离子或原子的体积、晶体结构的紧密程度也起着重要作 用，类质同象、包裹体、晶格缺陷对比重有一定影响。 比重是一个无量纲数，数值大小与密度一般相同。比 重（或密度）是矿物（宝石）的重要性质之一，可作为 鉴定特征。
沿任意方向破裂 并呈各种凹凸不 平的断面。 它不是矿物固有 的特性； 晶体或非晶体矿 物上均可产生； 同种矿物的断口 常会有一定的形 态，可作为辅助 鉴定特征。
沿一定结晶方 向裂开的性质 。 它不是矿物固 有的特性； 在对某些矿物 来说有鉴定意 义，还可用作 分析矿物的成 因及形成历史
实
质
鉴 定 意 义
是由于在晶体内部存在着一定方向的力学薄弱面。
强调：
解理是由矿物的晶体结构决定的 解理产生在面网间化学键联结力最弱的方向
解理的分级
根据解理产生的难易程度，可将矿物 的解理分成五个等级：
A 极完全解理 矿物在外力作用下极易裂 成薄片。解理面光滑、平整。很难发生断 口。如云母、石墨、辉钼矿等； B 完全解理 矿物在外力作用下，很容易 沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解 理面平滑。如方解石、方铅矿、萤石等；
条痕 光泽 透明度
无色或白色 无色或白色 浅色或彩色 深色或金属色 玻璃－－－－金刚－－－－半金属－－－－金属 透明－－－－－－－半透明－－－－－－不透明
第三章矿物的宏观鉴定特征
柱
状
板 状 集 合 体
一、矿物的形态
长，往往存在空位、位错等各种缺陷。面不同形等大，棱不一 定直，形成歪晶。 2、晶体形貌 晶体形貌:矿物晶体的宏观形态和晶体表面微形貌。 （1）、晶体宏观形态 晶体宏观形态：宏观几何多面体形态。宏观形态与成分、结构 及形成环境有关，从晶体习性、对称、定向、单形及符号研 究。 晶体习性:同种晶体所形成单形和其在三维空间的延伸比例。 不同环境形成的一种晶体出现某种或某几种单形。可利用单形 出现情况鉴别和分析矿物的形成条件。
盐华状集合体：可溶性盐类所组成的被膜。如干旱地面的硝石。 皮壳状集合体：矿物成较厚的层覆盖于其它矿物或岩石表面。 块状集合体：肉眼看不到单体的界限的致密块状体。
三、矿物形态的观察与描述
注意问题： 1）单体：观察晶体习性、单形、对称、定向、晶面特征（花 纹、蚀象）、连生类型和规律。 2）集合体：显晶质：圈定单体和判断单体习性，单体间的界 限，轮廓、面、棱、解理面或断口等、光泽强度、色泽等。 确定单体形态，按结晶习性与集合方式描述集合体形态。 3）隐晶与胶态集合体 描述外表、内部形态。
辉 锑 矿 晶 簇
晶 簇
放射状
异 极 矿 钟 乳 状 、 皮 壳 状
葡 萄 状
同心层状
葡 萄 状
分泌体——晶腺
自 然 铜 [ ]
土 状 集 合 体
二、矿物的物理性质
根据矿物的物理性质识别、利用和寻找矿物资源。 矿物的物理性质取决于化学成分、内部结构，遵循对称性与异 向性。
一、矿物的光学性质
一、矿物的形态
一、矿物的形态
3、晶体表面微形貌 体表面微形貌包括：晶面条纹、晶面螺纹、生长层、生 长丘、蚀象。 （1）、晶面花纹 晶面花纹：晶面上的细微形态，微形貌中的重要组成部 分。 类型：晶面条纹、晶面螺纹 1）晶面条纹 晶面条纹：许多晶体的晶面上沿一定结晶方向排列的一 系列平行或交叉的粗细宽窄不同的条纹。 如：黄铁矿立方体、五角十二面体三组互相垂直的花纹。 电气石的柱面纵纹（一个方向过度到另一个方向的微 小变化，使其横断面为球面三角形）。
第3章 矿物的反射色、反射多色性和内反射
须观察其不同方向的反射色。单偏光镜下，转动物台一 周，观察切面各方向反射色及其变化情况。
反射多色性强的矿物，观察单晶 多色性弱的矿物观察矿物集合体
第二节 反射色、反射多色性、 内反射的观测方法
二、内反射观察方法
1、斜照法 2、正交偏光法：正交偏光镜下(前偏光＋上偏光）
高倍镜下观察 均质透明半透明矿物：表面反射光基本上是将入射直线
透明矿物： 内反射色—体色---矿物颜色 不透明矿物：反射色---表色—矿物颜色
第二节 反射色、反射多色性、 内反射的观测方法
一 反射色、反射多色性观察方法
1、目视简易比较法 在单偏光镜下，首先调节入射光（白光）尽量亮一 些，以方铅矿在反光镜下呈纯白色为标准，其它矿物与其对 比。对反射色相近的矿物，描述时要抓住主要色调，其前加 一定形容词。应注意微带色调的观察。如：
自然金 黄铜矿
自然金 白铁矿
铜蓝
硼镁铁矿
硫钴矿
车轮矿
铜蓝的反射多色性
石墨的反射多色性
白铁矿反射多色性 毒砂反射多色性
第一节 概 述
二 反射色、反射多色性、内反射的概念
内反射：透明或半透明矿物，光线照射到其光面上 后，一部分反射出去，另一部分光线经折射透入矿物内 部，遇矿物内部解理、裂隙、洞或晶面等时，发生内 反射或折射，从而使一些光线折射出来，这种现象称为 矿物的内反射。内反射中带有的颜色则称为内反射色。 分“有”“无”
特点：透明感、立体感、颜色不均匀 旋转物台无规律性变化
斜照光下内反射的成因
雌雌黄黄内正反交射偏色光
辰砂单偏光
辰砂内反射色
雄黄内反射色
孔 雀 石
的 内 反
射 色
闪锌矿内反射色红褐－樱红色－ 黄色－无色
反射多色性强的矿物，观察单晶 多色性弱的矿物观察矿物集合体
第二节 反射色、反射多色性、 内反射的观测方法
二、内反射观察方法
1、斜照法 2、正交偏光法：正交偏光镜下(前偏光＋上偏光）
高倍镜下观察 均质透明半透明矿物：表面反射光基本上是将入射直线
透明矿物： 内反射色—体色---矿物颜色 不透明矿物：反射色---表色—矿物颜色
第二节 反射色、反射多色性、 内反射的观测方法
一 反射色、反射多色性观察方法
1、目视简易比较法 在单偏光镜下，首先调节入射光（白光）尽量亮一 些，以方铅矿在反光镜下呈纯白色为标准，其它矿物与其对 比。对反射色相近的矿物，描述时要抓住主要色调，其前加 一定形容词。应注意微带色调的观察。如：
自然金 黄铜矿
自然金 白铁矿
铜蓝
硼镁铁矿
硫钴矿
车轮矿
铜蓝的反射多色性
石墨的反射多色性
白铁矿反射多色性 毒砂反射多色性
第一节 概 述
二 反射色、反射多色性、内反射的概念
内反射：透明或半透明矿物，光线照射到其光面上 后，一部分反射出去，另一部分光线经折射透入矿物内 部，遇矿物内部解理、裂隙、洞或晶面等时，发生内 反射或折射，从而使一些光线折射出来，这种现象称为 矿物的内反射。内反射中带有的颜色则称为内反射色。 分“有”“无”
特点：透明感、立体感、颜色不均匀 旋转物台无规律性变化
斜照光下内反射的成因
雌雌黄黄内正反交射偏色光
辰砂单偏光
辰砂内反射色
雄黄内反射色
孔 雀 石
的 内 反
射 色
闪锌矿内反射色红褐－樱红色－ 黄色－无色
第三章 矿物的双反射 - 副本
第三章 矿物的双反射及反射多色性
1.概念 双反射和反射多色性是在单偏光下观察到的矿物性质 双反射 矿物的反射率（亮度）随结晶方位的改变而变 化的性质。具体表现是旋转物台改变矿物的结晶方位， 可观察到亮度变化 反射多色性 矿物的反射色随结晶方位的改变而变化的 性质。旋转物台改变结晶方位，颜色发生变化。 若使用精密的仪器测量，任何等轴晶系以外的矿物、除 均质切面以外的任何切面均可以检测到这种性质 观察者在反光显微镜下只能观测到部分矿物的这种性质 对于无色和微弱颜色类只观察到亮度变化 对于显著颜色类主要观察到反射多色性 双反射和反射多色性是鉴定矿物的一个重要特征
蓝硒铜矿 绿灰－蓝灰 方黄铜矿 古铜黄色 墨铜矿 针镍矿 无色 黄色
红锑镍矿 带紫的粉红色
红砷镍矿 粉红色－褐白色
淡红银矿 蓝白－绿白色 辉铋矿 黄白色 辉铁锑矿 褐灰色 磁黄铁矿 鲜明的褐黄色 辉钼矿 白－灰色
鲜明的粉红褐色
蓝灰色 白灰 粉红褐色 粉红褐色 白灰色
褐白色
黄白色 黄白 白色 褐黄色 白色
视测分级
可见双反射（反射多色性） 在单偏光条 件下，转动物台（改变矿物的结晶方 位），矿物显示亮度或颜色的变化，属 于此级。 未见双反射 在上述条件下，未见矿物显 示亮度或颜色变化者，属于此级。
一些矿物的双反射和反射多色性
矿物 铜蓝 中间色 不同程度的蓝色 低主反射率 深紫蓝色 深橄榄绿灰色 粉红褐色 褐灰色 黄色 紫红色 高主反射率 蓝白色 浅蓝灰色 褐黄色 乳黄色 亮黄色 鲜明的粉红黄色
矿物的双反射与△ R 和△R’ 关系举例
矿物 红砷 镍矿 方解 石
R1
/％
R2
△R
△ R’
/％
/％
视觉反应
58.3 52.0 6.3 5.9 3.9 2.0
1.概念 双反射和反射多色性是在单偏光下观察到的矿物性质 双反射 矿物的反射率（亮度）随结晶方位的改变而变 化的性质。具体表现是旋转物台改变矿物的结晶方位， 可观察到亮度变化 反射多色性 矿物的反射色随结晶方位的改变而变化的 性质。旋转物台改变结晶方位，颜色发生变化。 若使用精密的仪器测量，任何等轴晶系以外的矿物、除 均质切面以外的任何切面均可以检测到这种性质 观察者在反光显微镜下只能观测到部分矿物的这种性质 对于无色和微弱颜色类只观察到亮度变化 对于显著颜色类主要观察到反射多色性 双反射和反射多色性是鉴定矿物的一个重要特征
蓝硒铜矿 绿灰－蓝灰 方黄铜矿 古铜黄色 墨铜矿 针镍矿 无色 黄色
红锑镍矿 带紫的粉红色
红砷镍矿 粉红色－褐白色
淡红银矿 蓝白－绿白色 辉铋矿 黄白色 辉铁锑矿 褐灰色 磁黄铁矿 鲜明的褐黄色 辉钼矿 白－灰色
鲜明的粉红褐色
蓝灰色 白灰 粉红褐色 粉红褐色 白灰色
褐白色
黄白色 黄白 白色 褐黄色 白色
视测分级
可见双反射（反射多色性） 在单偏光条 件下，转动物台（改变矿物的结晶方 位），矿物显示亮度或颜色的变化，属 于此级。 未见双反射 在上述条件下，未见矿物显 示亮度或颜色变化者，属于此级。
一些矿物的双反射和反射多色性
矿物 铜蓝 中间色 不同程度的蓝色 低主反射率 深紫蓝色 深橄榄绿灰色 粉红褐色 褐灰色 黄色 紫红色 高主反射率 蓝白色 浅蓝灰色 褐黄色 乳黄色 亮黄色 鲜明的粉红黄色
矿物的双反射与△ R 和△R’ 关系举例
矿物 红砷 镍矿 方解 石
R1
/％
R2
△R
△ R’
/％
/％
视觉反应
58.3 52.0 6.3 5.9 3.9 2.0
第三章,矿物按密度差分层
上式可看出，矿石重选的难易性是与下列因素有关：
（1）与介质的密度有关，介质的密度愈大， 值愈大，分选愈易进 行；
（2）轻、重矿物密度差 (2 1)
效果愈好；
愈大，分层进行的愈容易，
（3）当 (2 1) 值相同时， 2和1 本身的值愈小，分
选效果愈好，如选煤比选矿容易；
（4）给矿中轻、重矿物的重量比（γ1及γ2）对分层的难易程度也有 影响。
即将失去活动性。对于细粒重矿物悬浮体来说，λ超过0.4～
0.44活动性已很差。如果细粒重矿物是作为重悬浮液选矿用加重
质使用，则其容积浓度最好不超过0.33。
2 3 1
或 E＞3
（2）两种矿物的粒度差应足够大，只有这样重矿物细颗粒与水组 成的悬浮体才会以总体密度对粗粒轻矿物施以浮力作用。
研究资料表明，被选物料的粒度最好超过悬浮粒子粒度的3～5 倍。即
E E 1 1(2 1(1 ) 1()1 (2 1)1 (1 ))
【本讲课程的思考题】
1、矿物按悬浮体密度差分层与按重介质分层，实现正分层的 条件？ 2、按重介作用分层的两个条件。 3、根据位能的相对降低值看矿石的重选难易性与哪些因素有关？
下面对重介质作用分层学说描述正确的是（ ）
A.分层是根据细粒重矿物与水组成的悬浮体对粗粒轻矿物的 重介质浮力作用发生； B．按密度分层是由轻、重矿物与介质组成的悬浮体的密度 不同引起；
图3-1 密度不同的局部悬浮体在静压强作用下的 分层运动
A—局部轻矿物悬浮体 B—局部重矿物悬浮体
按利亚申柯的观点，悬浮液的密度ρsu为
局部轻矿物和重矿物悬浮体的密度分别是：
正分层的条件是：
2 ( 2 ) 1 ( 1 )
反分层的条件是：
5矿物的物理性质及化学性质
乳光-某些宝石显示的一种乳白色或像珍珠光泽柔和 的辉光，这是胶态集合体或超显微晶质如蛋白石或 玉髓等的光色。源于胶体分散相或超显微粒子的漫 反射效应。
16
晕色
17
乳光
颜色
锖色-某些不透明金属矿物表面氧化膜引起反射光 的干涉产生的彩色。
变彩-转动观察某些矿物时，其表面可以呈现出不 同的可变化的颜色。如拉长石，在一定角度范围 内可以看到美丽的蓝绿、金黄、红紫等连续改变 的变彩 、变彩欧泊。多数是源于矿物内部有微细 叶片状包裹物，引起光的干涉作用。
硬度是矿物物理性质中具普遍性的， 比较固定的性质，因而是一项重要的 鉴定特征。
测量矿物的硬度时，要在洁净、新鲜 的单个晶面上进行。
刻划时，用力要缓且均匀，避免用力 压掘。
硬度也是影响矿石工艺加工生产和选 矿成本的重要因素之一。
57
解理
解理：矿物晶体受力作用后，沿一定方向裂开形 成一系列光滑平面的性质。
颜色 透明度
条痕 光泽
非金属色
金属色
透明 透明-半透明 微透明 不透明
白色
白色-彩色 深彩色 黑色
玻璃
金刚 半金属 金属
实例
石盐 方解石
石英
金刚石 自然硫 闪锌矿
赤铁矿 磁铁矿
自然铜 方铅矿 黄铁矿
43
发光性
发光性：矿物受到外界能量激发（如加热、紫外 线、X射线等）时发出可见光的性质。
实质：矿物晶体结构中的质点受外界能量激发， 发生电子跃迁，在电子由激发态回到基态的过程 ， 又将吸收的能量以可见光的形式释放出来。
他色可作为鉴定某些矿物的辅助依据； 假色一般不具有鉴定意义。
22
矿物颜色的命名与描述
标准色谱法 利用标准色谱中的颜色来描述矿物的颜色，如 斜长石的颜色为白色。 当矿物颜色与标准色谱颜色有深浅等差别时， 可在标准色谱前加上适当的形容词，如浅灰色、 淡红色。
16
晕色
17
乳光
颜色
锖色-某些不透明金属矿物表面氧化膜引起反射光 的干涉产生的彩色。
变彩-转动观察某些矿物时，其表面可以呈现出不 同的可变化的颜色。如拉长石，在一定角度范围 内可以看到美丽的蓝绿、金黄、红紫等连续改变 的变彩 、变彩欧泊。多数是源于矿物内部有微细 叶片状包裹物，引起光的干涉作用。
硬度是矿物物理性质中具普遍性的， 比较固定的性质，因而是一项重要的 鉴定特征。
测量矿物的硬度时，要在洁净、新鲜 的单个晶面上进行。
刻划时，用力要缓且均匀，避免用力 压掘。
硬度也是影响矿石工艺加工生产和选 矿成本的重要因素之一。
57
解理
解理：矿物晶体受力作用后，沿一定方向裂开形 成一系列光滑平面的性质。
颜色 透明度
条痕 光泽
非金属色
金属色
透明 透明-半透明 微透明 不透明
白色
白色-彩色 深彩色 黑色
玻璃
金刚 半金属 金属
实例
石盐 方解石
石英
金刚石 自然硫 闪锌矿
赤铁矿 磁铁矿
自然铜 方铅矿 黄铁矿
43
发光性
发光性：矿物受到外界能量激发（如加热、紫外 线、X射线等）时发出可见光的性质。
实质：矿物晶体结构中的质点受外界能量激发， 发生电子跃迁，在电子由激发态回到基态的过程 ， 又将吸收的能量以可见光的形式释放出来。
他色可作为鉴定某些矿物的辅助依据； 假色一般不具有鉴定意义。
22
矿物颜色的命名与描述
标准色谱法 利用标准色谱中的颜色来描述矿物的颜色，如 斜长石的颜色为白色。 当矿物颜色与标准色谱颜色有深浅等差别时， 可在标准色谱前加上适当的形容词，如浅灰色、 淡红色。
地质学基础03矿物
第三节 矿物的形态
蓝晶石
一 矿物的
单体形态
二 矿物的
钙沸石
集合体形
态
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 二向延长型 三向等长型
一向延长型
石英
黄玉
磷灰石
蓝晶石
二向延长型
石膏
云母
黄铁矿
三向等长型
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
二 矿物的集合体形态
钾长石包含正长 石、钾微斜长石、 透长石及冰长石等 变种，其成分无变 化，仅结构略有差 别。其中常见的是 正长石。单晶体常 为柱状或板柱，常 为肉红色，有时具 有较浅的色调。玻 璃光泽。硬度6。 有两组方向相互垂 直的解理。
微斜长石
倍长石 （右）
钠长石 （左）
斜长石：
钠长石与 钙长石组 成类质同 像系列， 包括：
• 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
• 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。
石英晶体（SiO2）
• 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）
石 英
石英晶簇
晶
簇
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。
阳起石（左） 放射状集合体
孔雀石（右） 肾状集合体
第四节 矿物的物理性质
一 矿物的光学性质 二 矿物的力学质 三 矿物的其他性质一 矿物的光学性质
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闪石类 （角闪石最常见）
石英 云母类
白云母 黑云母
Ca 和 Na 的铝硅酸盐 K 的铝硅酸盐 Fe，Mg硅酸盐 （有些含Al，Na，Ca） 复杂的Fe，Mg铝硅酸盐
SiO2
K的铝硅酸盐氢氧化物 K Fe Mg的铝硅酸盐氢氧化物
架状 架状 单链状
双链状
架状
层状 层状
• 硅酸盐矿物晶体结构的基本单元是硅氧四面体：
非晶质体（少数）——内部质点没有规律，不是有 规则的几何外形。
晶体和非晶体的矿物分别被称为结晶质矿物 和非晶质矿物。
晶体特征
（1）矿物的各种特征，不仅与其化学成分有关，更
受其晶体结构的控制
石盐（NaCl)的晶体结构
石盐晶体
氯 离 子
钠 离 子
类质同像:矿物晶体构造中部分质点被其它性质 相似的质点替换，晶体构造不被破坏的现象。 如：菱镁矿MgCO3中的Mg2+被Fe2+部分或完全取代形
黑云母
闪石
白云母
三、矿物－构成岩石的基本单元
石灰岩
l 一些岩石完全由一种矿物构成
石灰岩 (方解石)
l 大多数岩石是由一种以上矿物构成 花岗岩
l 一些岩石含有非矿物组分
煤(含有机碎屑) 黑耀岩 (火山玻璃岩 -> 非晶质)
煤
黑 耀
岩
4种硅酸盐矿物组合构成花岗岩
岩石（花岗岩）
正长石
斜长石
黑云母
石英
四、常见矿物的特征：
指矿物抵抗外力作用（刻划、打击、压拉等） 所表现出来的性质。包括矿物的硬度、解理、 断口。
1、硬度——指矿物抵抗摩擦或刻划的强度，是 鉴定矿物的重要依据之一。
矿物学上的硬度一般指的是相对硬度—— 摩式硬度。1824年由奥地利矿物学家摩氏 （Mohs）设立的，故又称为摩氏硬度计。
摩氏硬度计——以选出的10种硬度不同的矿 物，按硬度小到硬度大排序，作为测定比较其 他矿物硬度的标准：
矿物。如：石墨（C）、金（Au）。
（2）化合物——是由几种元素化合而成的矿物。
如：黄铁矿（FeS2） 方解石（CaCO3） 石英（SiO2）
2、组成矿物的原子/离子的空间排列型式分为 晶（体）质和非晶质体
晶体（大多数）——内部质点（原子、离子、分 子）呈有规律的排列，在适宜的条件下可形成规则 的几何外形。
如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等
同位素研究是当代倍受重视的国际前沿,地化专业主攻.
3、半衰期：放射性元素蜕变到其原来数量的一半所 需时间.
如: Rb87-Sr87 : 500亿年, Th232-Pb208: 139亿年, U238-Pb206：45亿年, K40-Ar40 :15亿年, U235-Pb207 :7.13亿年, C14-N14 : 5692年
2.正长石 KAlSi3O8 晶体呈短柱状，
绢光泽、蜡状光泽、土状光泽、金刚光泽、 玻璃光泽
金属光泽：方铅矿、黄铁矿
半金属光泽：磁铁矿、黑钨矿
非金属光泽：油脂光泽、珍珠光泽（云母）、黄铁丝绢
矿
光泽（石棉）、蜡状光泽（叶腊石）、土状光泽（高岭
石）、金刚光泽：金刚石、锌闪矿、玻璃光泽：石英、
长石、方解石 石英
金刚 石
高岭石
石绵
4、透明度——指矿物透过可见光的程度。
二、地壳中的元素与克拉克值
克拉克值（地壳元素丰度）——地壳中化 学元素平均含量百分比。
地壳主要元素的克拉克值
氧
O 46.30 钠
硅
Si 28.15 钾
铝
Al 8.23 镁
铁
Fe 5.63 钛
钙
Ca 4.15 氢
Na 2.36 Ka 2.09 Mg 2.33 Ti 0.57 H 0.15
地壳中的化学元素绝大部分是以矿物的 形式存在的，再由矿物有规律地组合而成各 种岩石。地质学就是通过对矿物岩石的分析、 鉴定来认识地壳的物质组成。
以0.03mm厚度为标准，通常在矿物碎片边缘观察。
透明：水晶、冰洲石 一般分为三级 半透明：闪锌矿、辰砂
不透明：黄铁矿、磷铁矿
白水晶
冰洲石
黄铁矿
一般，呈金属色的矿物，其条痕一般为深色、 具金属或半金属光泽、不透明；反之，呈非金 属色的矿物，其条痕一般为浅色、具非金属光 泽，透明度较高。
石英
黄铁矿
三、矿物的力学性质
2、解理——矿物受外力作用后，沿一定方向裂开的性质。
裂开的光滑平面叫解理面。 分为五级：
云萤方石母铅－矿片状
方解石－偏菱 面体
a.极完全解理：云母（一组）
b.完全解理：萤石（四组）、方解石 （三组）、方铅矿（三组）
c.中等解理：辉石（二组）、角闪 石（二组）
d.不完全解理：磷灰石、绿柱石
角石闪英石
岩石（花岗岩）
正长石
斜长石
黑云母
石英
第二节 组成地壳的矿物
一、概念
矿物——由天然产出且具有特定的 化学成分和内部结构构造的均匀固体.
提问：
水,石油,天然气是矿物吗？ 否，它们不是固体
玻璃是矿物吗？ 否，它不是天然产出
煤是矿物吗？
否，它没有一定的化学式
花岗岩是矿物吗？ 否，它不均匀。它是岩石，由长石、 石英和黑云母等物质聚集而成，
金刚石
（1）一向延伸型晶体：柱状、针状、 纤维状等。如：石英、绿柱石、电气 石、石棉等。
（2）二向延展型晶体：板状、片 云母 状等。
如： 云母、重晶石等。
（3）三向等长型晶体：粒状。 如：石榴子石、黄铁矿等。
金刚石
黄铁矿
2.矿物集合体的形状
自然界中绝大多数矿物是以集合体的形态出现，
指的是同种矿物的不规则连生体。 石墨
2、同位素:是中子数不同（原子量不同）的同种元素 的变种。
放射性同位素:主要有 U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等 稳定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1
放射性同位素主要用来测定岩浆岩石的绝对年龄； 稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源。
O 2-
O 2-
Si4+
O 2-
O 2-
1个硅原子和4 个氧原子结合 构成硅氧四面 体，带4个负 电荷：
SiO44-
• 硅氧四面体可与金属阳离子结合，或彼此连接形成 多种晶体结构再与金属阳离子结合，或自行结合（形 成石英）。
链状
硅酸盐矿
层
物的晶体
状
结构
环状 架状
斜长石
正长石
石英
微斜长石
普通辉石
1.石英SiO2 具有规则的几何外形
的晶体，其中无色透明者通常称为水晶； 晶形呈六方柱状，柱面有横纹；颜色很多， 常见者为无色、乳白色；石英常呈斑状或 块状；硬度7；相对密度2.67；晶面上呈 玻璃光泽；无解理，断口呈贝壳状，断口 上呈油脂光泽。石英用途很广，可做玻璃 原材料，制做石英器皿；颜色鲜艳和纯净 无缺陷的水晶可做宝石和光学材料；具压 电性的晶体可用做无线电通讯器材。
摩氏硬度计
1. 滑石
6. 长石
2. 石膏
白瓷板
指甲
7. 石英
3. 方解石
8. 黄玉
铜币
9. 刚玉
4. 萤石
10.金刚石
5. 磷灰石
刀刃/玻璃
经切割的黄玉
（硬度＝8）
经切割的钻石
（金刚石，硬度＝10）
红宝测定的矿物能刻划萤石， 但不能刻划磷灰石，相反却为磷 灰石所刻划，其硬度为多少？ 则其硬度应在4－5之间，因此可定为4.5。
成菱铁矿FeCO3
同质多像: 化学成分相同、但质点的排列方
式不同（结构不同）的现象。将形成不同的 矿物。如：C 金刚石（高压）-石墨（常压）
碳原子
强键
金刚石（C）的晶体结构
碳原子
石墨（C）的晶体结构
强键
弱键
（2）同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外 部形态
石英(SiO2)晶体
黄铁矿(FeS2)晶体
（立方体）
（五角十二面体）
第三节 矿物的主要物理性质
• 肉眼鉴定矿物的主要依据
晶体形态 （Crystal shape） 光学性质 力学性质 其它性质
一、矿物的形状
矿物的形状是指矿物的外貌特征，是矿物成 分、晶体构造和生成环境等综合影响的结果。
1.矿物单体的形状
矿物单体的形状是指矿物单个晶体的形状.
自然元素矿物 卤化物矿物 硫化物矿物 氧化物和氢氧化物矿物 含氧酸盐矿物
自然元素矿物
金（Au）、金刚石（C）、 硫（S）、石墨（C）…
金（Au）
硫（S）
金刚石（C）
卤化物矿物
萤石（CaF2）、石盐（NaCl）、 钾盐（KCl）…
萤石（CaF2）
石盐 （NaCl）
硫化物矿物
2、条痕——是矿物在较硬的白色瓷板上刻划后 所留下的粉末颜色。只有硬度比白瓷板软的矿物 才能刻划出条痕。
条痕色与矿物颜色可
赤铁矿
以一致也可以不一致。 可消除杂质等因素的
干扰，比颜色更为可靠 的鉴定标志。是鉴定矿 物的重要依据之一。
3、光泽——是指矿物表面对可见光的反射能力。
分为： 金属光泽 半金属光泽 非金属光泽：油脂光泽、珍珠光泽、丝
黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、 方铅矿（PbS2）…
黄铁矿（FeS2）
方铅矿（PbS2）
氧化物和氢氧化物矿物
赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、 软锰矿（MnO2）、铝土矿（Al2O3•nH2O） 褐铁矿（ Fe2O3 •nH2O）…
F 含氧酸盐矿物
• 硫酸盐矿物：石膏、芒硝、重晶石… • 碳酸盐矿物: 方解石（CaCO3）、白云石
石英 云母类
白云母 黑云母
Ca 和 Na 的铝硅酸盐 K 的铝硅酸盐 Fe，Mg硅酸盐 （有些含Al，Na，Ca） 复杂的Fe，Mg铝硅酸盐
SiO2
K的铝硅酸盐氢氧化物 K Fe Mg的铝硅酸盐氢氧化物
架状 架状 单链状
双链状
架状
层状 层状
• 硅酸盐矿物晶体结构的基本单元是硅氧四面体：
非晶质体（少数）——内部质点没有规律，不是有 规则的几何外形。
晶体和非晶体的矿物分别被称为结晶质矿物 和非晶质矿物。
晶体特征
（1）矿物的各种特征，不仅与其化学成分有关，更
受其晶体结构的控制
石盐（NaCl)的晶体结构
石盐晶体
氯 离 子
钠 离 子
类质同像:矿物晶体构造中部分质点被其它性质 相似的质点替换，晶体构造不被破坏的现象。 如：菱镁矿MgCO3中的Mg2+被Fe2+部分或完全取代形
黑云母
闪石
白云母
三、矿物－构成岩石的基本单元
石灰岩
l 一些岩石完全由一种矿物构成
石灰岩 (方解石)
l 大多数岩石是由一种以上矿物构成 花岗岩
l 一些岩石含有非矿物组分
煤(含有机碎屑) 黑耀岩 (火山玻璃岩 -> 非晶质)
煤
黑 耀
岩
4种硅酸盐矿物组合构成花岗岩
岩石（花岗岩）
正长石
斜长石
黑云母
石英
四、常见矿物的特征：
指矿物抵抗外力作用（刻划、打击、压拉等） 所表现出来的性质。包括矿物的硬度、解理、 断口。
1、硬度——指矿物抵抗摩擦或刻划的强度，是 鉴定矿物的重要依据之一。
矿物学上的硬度一般指的是相对硬度—— 摩式硬度。1824年由奥地利矿物学家摩氏 （Mohs）设立的，故又称为摩氏硬度计。
摩氏硬度计——以选出的10种硬度不同的矿 物，按硬度小到硬度大排序，作为测定比较其 他矿物硬度的标准：
矿物。如：石墨（C）、金（Au）。
（2）化合物——是由几种元素化合而成的矿物。
如：黄铁矿（FeS2） 方解石（CaCO3） 石英（SiO2）
2、组成矿物的原子/离子的空间排列型式分为 晶（体）质和非晶质体
晶体（大多数）——内部质点（原子、离子、分 子）呈有规律的排列，在适宜的条件下可形成规则 的几何外形。
如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等
同位素研究是当代倍受重视的国际前沿,地化专业主攻.
3、半衰期：放射性元素蜕变到其原来数量的一半所 需时间.
如: Rb87-Sr87 : 500亿年, Th232-Pb208: 139亿年, U238-Pb206：45亿年, K40-Ar40 :15亿年, U235-Pb207 :7.13亿年, C14-N14 : 5692年
2.正长石 KAlSi3O8 晶体呈短柱状，
绢光泽、蜡状光泽、土状光泽、金刚光泽、 玻璃光泽
金属光泽：方铅矿、黄铁矿
半金属光泽：磁铁矿、黑钨矿
非金属光泽：油脂光泽、珍珠光泽（云母）、黄铁丝绢
矿
光泽（石棉）、蜡状光泽（叶腊石）、土状光泽（高岭
石）、金刚光泽：金刚石、锌闪矿、玻璃光泽：石英、
长石、方解石 石英
金刚 石
高岭石
石绵
4、透明度——指矿物透过可见光的程度。
二、地壳中的元素与克拉克值
克拉克值（地壳元素丰度）——地壳中化 学元素平均含量百分比。
地壳主要元素的克拉克值
氧
O 46.30 钠
硅
Si 28.15 钾
铝
Al 8.23 镁
铁
Fe 5.63 钛
钙
Ca 4.15 氢
Na 2.36 Ka 2.09 Mg 2.33 Ti 0.57 H 0.15
地壳中的化学元素绝大部分是以矿物的 形式存在的，再由矿物有规律地组合而成各 种岩石。地质学就是通过对矿物岩石的分析、 鉴定来认识地壳的物质组成。
以0.03mm厚度为标准，通常在矿物碎片边缘观察。
透明：水晶、冰洲石 一般分为三级 半透明：闪锌矿、辰砂
不透明：黄铁矿、磷铁矿
白水晶
冰洲石
黄铁矿
一般，呈金属色的矿物，其条痕一般为深色、 具金属或半金属光泽、不透明；反之，呈非金 属色的矿物，其条痕一般为浅色、具非金属光 泽，透明度较高。
石英
黄铁矿
三、矿物的力学性质
2、解理——矿物受外力作用后，沿一定方向裂开的性质。
裂开的光滑平面叫解理面。 分为五级：
云萤方石母铅－矿片状
方解石－偏菱 面体
a.极完全解理：云母（一组）
b.完全解理：萤石（四组）、方解石 （三组）、方铅矿（三组）
c.中等解理：辉石（二组）、角闪 石（二组）
d.不完全解理：磷灰石、绿柱石
角石闪英石
岩石（花岗岩）
正长石
斜长石
黑云母
石英
第二节 组成地壳的矿物
一、概念
矿物——由天然产出且具有特定的 化学成分和内部结构构造的均匀固体.
提问：
水,石油,天然气是矿物吗？ 否，它们不是固体
玻璃是矿物吗？ 否，它不是天然产出
煤是矿物吗？
否，它没有一定的化学式
花岗岩是矿物吗？ 否，它不均匀。它是岩石，由长石、 石英和黑云母等物质聚集而成，
金刚石
（1）一向延伸型晶体：柱状、针状、 纤维状等。如：石英、绿柱石、电气 石、石棉等。
（2）二向延展型晶体：板状、片 云母 状等。
如： 云母、重晶石等。
（3）三向等长型晶体：粒状。 如：石榴子石、黄铁矿等。
金刚石
黄铁矿
2.矿物集合体的形状
自然界中绝大多数矿物是以集合体的形态出现，
指的是同种矿物的不规则连生体。 石墨
2、同位素:是中子数不同（原子量不同）的同种元素 的变种。
放射性同位素:主要有 U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等 稳定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1
放射性同位素主要用来测定岩浆岩石的绝对年龄； 稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源。
O 2-
O 2-
Si4+
O 2-
O 2-
1个硅原子和4 个氧原子结合 构成硅氧四面 体，带4个负 电荷：
SiO44-
• 硅氧四面体可与金属阳离子结合，或彼此连接形成 多种晶体结构再与金属阳离子结合，或自行结合（形 成石英）。
链状
硅酸盐矿
层
物的晶体
状
结构
环状 架状
斜长石
正长石
石英
微斜长石
普通辉石
1.石英SiO2 具有规则的几何外形
的晶体，其中无色透明者通常称为水晶； 晶形呈六方柱状，柱面有横纹；颜色很多， 常见者为无色、乳白色；石英常呈斑状或 块状；硬度7；相对密度2.67；晶面上呈 玻璃光泽；无解理，断口呈贝壳状，断口 上呈油脂光泽。石英用途很广，可做玻璃 原材料，制做石英器皿；颜色鲜艳和纯净 无缺陷的水晶可做宝石和光学材料；具压 电性的晶体可用做无线电通讯器材。
摩氏硬度计
1. 滑石
6. 长石
2. 石膏
白瓷板
指甲
7. 石英
3. 方解石
8. 黄玉
铜币
9. 刚玉
4. 萤石
10.金刚石
5. 磷灰石
刀刃/玻璃
经切割的黄玉
（硬度＝8）
经切割的钻石
（金刚石，硬度＝10）
红宝测定的矿物能刻划萤石， 但不能刻划磷灰石，相反却为磷 灰石所刻划，其硬度为多少？ 则其硬度应在4－5之间，因此可定为4.5。
成菱铁矿FeCO3
同质多像: 化学成分相同、但质点的排列方
式不同（结构不同）的现象。将形成不同的 矿物。如：C 金刚石（高压）-石墨（常压）
碳原子
强键
金刚石（C）的晶体结构
碳原子
石墨（C）的晶体结构
强键
弱键
（2）同一矿物、同一晶体结构可以有不同的晶体外 部形态
石英(SiO2)晶体
黄铁矿(FeS2)晶体
（立方体）
（五角十二面体）
第三节 矿物的主要物理性质
• 肉眼鉴定矿物的主要依据
晶体形态 （Crystal shape） 光学性质 力学性质 其它性质
一、矿物的形状
矿物的形状是指矿物的外貌特征，是矿物成 分、晶体构造和生成环境等综合影响的结果。
1.矿物单体的形状
矿物单体的形状是指矿物单个晶体的形状.
自然元素矿物 卤化物矿物 硫化物矿物 氧化物和氢氧化物矿物 含氧酸盐矿物
自然元素矿物
金（Au）、金刚石（C）、 硫（S）、石墨（C）…
金（Au）
硫（S）
金刚石（C）
卤化物矿物
萤石（CaF2）、石盐（NaCl）、 钾盐（KCl）…
萤石（CaF2）
石盐 （NaCl）
硫化物矿物
2、条痕——是矿物在较硬的白色瓷板上刻划后 所留下的粉末颜色。只有硬度比白瓷板软的矿物 才能刻划出条痕。
条痕色与矿物颜色可
赤铁矿
以一致也可以不一致。 可消除杂质等因素的
干扰，比颜色更为可靠 的鉴定标志。是鉴定矿 物的重要依据之一。
3、光泽——是指矿物表面对可见光的反射能力。
分为： 金属光泽 半金属光泽 非金属光泽：油脂光泽、珍珠光泽、丝
黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、 方铅矿（PbS2）…
黄铁矿（FeS2）
方铅矿（PbS2）
氧化物和氢氧化物矿物
赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、 软锰矿（MnO2）、铝土矿（Al2O3•nH2O） 褐铁矿（ Fe2O3 •nH2O）…
F 含氧酸盐矿物
• 硫酸盐矿物：石膏、芒硝、重晶石… • 碳酸盐矿物: 方解石（CaCO3）、白云石