礦物與巖石學習教案

1、會計學1礦物礦物(kungw)與巖石與巖石第一頁，共56頁。同位素：具有不同原子量的同種元素的變種稱為。放射性同位素：具有放射性的同位素，稱為放射性同位素。穩(wěn)定同位素：不具有放射性的同位素，稱為穩(wěn)定同位素。半衰期：放射性元素蛻變到它原來數量(shling)的一半所需的時間。第1頁/共56頁第二頁，共56頁。二、克拉克值 美國克拉克最早估算地殼(dqio)中元素的平均含量，鑒于他在這項工作中的貢獻，國標上決定把元素在地殼(dqio)中的重量百分含量，稱為克拉克值(地殼(dqio)元素豐 度)。 O，Si，Al，Fe，Ca，Na，K，Mg，Ti，H 等10種元素占地殼(dqio)總重量99.96%

2、，其中O，Si，Al，Fe占88.31%。 第2頁/共56頁第三頁，共56頁。 克 拉 克 值 大 小 有 時 能 反 映(fnyng)元素在地殼中局部富集，如Fe， Al等。 但有時不能反映(fnyng)，如鋯克拉克值比鉛大12倍，鈦比鋅大120倍，實際上卻常有鉛鋅礦，而鋯鈦較分散，不易集中成礦體。故元素富集除克拉克值外，還與元素地球化學性質及地質作用有關。第3頁/共56頁第四頁，共56頁。礦物：是由天然產出且具有特定的礦物：是由天然產出且具有特定的（但一般并非固定的）化學成分和（但一般并非固定的）化學成分和內部內部(nib)(nib)晶體結構的均勻固體，晶體結構的均勻固體，通常由無機作用所

3、形成。它們在一通常由無機作用所形成。它們在一定的物理化學條件范圍內穩(wěn)定，是定的物理化學條件范圍內穩(wěn)定，是組成巖石和礦石的基本單元。組成巖石和礦石的基本單元。 一、礦物(kungw)的定義第4頁/共56頁第五頁，共56頁。1 1礦物是天然產出的，是地殼中礦物是天然產出的，是地殼中各種地質作用的產物各種地質作用的產物(chnw)(chnw)。實驗室。實驗室制造的物質，如人造金剛石、人造水晶制造的物質，如人造金剛石、人造水晶等，通常叫人造礦物等，通常叫人造礦物 。2 2礦物具有一定的化學成分礦物具有一定的化學成分( (如如石英石英SiO2SiO2，石墨，石墨C C，金剛石，金剛石C C等等) )和一

4、定和一定的內部結構，并可用化學式表達，從而的內部結構，并可用化學式表達，從而也有一定的形態(tài)、物理和化學性質也有一定的形態(tài)、物理和化學性質. . 3.3.礦物是均勻的固體。礦物是均勻的固體。 第5頁/共56頁第六頁，共56頁。 4. 4. 任何一種礦物都只在一定的地任何一種礦物都只在一定的地質條件下才是相對穩(wěn)定的，當外界條質條件下才是相對穩(wěn)定的，當外界條件改變至一定程度件改變至一定程度(chngd)(chngd)時，其時，其成分、結構就要發(fā)生變化，同時生成成分、結構就要發(fā)生變化，同時生成適應新環(huán)境的新礦物。如黃鐵礦與空適應新環(huán)境的新礦物。如黃鐵礦與空氣、水分接觸，就要發(fā)生變化，生成氣、水分接觸，

5、就要發(fā)生變化，生成褐鐵礦褐鐵礦( (鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物) )。第6頁/共56頁第七頁，共56頁。 5. 5. 部分學者對礦物的定義：部分學者對礦物的定義： 他們認為大多數礦物以固態(tài)產出他們認為大多數礦物以固態(tài)產出( (如長石、巖鹽如長石、巖鹽) )，但也可以呈液態(tài)，但也可以呈液態(tài)( (如如水、石油、水銀水、石油、水銀) )或氣態(tài)或氣態(tài)( (如火山蒸氣如火山蒸氣中的中的CO2CO2、水蒸氣和天然氣等、水蒸氣和天然氣等) )形態(tài)形態(tài)(xngti)(xngti)產出或膠態(tài)產出產出或膠態(tài)產出( (蛋白石蛋白石) )。冰也是礦物。礦物多為無機物，但也冰也是礦物。礦物多為無機物，但也有若干有機物，如

6、甲烷等。有若干有機物，如甲烷等。 第7頁/共56頁第八頁，共56頁。二、晶體與非晶質體 1晶體:內部質點(zhdin)(原子、離子、分子、離子團)在三維空間有規(guī)律重復排列(即有序排列)的固體。晶體中各質點(zhdin)間的結合力就是化學鍵，包括離子鍵、共價鍵、金屬鍵。此外，還有分子間的引力。 第8頁/共56頁第九頁，共56頁。(1)晶體結構:由于(yuy)質點呈有序排列，晶體內部就具有格子狀結構。格子狀結構，根據各質點之間聯線的長度及夾角即空間排列方式的差異，有七種不同的形狀，它們歸屬于按晶體的對稱特點所劃分的三個晶族，七個晶系。 第9頁/共56頁第十頁，共56頁。(2)不同晶體，其質點的種類

7、不同，質點的排列方式和間距(jin j)不同，因而具有不同的晶體結構。 (3)同質多像：相同化學成分的物質在不同的地質條件(如T，P)下可以形成不同的晶體結構，從而成為不同的礦物。如碳原子可以形成金剛石或石墨，它們的性質極不相同，金剛石是無色透明的最硬的礦物，石墨是黑色不透明的最軟礦物。 第10頁/共56頁第十一頁，共56頁。（4）類質同像：礦物晶體結構中的某種原子或離子可以部分地被性質相似的它種原子或離子替代而不破壞(phui)其晶體結構，此種現象稱為類質同像。如橄欖石(Mg，Fe)2SiO4中Mg+與Fe+就是質同像替代關系。鈉長石NaAlSi3O8和鉀長石KAlSi3O8在高溫時可以形成

8、類質同像混晶，低溫分解成條紋長石，斜長石(鈉長石，鈣長石)。第11頁/共56頁第十二頁，共56頁。(5)由于內部質點排列規(guī)則，故在生長條件良好(速度緩慢且有足夠生長空間)的情況下，它們能長成規(guī)則的幾何多面體外形。 包圍晶體的平面稱晶面。 幾何多面體的外形就是格子構造在宏觀上的反映。如石鹽NaCl常呈立方體，白云石CaMg(CO3)2常呈菱面體，磁鐵 礦 F e 3 O 4 呈 八 面 體 ； 它 們 分 別(fnbi)由六個正方形的晶面，6個菱形的晶面，8個等邊三角形的晶面構成的。第12頁/共56頁第十三頁，共56頁。 多數礦物晶體是由幾何形狀和大小不同的晶面聚合而成的。如普通角閃石、普通輝石

9、。 由于生長條件不好，多數晶體的晶面發(fā)育不完整，或很不完整，從而形成外形不規(guī)則的晶粒(晶體)。晶粒大小不一，較粗的用肉眼(ruyn)或放大鏡就可以看出來，巖石中微細的晶粒則要通過顯微鏡才能分辨出來。 第13頁/共56頁第十四頁，共56頁。2非晶質體：通常是指內部質點既不呈規(guī)則排列(無格子狀構造)，也無幾何多面體外形的固體。由膠體粒子(一個膠體粒子包括一個或多個(du )分子)凝聚而成的膠凝體就屬于非晶體，如蛋白石SiO2。nH2O；由火山噴發(fā)出來的部分物質因冷凝極快，不能結晶，也屬于非晶質體(常稱其為玻璃質)。第14頁/共56頁第十五頁，共56頁。三、晶體的性質 1具有(jyu)最小內能，具穩(wěn)

10、定性、均一性(比重等)、異向性、對稱性、自限性(幾何形態(tài))。 2根據單個晶體的對稱要素(對稱面、對稱軸、對稱中心)不同，即其對稱程度不同可將晶體進行分類，分三大晶族，七個晶系。第15頁/共56頁第十六頁，共56頁。一、礦物的形態(tài) 礦物的形態(tài)即礦物的單體及集合體的形狀。具有一定成分(chng fn)和內部結構的礦物具有一定的晶體形態(tài)特征，因此在礦物鑒定上具有重要意義。另外，礦物的形態(tài)也受生長環(huán)境的影響,因此,它又具有成因上的意義。第16頁/共56頁第十七頁，共56頁。1礦物的單體形態(tài) 在相同條件下生長的同種晶粒，總是趨向于形成某種特定(tdng)的晶形和形態(tài)特征，這就是礦物晶體的結晶習性。如石英

11、晶體呈柱狀，云母是片狀、板狀，石鹽、黃鐵礦呈粒狀晶體等。第17頁/共56頁第十八頁，共56頁。 分為三類： 一向(yxing)延伸呈柱狀、針狀、纖維狀 等，如石英、角閃石. 二向延展呈片狀、板狀， 如石墨、云母. 三向等長(等軸狀)呈粒狀(立方體、八面體)，如石榴石、黃鐵礦、磁鐵礦。第18頁/共56頁第十九頁，共56頁。礦物(kungw)單體的形態(tài)第19頁/共56頁第二十頁，共56頁。 2礦物集合體的形態(tài)(xngti) 同種礦物的多個單晶聚集在一起成群產出，即構成集合體。 A常見的礦物集合體的形態(tài)(xngti) (1)纖維狀、毛發(fā)狀、柱狀、放射狀 ； 2)鱗片狀、片狀；第20頁/共56頁第二十

12、一頁，共56頁。 (3)粒狀(顯晶質集合體，肉眼能分清顆粒(kl)界限) (4)塊狀(肉眼或放大鏡難以辨認顆粒(kl)邊界)，塊狀集合體中堅實者稱為致密塊狀集合體， 疏松者稱為土狀。第21頁/共56頁第二十二頁，共56頁。B.特殊形態(tài)的集合體（1）晶簇(同一基底向外生長)：巖石(ynsh)的空洞或裂隙中，良好的生長條件，晶形完好成群產出。（2）鮞狀或豆狀：園球狀集合體，內部具同心層狀， 1cm；杏仁體-直徑7） 硬度的大小主要由礦物內部質點聯結力的強弱(qin ru)決定。在肉眼鑒定中，主要指礦物抵抗外力刻劃的能力。第37頁/共56頁第三十八頁，共56頁。 (2)解理：礦物受力后沿一定方向規(guī)則

13、裂開(li ki)成光滑面的性質叫解理。裂開(li ki)面稱解理面。云母一個方向，方解石三個方向。 極完全解理：云母； 完全解理：方解石、方鉛礦 中等解理：長石； 不完全解理：磷灰石第38頁/共56頁第三十九頁，共56頁。方解石的解理(ji l)云母(ynm)的解理顯微鏡下觀察(gunch)角閃石的解理第39頁/共56頁第四十頁，共56頁。 (3)斷口：受力后不沿一定方向裂開，而破裂成不規(guī)則的破裂面。 解理不完全，則斷口愈顯著(xinzh)。 貝殼狀斷口-石英； 參差狀斷口-黃鐵礦； 平坦狀斷口-塊狀高嶺土。第40頁/共56頁第四十一頁，共56頁。水晶水晶(shujng)(shujng)上的

14、貝殼狀上的貝殼狀斷口斷口 第41頁/共56頁第四十二頁，共56頁。(4)彈性及撓性： 礦物受力后發(fā)生彎曲而不斷裂，外力消除后，又能恢復原狀的性質叫彈性。外力消除后，不再(b zi)恢復原狀的性質叫礦物的撓性。 云母具彈性； 輝鉬礦具撓性。(5)密度：礦物的質量與其體積之比值(bzh)。比重：與相同體積水之重量比。按相對密度或比重將礦物分為三級：第42頁/共56頁第四十三頁，共56頁。輕-比重(bzhng)小于2.5，如石墨； 中等-比重(bzhng)2.5-4，如石英、方解石；重-比重(bzhng)大于4，如重晶石、磁鐵礦四、礦物的其它性質(xngzh) 磁性(磁鐵礦)、放射性、吸水性等。第4

15、3頁/共56頁第四十四頁，共56頁。第四節(jié)第四節(jié) 幾種常見礦物幾種常見礦物(kungw)(kungw)的的特征特征 礦物礦物(kungw)(kungw)分類，分類，7 7大類：大類：自然元素類，硫化物類，氧化物類自然元素類，硫化物類，氧化物類，氫氧化物類，鹵化物類，含氧鹽，氫氧化物類，鹵化物類，含氧鹽類，硅酸鹽類。類，硅酸鹽類。第44頁/共56頁第四十五頁，共56頁。石膏、赤鐵礦、褐鐵礦、粘土礦物、白云石、方解石、蛋白石、螢石、磷灰石、石英、白云母、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、正長石、黑云母、斜長石、角閃石、輝石(hu sh)、橄欖石、石榴子石、綠簾石紅柱石、夕線石、綠泥石、高嶺石

16、、陽起石、藍晶石十字石、透輝石(hu sh)、硅灰石、石墨第45頁/共56頁第四十六頁，共56頁。硅酸鹽礦物硅酸鹽礦物 ：為金屬陽離子與硅酸根化：為金屬陽離子與硅酸根化合而成的鹽類礦物。合而成的鹽類礦物。硅氧四面體是一切硅酸鹽礦物都具有的硅氧四面體是一切硅酸鹽礦物都具有的基本結構單位。其特點是每一個硅的周基本結構單位。其特點是每一個硅的周圍有四個氧。圍有四個氧。 石英、鉀長石、斜長石、云母石英、鉀長石、斜長石、云母(ynm)(ynm)、角閃石、輝石、橄欖石是七種、角閃石、輝石、橄欖石是七種最主要的硅酸鹽礦物最主要的硅酸鹽礦物 。第46頁/共56頁第四十七頁，共56頁。第47頁/共56頁第四十八頁，共56頁。第48頁/共56頁第四十九頁，共56頁。第49頁/共56頁第五十頁，共56頁。第50頁/共56頁第五十一頁，共56頁。第51頁/共56頁第五十二頁，共56頁?？兹甘忤F礦重晶石硬石膏第52頁/共56頁第五十三頁，共56頁。第53頁/共56頁第五十四頁，共56頁。第四節(jié)第四節(jié) 巖石巖石 巖石為在地質作用下所形成巖石為在地質作用下所形成的礦物的集合體的礦物的