礦石學(xué)第二篇礦物各論

1、2022-6-51 第二篇 礦物各論2022-6-52第一章第一章 礦物的分類礦物的分類化學(xué)成分分類：化學(xué)成分分類：以化學(xué)成分為依據(jù)；以化學(xué)成分為依據(jù)；地球化學(xué)分類：地球化學(xué)分類：以元素的地球化學(xué)特征為以元素的地球化學(xué)特征為依據(jù)；依據(jù)；成因分類：成因分類：以礦物成因為依據(jù)；以礦物成因為依據(jù)；工業(yè)分類：工業(yè)分類：從工業(yè)應(yīng)用的角度對礦物進行從工業(yè)應(yīng)用的角度對礦物進行分類；分類；晶體化學(xué)分類：晶體化學(xué)分類：既考慮到礦物的化學(xué)組成既考慮到礦物的化學(xué)組成的特點，也考慮到晶體結(jié)構(gòu)的特點進行分類。的特點，也考慮到晶體結(jié)構(gòu)的特點進行分類。 2022-6-531 1 礦物的工業(yè)分類礦物的工業(yè)分類u工業(yè)上一般分為

2、金屬礦物和非金屬礦物兩大類，但根據(jù)礦物的不同性質(zhì)和用途，又將工業(yè)礦物作了具體的劃分： 1.1.金屬礦物類金屬礦物類 1)鋼鐵基本原料金屬礦物(也稱黑色金屬礦物) 2)有色金屬礦物 3)貴金屬礦物 4)稀有金屬礦物 5)分散元素 6)放射性金屬礦物2022-6-542.2.非金屬礦物類非金屬礦物類1)冶金輔助原料非金屬礦物2)化工原料非金屬礦物3)特種非金屬礦物4)建筑材料及其它非金屬礦物2022-6-552 2 礦物的成因分類礦物的成因分類1.1.內(nèi)生成因礦物：內(nèi)生成因礦物：這類礦物的形成主要與這類礦物的形成主要與巖漿活動有關(guān)。巖漿活動有關(guān)。 1)1)巖漿型礦物：巖漿型礦物：主要產(chǎn)在巖漿巖型礦

3、床中；2)2)偉晶型礦物：偉晶型礦物：主要出現(xiàn)在偉晶巖型礦床中；3)3)氣成熱液型礦物：氣成熱液型礦物：主要產(chǎn)在氣成熱液礦床中。2022-6-562.2.外生成因礦物外生成因礦物：主要是在外生地質(zhì)主要是在外生地質(zhì)作用下作用下( (如風(fēng)化、沉積作用如風(fēng)化、沉積作用) )形成的，形成的，根據(jù)作用條件的不同，又分為：根據(jù)作用條件的不同，又分為：1)1)風(fēng)化型礦物：風(fēng)化型礦物：由風(fēng)化作用后形成；2)2)沉積型礦物：沉積型礦物：機械沉積作用形成。2022-6-573.3.變質(zhì)成因礦物：變質(zhì)成因礦物：形成于變質(zhì)作用。形成于變質(zhì)作用。 1)1)接觸變質(zhì)型礦物：接觸變質(zhì)型礦物：礦石礦物如石墨、磷灰石、磁鐵礦、

4、赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦等；2)2)區(qū)域變質(zhì)型礦物：區(qū)域變質(zhì)型礦物：礦石礦物如磁鐵礦、赤鐵礦、硬錳礦、褐錳礦等。 2022-6-583 3 礦物的晶體化學(xué)分類礦物的晶體化學(xué)分類是以礦物的是以礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造為依為依據(jù)的分類方法據(jù)的分類方法 。分類原則：根據(jù)化學(xué)組成的基本類分類原則：根據(jù)化學(xué)組成的基本類型，將礦物分為型，將礦物分為五個大類五個大類。2022-6-591.1.自然元素礦物：自然元素礦物：這類礦物主要是單質(zhì)元素金屬礦物，其次為金屬的互化物和少量非金屬自然元素礦物。金屬及金屬互化物為金屬鍵結(jié)合，非金屬元素礦物為共價鍵或帶金屬鍵或分子鍵結(jié)合。2.2.硫化物及其類似

5、化合物礦物：硫化物及其類似化合物礦物：這類礦物具有離子鍵向金屬鍵過渡并帶有某些共價鍵性質(zhì)，陰離子的化學(xué)成分主要為硫離子。3.3.含氧鹽礦物：含氧鹽礦物：是金屬陽離子與各種含氧的絡(luò)陰離子所組成的化合物。化學(xué)鍵主要為離子鍵，但有向共價鍵過渡的某些特性。4.4.氧化物和氫氧化物礦物：氧化物和氫氧化物礦物：是金屬與氧或氫氧根所組成的化合物?；瘜W(xué)鍵主要為離子鍵，某些礦物具有共價鍵或分子鍵的特性。5.5.鹵化物礦物：鹵化物礦物：這類礦物是金屬與氟、氯、溴、碘的化合物?；瘜W(xué)鍵具典型的離子鍵。2022-6-510u大類以下，根據(jù)陰離子（包括絡(luò)陰離子）的種類分為類類，有時在類以下根據(jù)絡(luò)陰離子再分為亞類亞類，如硅

6、酸鹽。u類以及亞類以下，一般根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)型和陽離子性質(zhì)分為族族，有時在族以下根據(jù)陽離子種類分為亞族亞族。u族之下根據(jù)一定晶體結(jié)構(gòu)和一定化學(xué)成分分為種種，有時在完全類質(zhì)同象系列中，根據(jù)其所含端元組分的比例劃分種為幾個亞種亞種，對晶體結(jié)構(gòu)相同，成分或物性稍異的則歸為變種變種或異種異種。2022-6-511礦物族礦物族的概念一般是指化學(xué)組成類似并且晶體結(jié)構(gòu)類型相同的一組礦物。但是為了便于說明某些礦物之間的聯(lián)系，有時我們也把同質(zhì)多象變體歸之于同一個族。 礦物分類的基本單位是種種。所謂“種種”，是指具有一定的化學(xué)組成和一定的晶體結(jié)構(gòu)的獨立單位。這里的“一定”有相對意義，由于類質(zhì)同象代換，它們可以在一定范

7、圍內(nèi)發(fā)生變化。對于同質(zhì)多象變體而言，同一物質(zhì)的不同變體雖然化學(xué)組成相同，但它們的晶體結(jié)構(gòu)有明顯的差別，因而應(yīng)區(qū)別為不同的礦物種。亞種亞種（亦稱變種變種或異種異種）是指：同屬于一個種的礦物，但在化學(xué)組成、物理性質(zhì)等方面有一定程度的變異者。 2022-6-512具體分類方案第一大類第一大類 自然元素礦物自然元素礦物 第二大類第二大類 硫化物及其類似化合物硫化物及其類似化合物第一類第一類 單硫化物及其類似化合物單硫化物及其類似化合物第二類第二類 雙硫化物及其類似化合物雙硫化物及其類似化合物第三類第三類 硫鹽硫鹽第三大類第三大類 鹵素化合物鹵素化合物第一類第一類 氟化物氟化物第二類第二類 氯化物氯化物

8、第四大類第四大類 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物第一類第一類 簡單氧化物簡單氧化物第二類第二類 復(fù)雜氧化物復(fù)雜氧化物第三類第三類 氫氧化物氫氧化物第五大類第五大類 含氧鹽含氧鹽第一類第一類 硝酸鹽硝酸鹽第二類第二類 碳酸鹽碳酸鹽第三類第三類 硫酸鹽硫酸鹽第四類第四類 鉻酸鹽鉻酸鹽第五類第五類 鎢酸鹽和鉬酸鹽鎢酸鹽和鉬酸鹽第六類第六類 磷酸鹽、砷酸鹽磷酸鹽、砷酸鹽 和釩酸鹽和釩酸鹽第七類第七類 硅酸鹽硅酸鹽第一亞類第一亞類 島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽 第二亞類第二亞類 環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽 第三亞類第三亞類 鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽 第四亞類第四亞類 層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

9、 第五亞類第五亞類 架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽第八類第八類 硼酸鹽硼酸鹽2022-6-513第二章第二章 自然元素礦物自然元素礦物 自然元素礦物共約有四十種，約占地殼總重量的0.1%，是數(shù)量最少的一個大類。 自然元素礦物可以分為三類： 第一類為金屬元素，如金、銀、銅； 第二類為半金屬元素，如砷，銻； 第三類為非金屬元素，如石墨、金剛石和硫。 2022-6-5141.1.晶體化學(xué)和物理性質(zhì)晶體化學(xué)和物理性質(zhì)u本大類礦物的晶格構(gòu)造有三種類型：金屬晶格、本大類礦物的晶格構(gòu)造有三種類型：金屬晶格、原子晶格和分子晶格。原子晶格和分子晶格。金屬晶格礦物：金屬晶格礦物：質(zhì)點半徑大，質(zhì)點之間以典型的金屬質(zhì)點

10、半徑大，質(zhì)點之間以典型的金屬鍵結(jié)合，質(zhì)點之間排列緊密，連接力無方向性，所以這類鍵結(jié)合，質(zhì)點之間排列緊密，連接力無方向性，所以這類礦物具有金屬性質(zhì)，解理不發(fā)育，礦物比重大。礦物具有金屬性質(zhì)，解理不發(fā)育，礦物比重大。原子晶格礦物：原子晶格礦物：礦物內(nèi)部質(zhì)點以共價鍵聯(lián)系，礦物具礦物內(nèi)部質(zhì)點以共價鍵聯(lián)系，礦物具金剛光澤、色淺、透明，硬度高、熔點高和不導(dǎo)電等特性。金剛光澤、色淺、透明，硬度高、熔點高和不導(dǎo)電等特性。分子晶格礦物：分子晶格礦物：這類礦物由于分子內(nèi)的質(zhì)點以共價鍵這類礦物由于分子內(nèi)的質(zhì)點以共價鍵結(jié)合，分子之間是以很弱的分子鍵維系著，因此礦物一般結(jié)合，分子之間是以很弱的分子鍵維系著，因此礦物一般

11、具有硬度低、比重小、熔點低，以及導(dǎo)電、傳熱性能差等具有硬度低、比重小、熔點低，以及導(dǎo)電、傳熱性能差等特性。特性。2022-6-5152.2.產(chǎn)狀產(chǎn)狀u主要形成于內(nèi)生成礦作用，但是各種礦物的具體主要形成于內(nèi)生成礦作用，但是各種礦物的具體產(chǎn)出特點卻很不相同。例如鉑族元素和金剛石，產(chǎn)出特點卻很不相同。例如鉑族元素和金剛石，均產(chǎn)在超基性巖石中；自然金、銀、鉍等常見于均產(chǎn)在超基性巖石中；自然金、銀、鉍等常見于各類熱液礦床；石墨多產(chǎn)在巖漿礦床、接觸變質(zhì)各類熱液礦床；石墨多產(chǎn)在巖漿礦床、接觸變質(zhì)礦床。礦床。 自然銀自然銀SILVERSILVER 金金GOLDGOLD 2022-6-516第三章第三章 硫化物

12、及其類似化合物硫化物及其類似化合物硫化物是硫與金屬、半金屬元素結(jié)合而硫化物是硫與金屬、半金屬元素結(jié)合而成的天然化合物。也包括金屬與硒、碲、成的天然化合物。也包括金屬與硒、碲、砷、銻等的化合物，總數(shù)約砷、銻等的化合物，總數(shù)約350350種，重量種，重量約占地殼總重量的約占地殼總重量的0.15%0.15%。該大類礦物是有色金屬（銅、鉛、鋅、該大類礦物是有色金屬（銅、鉛、鋅、銻、汞、鎳、鈷等）的主要來源，所以銻、汞、鎳、鈷等）的主要來源，所以工業(yè)上具重大意義。工業(yè)上具重大意義。 2022-6-5171.1.晶體化學(xué)特點晶體化學(xué)特點 u硫化物的化學(xué)組成中，陰離子主要為硫化物的化學(xué)組成中，陰離子主要為S

13、 S，其次是與硫性質(zhì)，其次是與硫性質(zhì)相似的相似的SeSe、TeTe、AsAs、SbSb等。陽離子主要為離子半徑小、原等。陽離子主要為離子半徑小、原子量大、電價較高、極化能力強的銅型元素，如子量大、電價較高、極化能力強的銅型元素，如CuCu、PbPb、ZnZn、AgAg、CdCd、AuAu、BiBi、HgHg等，其次是過渡型如等，其次是過渡型如MnMn、FeFe、CoCo、NiNi、MoMo、PtPt等和半金屬元素等和半金屬元素AsAs、SbSb。u這類礦物中的類質(zhì)同象廣泛，但由于這類礦物中的類質(zhì)同象廣泛，但由于S S2 2等陰離子較易受等陰離子較易受極化的影響，不同類型的陽離子極化力不同，與硫

14、形成化極化的影響，不同類型的陽離子極化力不同，與硫形成化合物的晶格類型差異就大，因此在硫化物中只有銅型離子合物的晶格類型差異就大，因此在硫化物中只有銅型離子易于發(fā)生類質(zhì)同象，過渡型離子只能有限地替換。易于發(fā)生類質(zhì)同象，過渡型離子只能有限地替換。u硫化物礦物屬于離子化合物，但陽離子半徑較小，電荷較硫化物礦物屬于離子化合物，但陽離子半徑較小，電荷較高，極化力強，而陰離子半徑大，易于極化，因此使化學(xué)高，極化力強，而陰離子半徑大，易于極化，因此使化學(xué)鍵類型發(fā)生變化。由于極化程度的差異，有的硫化物有向鍵類型發(fā)生變化。由于極化程度的差異，有的硫化物有向金屬鍵過渡性質(zhì)（如方鉛礦、黃銅礦等），有的礦物有向金屬

15、鍵過渡性質(zhì)（如方鉛礦、黃銅礦等），有的礦物有向共價鍵過渡性質(zhì)（如閃鋅礦、辰砂等）。共價鍵過渡性質(zhì)（如閃鋅礦、辰砂等）。2022-6-5182.2.物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)u多數(shù)硫化物均具金屬特性，因此礦物具有金屬色和金屬光多數(shù)硫化物均具金屬特性，因此礦物具有金屬色和金屬光澤，不透明，條痕色較深。部分硫化物顏色較淺，條痕色澤，不透明，條痕色較深。部分硫化物顏色較淺，條痕色較淡，而帶金剛光澤，半透明。但該大類沒有玻璃光澤的較淡，而帶金剛光澤，半透明。但該大類沒有玻璃光澤的礦物。多數(shù)硫化物的比重大、硬度低為硫化物的另一特性。礦物。多數(shù)硫化物的比重大、硬度低為硫化物的另一特性。此外，一般硫

16、化物具導(dǎo)電、導(dǎo)熱性并多具脆性。此外，一般硫化物具導(dǎo)電、導(dǎo)熱性并多具脆性。u硫化物在水中的溶解度很低，這是由于晶格鍵型的變化，硫化物在水中的溶解度很低，這是由于晶格鍵型的變化，其質(zhì)點已不再是典型的帶正負電荷的離子，質(zhì)點和具有極其質(zhì)點已不再是典型的帶正負電荷的離子，質(zhì)點和具有極性的水分子間的作用遠遠小于帶正負電荷的離子的緣故。性的水分子間的作用遠遠小于帶正負電荷的離子的緣故。然而，硫化物卻易遭氧化而分解，原因在于其陰離子硫然而，硫化物卻易遭氧化而分解，原因在于其陰離子硫（硒、碲、砷等）在氧化環(huán)境中易改變電價，形成硫酸鹽。（硒、碲、砷等）在氧化環(huán)境中易改變電價，形成硫酸鹽。2022-6-5193.3

17、.產(chǎn)狀產(chǎn)狀u硫化物絕大部分屬于中低溫?zé)嵋旱V床和接觸交代礦床產(chǎn)物，硫化物絕大部分屬于中低溫?zé)嵋旱V床和接觸交代礦床產(chǎn)物，少數(shù)屬于巖漿成礦作用和外生風(fēng)化作用產(chǎn)物。銅、鉛鋅、少數(shù)屬于巖漿成礦作用和外生風(fēng)化作用產(chǎn)物。銅、鉛鋅、鐵、鈷、鎳等硫化物常緊密共生，這是本大類礦物在產(chǎn)狀鐵、鈷、鎳等硫化物常緊密共生，這是本大類礦物在產(chǎn)狀上的最大特點。其次由于硫化物易于氧化分解，原生金屬上的最大特點。其次由于硫化物易于氧化分解，原生金屬硫化物氧化后在地表常形成一些鐵帽，形成次生的金屬氧硫化物氧化后在地表常形成一些鐵帽，形成次生的金屬氧化物、硫酸鹽及碳酸鹽等，同時在氧化帶的下部易形成次化物、硫酸鹽及碳酸鹽等，同時在氧化

18、帶的下部易形成次生金屬硫化物的富集帶。生金屬硫化物的富集帶。 2022-6-5204.4.分類分類u本大類礦物按陰離子的特點分為以下三大類：本大類礦物按陰離子的特點分為以下三大類： 1 1、簡單硫化物類、簡單硫化物類 即陰離子為簡單的即陰離子為簡單的S S2 2、SeSe2 2、TeTe2 2、AsAs3 3與金屬陽離子結(jié)合而成的化合物。如方鉛礦、閃鋅礦、與金屬陽離子結(jié)合而成的化合物。如方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等。黃銅礦等。 2 2、對硫化物類、對硫化物類 即復(fù)硫化物或二硫化物，它是對陰離子即復(fù)硫化物或二硫化物，它是對陰離子SS2 2 2 2、SeSe2 2 2 2、AsAs2 2 2 2、As

19、SAsS2-2-等與金屬陽離子結(jié)合等與金屬陽離子結(jié)合而成的化合物。而成的化合物。S22S22稱偶陰離子團，是由兩個原子以稱偶陰離子團，是由兩個原子以共價鍵結(jié)合組成的陰離子團。如黃鐵礦共價鍵結(jié)合組成的陰離子團。如黃鐵礦FeS2FeS2、毒砂、毒砂FeAsSFeAsS 3 3、含硫鹽類、含硫鹽類 是是S S與半金屬元素與半金屬元素AsAs、SbSb、BiBi結(jié)合形成較復(fù)結(jié)合形成較復(fù)雜的絡(luò)陰離子團如雜的絡(luò)陰離子團如SbSSbS3 3 3 3、AsSAsS3 3 3 3，再與金屬陽離子，再與金屬陽離子結(jié)合形成的化合物。例如黝銅礦結(jié)合形成的化合物。例如黝銅礦CuCu1212SbSb4 4S S1313

20、。2022-6-521第四章第四章 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 是金屬和非金屬的陽離子與陰離子是金屬和非金屬的陽離子與陰離子O O2 2和和OHOH1 1相結(jié)合的化合物，如石英、鋁土礦相結(jié)合的化合物，如石英、鋁土礦等，是地殼的重要組成礦物，化合物有等，是地殼的重要組成礦物，化合物有200200多種，約占地殼總重量的多種，約占地殼總重量的1717，其中，其中以以SiOSiO2 2分布最廣，約占分布最廣，約占12.6%12.6%左右。左右。 2022-6-5221.1.晶體化學(xué)特點晶體化學(xué)特點u組成氧化物和氫氧化物的陰離子為組成氧化物和氫氧化物的陰離子為O O2 2和和OHOH1 1，因此，

21、陽，因此，陽離子主要為親氧元素（離子主要為親氧元素（AlAl、SiSi、MgMg、CaCa等）和過渡型元素等）和過渡型元素（FeFe、MnMn、TiTi等），其次為親硫等），其次為親硫( (銅銅) )元素（元素（CuCu、PbPb、ZnZn、SbSb、BiBi等）。陰離子等）。陰離子O O2 2和和OHOH1 1的半徑幾乎相等，的半徑幾乎相等，O O2 2的的半徑為半徑為1.321.32，OHOH1 1的半徑為的半徑為1.331.33，在結(jié)晶格架中由它，在結(jié)晶格架中由它們組成立方或六方最緊密堆積，陽離子便充填在四面體或們組成立方或六方最緊密堆積，陽離子便充填在四面體或八面體孔隙中，故陽離子的配

22、位數(shù)為八面體孔隙中，故陽離子的配位數(shù)為4 4或或6 6，部分是，部分是8 8或或1212。u典型的二價金屬氧化物以離子鍵為主，而某些三價或四價典型的二價金屬氧化物以離子鍵為主，而某些三價或四價的金屬氧化物，則具有離子鍵向共價鍵過渡或趨于共價鍵的金屬氧化物，則具有離子鍵向共價鍵過渡或趨于共價鍵的性質(zhì)，如石英的性質(zhì)，如石英SiOSiO2 2、金紅石、金紅石TiOTiO2 2、AlAl2 2O O3 3等。有的金屬氧等。有的金屬氧化物不僅具有離子鍵向共價鍵過渡的性質(zhì)，還帶有金屬鍵化物不僅具有離子鍵向共價鍵過渡的性質(zhì)，還帶有金屬鍵特點，如磁鐵礦特點，如磁鐵礦FeFe3 3O O4 4等。等。2022-

23、6-5232.2.物理性質(zhì)物理性質(zhì)u本類礦物晶形一般發(fā)育，氧化物多呈粒狀，氫氧化物多呈針柱狀、鱗片狀或土狀。內(nèi)生成因者（氧化物為主）晶形完好，外生成因者（氫氧化物為主）晶形較差，其集合體多為致密塊狀、土狀、粉末狀或隱晶狀和膠狀出現(xiàn)。u由Fe、Mn、Cr等過渡型色素離子組成的礦物顏色較深，不透明至半透明，金屬光澤至半金屬光澤（如磁鐵礦）；由惰性離子型元素Si、Al、Mg等陽離子組成的礦物則顏色較淺至無色，透明至半透明，玻璃光澤（如石英）。u氧化物硬度一般較高（5.5），氫氧化物硬度一般較低。2022-6-5243.3.產(chǎn)狀產(chǎn)狀u氫氧化物主要為巖石和礦床風(fēng)化的產(chǎn)物，它們的氫氧化物主要為巖石和礦床風(fēng)

24、化的產(chǎn)物，它們的陽離子主要是從被風(fēng)化的巖石或礦床中分離出來陽離子主要是從被風(fēng)化的巖石或礦床中分離出來的的MgMg、FeFe、MnMn、AlAl、SnSn、TiTi等。并多呈細分散膠等。并多呈細分散膠態(tài)混合物產(chǎn)出。態(tài)混合物產(chǎn)出。u低價的氧化物可以產(chǎn)出于火成巖、偉晶巖以及氣低價的氧化物可以產(chǎn)出于火成巖、偉晶巖以及氣成熱液礦床中；而高價的氧化物（成熱液礦床中；而高價的氧化物（MnMn4 4、W W6 6、SbSb4 4等）多在外生條件下形成。等）多在外生條件下形成。 2022-6-5254.4.分類分類u由組成它們的陰離子和陽離子的不同而分成三由組成它們的陰離子和陽離子的不同而分成三類：類：第一類：

25、簡單氧化物第一類：簡單氧化物 這類氧化物的化學(xué)成分簡單，由一種這類氧化物的化學(xué)成分簡單，由一種金屬陽離子和氧結(jié)合而成。它有金屬陽離子和氧結(jié)合而成。它有A A2 2X X型（赤銅礦型（赤銅礦CuCu2 2O O）、）、AXAX型（黑型（黑銅礦銅礦CuOCuO）、）、A A2 2X X3 3型（赤鐵礦型（赤鐵礦FeFe2 2O O3 3）和）和AXAX2 2型（金紅石型（金紅石TiOTiO2 2）。）。第二類：復(fù)雜氧化物第二類：復(fù)雜氧化物 由兩種或兩種以上的陽離子和氧結(jié)合由兩種或兩種以上的陽離子和氧結(jié)合而成的化合物。它有而成的化合物。它有ABXABX3 3型（鈦鐵礦）、型（鈦鐵礦）、ABAB2 2

26、X X4 4型（尖晶石型（尖晶石MgAlMgAl2 2O O4 4）和和ABAB2 2X X6 6型型 鈮鐵礦鈮鐵礦(Fe,Mn)Nb(Fe,Mn)Nb2 2O O6 6 。第三類：氫氧化物第三類：氫氧化物 包括含包括含H H2 2O O、(OH)(OH)、H H和金屬的化合物。和金屬的化合物。由于由于(OH)(OH)的半徑較大的半徑較大(1.33)(1.33)，礦物的結(jié)晶構(gòu)造主要取決于，礦物的結(jié)晶構(gòu)造主要取決于(OH)(OH)的分布。的分布。(OH)(OH)呈六方最緊密堆積，構(gòu)成層狀格架，層內(nèi)為離子鍵，呈六方最緊密堆積，構(gòu)成層狀格架，層內(nèi)為離子鍵，層間為分子鍵。所以這類礦物多呈板狀、片狀和鱗

27、片狀，解理發(fā)層間為分子鍵。所以這類礦物多呈板狀、片狀和鱗片狀，解理發(fā)育。少數(shù)氫氧化物也呈針狀、柱狀產(chǎn)出，其內(nèi)部具鏈狀構(gòu)造，鏈育。少數(shù)氫氧化物也呈針狀、柱狀產(chǎn)出，其內(nèi)部具鏈狀構(gòu)造，鏈內(nèi)為離子鍵，鏈間以弱的氫鍵連接，故解理較差。內(nèi)為離子鍵，鏈間以弱的氫鍵連接，故解理較差。2022-6-526第五章第五章 含氧鹽礦物含氧鹽礦物 是各種含氧根與金屬陽離子組成的鹽類是各種含氧根與金屬陽離子組成的鹽類礦物，占已知礦物的礦物，占已知礦物的2/32/3左右，達左右，達20002000多種，在地殼內(nèi)分布極為廣泛。其中以多種，在地殼內(nèi)分布極為廣泛。其中以硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽占主硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和磷

28、酸鹽占主要地位要地位。2022-6-5271.1.晶體化學(xué)特點晶體化學(xué)特點 u 本大類的陰離子均屬于絡(luò)陰離子，具有較大的離子本大類的陰離子均屬于絡(luò)陰離子，具有較大的離子半徑（半徑（2.52.5）。因此，只能與離子半徑較大的陽離）。因此，只能與離子半徑較大的陽離子結(jié)合才能形成穩(wěn)定的化合物。常見的陽離子有子結(jié)合才能形成穩(wěn)定的化合物。常見的陽離子有K K、NaNa、LiLi、CaCa2 2、AlAl3 3、MgMg2 2、SrSr2 2、BaBa2 2等。當?shù)取．旉栯x子半徑較小或電價不平衡時，則由附加陰離子陽離子半徑較小或電價不平衡時，則由附加陰離子OHOH、ClCl、F F或或H H2 2O O等

29、來補償。等來補償。u 絡(luò)陰離子中的陽離子具有較高的電荷和較小的半徑，絡(luò)陰離子中的陽離子具有較高的電荷和較小的半徑，因此其中的氧離子與中心的陽離子之間的結(jié)合力很因此其中的氧離子與中心的陽離子之間的結(jié)合力很牢固，具共價鍵。絡(luò)陰離子與其外部陽離子的結(jié)合牢固，具共價鍵。絡(luò)陰離子與其外部陽離子的結(jié)合力則次之，主要為離子鍵，大多數(shù)含氧鹽礦物屬于力則次之，主要為離子鍵，大多數(shù)含氧鹽礦物屬于這類晶格鍵。絡(luò)陰離子作層狀構(gòu)造者，礦物晶格具這類晶格鍵。絡(luò)陰離子作層狀構(gòu)造者，礦物晶格具分子鍵。因此含氧鹽具有多種鍵性。分子鍵。因此含氧鹽具有多種鍵性。2022-6-5282.2.物理性質(zhì)物理性質(zhì) u一般來說，本類礦物大多

30、數(shù)色淺，透明至半一般來說，本類礦物大多數(shù)色淺，透明至半透明，玻璃光澤，比重小、硬度較高，導(dǎo)電透明，玻璃光澤，比重小、硬度較高，導(dǎo)電性、傳熱性差，非磁性，難溶解和不易熔融。性、傳熱性差，非磁性，難溶解和不易熔融。但少數(shù)向共價鍵過渡者則具金剛光澤，硬度但少數(shù)向共價鍵過渡者則具金剛光澤，硬度更高，化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定。具分子鍵或含水者更高，化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定。具分子鍵或含水者則透明度很差，呈土狀光澤，硬度也低，并則透明度很差，呈土狀光澤，硬度也低，并易脫水分解。易脫水分解。 2022-6-5293.3.產(chǎn)狀產(chǎn)狀 u不同類型的含氧鹽礦物，它們的產(chǎn)出情況和形不同類型的含氧鹽礦物，它們的產(chǎn)出情況和形成條件是很不相同

31、的。在巖漿作用過程中，形成條件是很不相同的。在巖漿作用過程中，形成大量硅酸鹽礦物和部分磷酸鹽礦物，如長石、成大量硅酸鹽礦物和部分磷酸鹽礦物，如長石、云母、磷灰石等；熱液活動過程中除形成硅酸云母、磷灰石等；熱液活動過程中除形成硅酸鹽外，還形成鎢酸鹽和部分的碳酸鹽及硫酸鹽，鹽外，還形成鎢酸鹽和部分的碳酸鹽及硫酸鹽，如黑鎢礦、方解石、重晶石等。外生地質(zhì)作用如黑鎢礦、方解石、重晶石等。外生地質(zhì)作用也形成一些含氧鹽，如硝酸鹽及大部分的硫酸也形成一些含氧鹽，如硝酸鹽及大部分的硫酸鹽、硼酸鹽和碳酸鹽。鹽、硼酸鹽和碳酸鹽。 2022-6-5304.4.分類分類 u 根據(jù)絡(luò)陰離子的類型分為以下幾類：根據(jù)絡(luò)陰離子

32、的類型分為以下幾類：n硅酸鹽類礦物：如橄欖石、長石、云母硅酸鹽類礦物：如橄欖石、長石、云母n碳酸鹽類礦物：如方解石、白鉛礦碳酸鹽類礦物：如方解石、白鉛礦n硫酸鹽類礦物：如重晶石、石膏等硫酸鹽類礦物：如重晶石、石膏等n其他含氧鹽礦物類其他含氧鹽礦物類( (磷酸鹽、鎢酸鹽、砷磷酸鹽、鎢酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、鉻酸鹽等酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、鉻酸鹽等) )：如：如磷灰石、白鎢礦磷灰石、白鎢礦。2022-6-5311 1 硅酸鹽礦物硅酸鹽礦物 在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中，每個在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中，每個SiSi原子一般為四個原子一般為四個O O原子包原子包圍，構(gòu)成圍，構(gòu)成SiOSiO4 4 四面體，即硅氧骨干，它是硅

33、酸四面體，即硅氧骨干，它是硅酸鹽的基本構(gòu)造單位。鹽的基本構(gòu)造單位。 由于由于SiSi離子的電價為離子的電價為+4+4價，配位數(shù)為價，配位數(shù)為4 4，它賦予每，它賦予每一個氧離子的電價為一個氧離子的電價為1 1，即等于氧離子電價的一半，即等于氧離子電價的一半，氧離子另一半電價可以用來聯(lián)系其它陽離子，也氧離子另一半電價可以用來聯(lián)系其它陽離子，也可以與另一個硅離子相聯(lián)。因此，在硅酸鹽結(jié)構(gòu)可以與另一個硅離子相聯(lián)。因此，在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中中SiOSiO4 4 四面體既可以孤立地被其它陽離子包圍四面體既可以孤立地被其它陽離子包圍起來，也可以彼此共用角頂?shù)姆绞竭B結(jié)起來形成起來，也可以彼此共用角頂?shù)姆绞竭B結(jié)起來形

34、成各種形式的硅氧骨干。各種形式的硅氧骨干。硅氧骨干有以下四種主要類型：硅氧骨干有以下四種主要類型： 2022-6-532 1 1、島狀硅氧骨干：、島狀硅氧骨干：u硅氧骨干被其它陽離子所隔開，彼此分離猶如孤島，包括硅氧骨干被其它陽離子所隔開，彼此分離猶如孤島，包括孤立的孤立的SiOSiO4 4 單四面體及單四面體及SiSi2 2O O7 7 雙四面體和孤立環(huán)狀四面體雙四面體和孤立環(huán)狀四面體SiSin nO O3n3n 型。型。孤立孤立硅氧硅氧四面四面體型體型孤立孤立雙硅雙硅氧四氧四面體面體型型孤立孤立環(huán)狀環(huán)狀硅氧硅氧四面四面體型體型A.三三環(huán)環(huán)B.四四環(huán)環(huán)C.六六環(huán)環(huán)2022-6-533u本亞類

35、礦物為具有絡(luò)陰離子本亞類礦物為具有絡(luò)陰離子SiOSiO4 4 4 4、SiSi2 2O O7 7 6 6、SiSi3 3O O9 9 6 6、SiSi4 4O O1212 8 8和和SiSi6 6O O1818 1212的礦物；的礦物；u組成礦物的陽離子主要有：組成礦物的陽離子主要有：FeFe2+2+、MgMg2+2+、CaCa2+2+，MnMn2+2+， FeFe3+3+、AlAl3+3+、CrCr3+3+，TiTi4+4+、ZrZr4+4+等；等；u一般具有離子鍵和共價鍵，一般具有離子鍵和共價鍵， 故礦物具有表面極性較強，故礦物具有表面極性較強， 親水性較好，硬度較高，親水性較好，硬度較高

36、， 由于含各種色素離子而顏色由于含各種色素離子而顏色 變化較大，物理性質(zhì)和化學(xué)變化較大，物理性質(zhì)和化學(xué) 性質(zhì)較穩(wěn)定等特點性質(zhì)較穩(wěn)定等特點。島狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要特征 2022-6-5342 2、鏈狀硅氧骨干：、鏈狀硅氧骨干：uSiO4四面體以角頂聯(lián)結(jié)成沿一個方向無限延伸的鏈，其中常見的有單鏈和雙鏈。u無論是單鏈還是雙鏈，鏈間均以陽離子來聯(lián)系。 單鏈單鏈雙鏈雙鏈2022-6-535鏈狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要性質(zhì)鏈狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要性質(zhì)u本亞類最常見的礦物為輝石族本亞類最常見的礦物為輝石族( (單鏈構(gòu)造單鏈構(gòu)造) )和角閃石族和角閃石族( (雙雙鏈構(gòu)造鏈構(gòu)造) )。輝石族礦物的化學(xué)式為。輝石族

37、礦物的化學(xué)式為R R2 2SiSi2 2O O6 6 ；角閃石族礦；角閃石族礦物化學(xué)式為物化學(xué)式為R R7 7SiSi4 4O O1111 2 2OHOH2 2。陽離子。陽離子R R主要為主要為FeFe2+2+、MgMg2+2+、 CaCa2+2+，有時為，有時為NaNa+ + 、 LiLi+ + 、AlAl3+3+、FeFe3+3+等。絡(luò)陰離子中的等。絡(luò)陰離子中的SiSi4+4+可部分被可部分被AlAl3+3+代替。鏈內(nèi)為強的離子鍵，鏈間離子鍵代替。鏈內(nèi)為強的離子鍵，鏈間離子鍵較弱。較弱。u主要主要物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：顏色較深，玻顏色較深，玻 璃光澤，晶體為一向延長的柱璃光澤，晶體為一向延長

38、的柱 狀或針狀，硬度較高，比重中狀或針狀，硬度較高，比重中 等，含等，含F(xiàn)eFe者具弱磁性，非導(dǎo)體。者具弱磁性，非導(dǎo)體。透閃石透閃石TREMOLITE TREMOLITE 2022-6-5363 3、層狀硅氧骨干：、層狀硅氧骨干：uSiOSiO4 4 四面體以角頂相連，形成在兩度空間上無限延伸四面體以角頂相連，形成在兩度空間上無限延伸的層。層中每一個的層。層中每一個SiOSiO4 4 四面體以三個角頂與相鄰的四面體以三個角頂與相鄰的SiOSiO4 4 四面體相聯(lián)結(jié)，形成六方網(wǎng)狀，硅氧骨架以四面體相聯(lián)結(jié)，形成六方網(wǎng)狀，硅氧骨架以SiSi4 4O O1010 4 4表表示。示。u與兩個硅相聯(lián)結(jié)的氧

39、電價飽與兩個硅相聯(lián)結(jié)的氧電價飽和，為和，為“惰性氧惰性氧”或稱或稱“橋橋氧氧”；只與一個硅相聯(lián)結(jié)的氧；只與一個硅相聯(lián)結(jié)的氧為為“活性氧活性氧”或稱或稱“端氧端氧”?；钚匝蹩芍赶蛞环揭部梢灾赶蚧钚匝蹩芍赶蛞环揭部梢灾赶蛳喾吹姆较?，相反的方向， SiOSiO4 4 四面體四面體也可有不同的聯(lián)結(jié)方式。也可有不同的聯(lián)結(jié)方式。 層狀構(gòu)造硅酸鹽四面體群層狀構(gòu)造硅酸鹽四面體群2022-6-537u礦物主要包括絡(luò)陰離子Si4O104和附加陰離子 OH的云母和類云母礦物；u陽離子主要為Mg2+、Al3+，類質(zhì)同象普遍。硅氧四面體中的一部分Si4+被Al3+代替，故有附加陽離子K、Na、Ca2等加入使電價平衡。層

40、內(nèi)以離子鍵結(jié)合，層間以分子鍵或較弱的離子鍵聯(lián)結(jié)。多含有附加陰離子F、Cl、OH等；u礦物一般為片狀晶體，一向極完全解理，薄片具撓性或彈性，硬度較低，比重較小，非電熱導(dǎo)體，表面極性較差，故疏水性較好。層狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要性質(zhì)層狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要性質(zhì)2022-6-5384 4、架狀硅氧骨干：、架狀硅氧骨干：uSiO4四面體四個角頂全部與其相鄰的四個SiO4四面體共用，每個氧與兩個硅相聯(lián)系，形成惰性氧，石英(SinO2n)族礦物即具此結(jié)構(gòu)。但在硅酸鹽的架狀骨干中，必須有部分的四價硅為三價鋁所代替，從而使氧離子帶有部分剩余電荷得以與骨干外的其它陽離子結(jié)合，形成鋁硅酸鹽。架狀構(gòu)造硅酸鹽四面體群架

41、狀構(gòu)造硅酸鹽四面體群2022-6-539架狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要性質(zhì)架狀構(gòu)造硅酸鹽礦物的主要性質(zhì)u絡(luò)陰離子多為AlSi3O81或Al2Si2O82，陽離子主要為K、Na、Ca 2、Ba2等。由于晶格骨架中存在很大的空間，有時可容納附加陰離子F、Cl、OH等以補償構(gòu)造中過剩的正電荷。絡(luò)陰離子內(nèi)部為共價鍵，與陽離子之間為離子鍵結(jié)合。u本亞類最常見的是長石族礦物，K、Na、Ca陽離子等可以形成廣泛的類質(zhì)同象，形成兩個類質(zhì)同象系兩個類質(zhì)同象系列列的礦物：鉀鈉長石系列鉀鈉長石系列：NaAlSi3O8KAlSi3O8，組成正長石亞族鈉鈣長石系列鈉鈣長石系列：NaAlSi3O8CaAl2Si2O8，組成斜長石亞族2022-6-540u主要物理性質(zhì)：色淺、硬度較高、玻璃光澤、比重較輕、電熱的不良導(dǎo)體、具親水性等。正長石正長石Orthoclase Orthoclas