地球化学(第二章 元素的结合规律-2013秋季)

自然金（Au）
•属自然元素大 类—自然金属元素 类—铜族—自然金 种 •特点：金黄色， 条痕黑色，强金属 光泽；硬度较小， 具有延展性，无解 理；很重。
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金刚石（C）
属自然元素大类— 自然非金属元素 类—金刚石族—金 刚石种。 特点：无色，无条 痕，金刚光泽；硬 度极大（是所有矿 物中硬度最大的）， 解理不太发育。晶 体形态常发育八面 体。
石榴子石（Al3Be2[SiO4]3 ）：
石榴子石四角三八面体晶形 理想的四角三八面体
属含氧盐大类—硅酸盐类—岛状 硅酸盐亚类—石榴子石族（根据 具体成分可分为：钙铁榴石种、 镁铝榴石种等等）。
石榴子石不是一个矿物种，而是 一个族。一般要根据成分才能具 体细分到种，我们一般不具体细 分到种而统称石榴子石。
❖ 按照分类的角度和依据不同，主要有V.M. Goldschmidt、 A.E. 费尔斯曼、A. H. 查瓦里茨基的分类。
特点：浅铜黄色， 条痕黑色，金属光 泽；硬度大，无解 理，较重；晶形常 发育立方体、八面 体、五角十二面体。
斜长石（（Ca,Na）Si3AlO8）
斜长石，可见解理面
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属含氧盐大类—硅酸盐 类—架状硅酸盐亚类—长 石族—斜长石亚族。含钙 长石种和钠长石种混合体， 自然界中很少有纯钙长石 或纯钠长石。 钙长石和钠长石混合体统 称斜长石，所以斜长石不 是一个矿物种。
金刚石晶体，可见八面体晶形，晶面上还有生长层纹
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方铅矿（PbS）
属硫化物大类—简 单硫化物类—方铅 矿族—方铅矿种。
特点：铅灰色，条 痕黑色，金属光泽； 硬度中，三组解理 且互相垂直；较重。
方铅矿解理块，三组解理垂直
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黄铁矿（FeS2）
方铅矿解理块，三组解理垂直
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属硫化物大类—复 硫化物类—黄铁矿 族—黄铁矿种。
特点：颜色各种各样，红、黄、 褐、绿、黑都有，决定于成分， 玻璃光泽，条痕无色；硬度大， 无解理；常发育四角三八面体、 菱形十二面体晶形。
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橄榄石（(Mg, Fe)2SiO4）：
橄榄石颗粒，可见贝壳状断口
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属含氧盐大类—硅酸盐 类—岛状硅酸盐亚类— 橄榄石族（根据具体成 分可分为：镁橄榄石种、 铁橄榄石种）。
§2.2 元素的类质同像规律
§2.2.1 类质同像的概念 §2.2.2 类质同像置换的条件和限度 §2.2.3 类质同像的规律
§2.3 过渡元素的结合规律
§2.3.1 过渡元素的电子层及晶体场理论概要 §2.3.2 过渡元素的结合规律
§2.4 元素的地球化学分类
§2.4.1 戈尔德施密特的元素地球化学分类 §2.4.2 查瓦里茨基的元素地球化学分类 §2.4.3 元素的地球化学亲合性分类
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§2.1.1 元素的地球化学分类
❖ 在各种地球化学作用中，无论是地球的原始分异，还是成 岩成矿过程，由于物理化学条件的不同和元素化学行为的 差异，形成了不同的元素共生组合。
❖ 元素地球化学分类是指在元素周期表的基础上，结合元素 的自然组合及各种地球化学特征，对化学元素进一步的分 类。它反映了化学元素在自然界的分布规律及其相互间的 共生组合特征与其原子结构的密切关系。
特点：白色、灰白色，玻 璃光泽，条痕无色；硬度 大，两组解理近于垂直。
黑云母（NaFe3[Si3AlO10]OH2）：
黑云母极完全解理片
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属含氧盐大类—硅酸 盐类—层状硅酸盐亚 类—云母族—黑云母 亚族—黑云母种。
特点：棕黑色，无条 痕；硬度中或小，一 组极完全解理（能裂 开成一片一片的）， 解理面上可见珍珠光 泽（由解理片对光折 射、反射产生的一种 特殊光泽）。
第二章 元素的结合规律
本章重点
讨论元素分配的晶体化学控制问题 重点根据几种键模型 分类叙述元素在地壳中相互结合规律
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内容提要
§2.1 元素的地球化学亲合性
§2.1.1 元素的地球化学分类 §2.1.2 晶体化学基础 §2.1.3 元素的亲氧、亲硫性质 §2.1.4 氟、氯化合物的结合规律 §2.1.5 元素结合规律的物理化学环境控制
含氧盐大类（含硅酸盐类、碳酸盐类……）、卤化物大类。 • 对矿物的分类还有以下通俗的方法：
– 1、根据矿物的物理性质分为金属矿物、非金属矿物：自然元素矿物、硫 化物矿物和部分氧化物矿物是金属矿物，而含氧盐和部分氧化物矿物为 非金属矿物。
– 2、根据矿物在地球上的含量多少分为稀有矿物、常见矿物（或称造岩矿 物）：地球上含量最多的是硅酸盐矿物，其次是碳酸盐矿物，所以通常 将硅酸盐、碳酸盐矿物称为常见矿物或造岩矿物（意指它们是常见岩石 中的主要矿物），而在地球上含量很少的矿物，如自然金、金刚石和一 些含稀土元素的矿物就被称为稀有矿物和稀有元素矿物。
– 再次，它们是岩石和矿石的基本组成单 位，意思是：任意一块石头，你将它打 碎、磨细，再细小的颗粒也是某种矿物， 不可能再细分了。
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矿物分类
• “晶体化学分类体系”，该分类体系的依据是：综合考虑矿物的化学 成分和晶体结构。该分类体系共有7个分类级别：
• 大类----类----（亚类）----族----（亚族）----种---（亚种） • 大类共分为6个：自然元素大类、硫化物大类、氧化物氢氧化物大类、
橄榄石不是一个矿物种， 而是一个族。一般要根 据成分才能具体细分到 种，我们一般不具体细 分到种而统称橄榄石。
特点：橄榄绿色，玻璃 光泽，条痕无色；硬度 大，无解理，有贝壳状 断口；很难发育晶面。
方解石（CaCO3）
属含氧盐大类—碳酸盐类—方 解石族—方解石种。 特点：无色、白色，条痕白色； 硬度中，三组解理不垂直；滴 HCl起泡。晶体形态各种各样， 有尖锥状、柱状、片状等。
方解石尖锥状晶体集合体
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矿物概念
• 概念：在地球上通过地质作用形成的、 具有相对稳定化学成分和内部结构的单 质或化合物，它们是岩石和矿石的基本 组成单位。
• 含Baidu Nhomakorabea：
– 矿物必须是在地质作用形成的物体，如 果是在实验室合成的，就不能算是矿物；
– 其次，同种矿物的化学成分和内部结构 是相对固定不变的，不同的矿物之间它 们的化学成分和内部结构就肯定不同， 这样才能区分不同矿物“种”，另外， 它们的内部结构就是指晶体结构，所以 矿物都应该是晶体；