地球的物質(zhì)組成課件-2

第三章地球的物質(zhì)組成

內(nèi)容提要

3.巖石王國

2.礦物世界

1.地球中的元素元素礦物巖石地殼金屬地核、地幔地球是一個物質(zhì)世界，近60萬億億噸的物質(zhì)幾乎都集中在固體地球里面，并主要以巖石和金屬的形式出現(xiàn)。其中地核和地幔主要由金屬組成，地殼主要由俗稱石頭的巖石（如石灰?guī)r、花崗巖、砂巖等）組成。

巖石又是由各式各樣的礦物集合而成（如石灰?guī)r是方解石、白云石等礦物的集合體；花崗巖是石英、長石、黑云母等礦物的集合體）。

礦物和金屬則是由化學(xué)元素結(jié)合而成的，有的礦物為元素單質(zhì)（如金剛石是碳的單質(zhì)）；有的為元素的化合物（石英是氧和硅的化合物）。

在地球演變的進(jìn)程中，各種巖石、礦物和元素始終進(jìn)行著成分、能量的交換和狀態(tài)的變化，原有的巖石和礦物不斷遭到破壞，新的巖石和礦物不斷形成，盡管其過程是極其緩慢的，但卻時刻都在不停地進(jìn)行著，從而可造成某些元素或礦物的分散和富集作用，形成有價值的礦產(chǎn)資源。人們把在當(dāng)前技術(shù)條件下可以利用的巖石統(tǒng)稱為礦石，而把不能利用的稱為巖石。從發(fā)展的眼光看，自然界所有的巖石都將可能成為礦石。第一節(jié)地球中的元素－元素概念元素：具有相同核電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）的同一類原子稱為元素。原子：元素由帶正電荷的質(zhì)子、呈電中性的中子和帶負(fù)電荷的電子等基本粒子構(gòu)成。質(zhì)子居于中心并可能與中子一起構(gòu)成原子核，電子圍繞原子核作高速運(yùn)動而形成不顯電性的原子。原子的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分配與太陽系十分相象，電子繞原子核運(yùn)動占據(jù)了比原子核大上億倍的空間，但原子核卻集中了原子幾乎全部的質(zhì)量。同位素：同一元素具有相同的質(zhì)子數(shù)，但其中子數(shù)是可變的，當(dāng)中子數(shù)增加時，原子質(zhì)量會相應(yīng)增加，而原子核的電荷數(shù)和電子數(shù)不會改變。這樣，質(zhì)子數(shù)相同但中子數(shù)不同的原子在元素周期表中會處于同一位置，人們把這類原子互稱為同位素（如11H、21H、31H和23492U、23592U、23892U）。主量元素：主量元素有時也稱為常量元素。是指那些在巖石中含量大于1％（或0.1％）的元素，在地殼中大于1％的八種元素都是主量元素，除氧以外的7種元素在地殼中都以陽離子形式存在，它們與氧結(jié)合形成的氧化物（或氧的化合物），是構(gòu)成三大類巖石的主體，因此又常被稱為造巖元素。微量元素：在地殼（巖石）中含量低于0.1％的元素。一般來說不易形成自己的獨(dú)立礦物，多以類質(zhì)同象的形式存在于其他元素組成的礦物中，這樣的元素被稱為微量元素。如鉀、鈉的克拉克值都是2.5%，屬主要元素，在自然界可形成多種獨(dú)立礦物。與鉀、鈉同屬一主族的銣（Rb)、銫（Cs）由于在地殼中的含量低，在各種地質(zhì)體中的濃度亦低，難以形成自已的獨(dú)立礦物，主要呈分散狀態(tài)存在于鉀、鈉的礦物中。硫（硒和碲）和鹵族元素：在地殼中，除氧總是以陰離子的形式存在外，硫（硒、碲）和囪族元素在絕大多數(shù)情況下都以陰離子形式存在。雖然硫在特定情況下可形成單質(zhì)礦物（自然硫S2)，硫仍是地殼中除氧以外最重要的呈陰離子的元素。硫在熱液成礦階段能與多種金屬元素結(jié)合生成硫鹽和硫化物礦物。這些礦物是金屬礦床的物質(zhì)基礎(chǔ)。若礦物結(jié)晶時硫含量不充分，硒可以進(jìn)人礦物中占據(jù)硫在晶格中的位置，硫、硒以類質(zhì)同象的方式在同種礦物中存在。蹄與硫的晶體化學(xué)性質(zhì)差別比硒大，故蹄通常不進(jìn)人硫化物礦物，當(dāng)硫不足時，它可以結(jié)晶成碲化物。氯、氟等鹵族元素，通過獲得一個電子就形成穩(wěn)定的惰性氣體型的電層結(jié)構(gòu)，它們形成陰離子的能力甚至比氧、硫更強(qiáng)，只是因為鹵族元紊的地殼豐度比氧、硫低得多，限制了它們形成獨(dú)立礦物的能力。鹵族元素與陽離子結(jié)合形成典型的離子健化合物。離子健化合物易溶于水，但氣化濕度較高，在干旱條件下，鹵化物是比較穩(wěn)定的。當(dāng)鹵族元素的濃度較低，不能形成獨(dú)立礦物時，它們進(jìn)人氧化物，在含氧鹽礦物中，常見它們以類質(zhì)同象方式置換礦物中的氧。

金屬成礦元素：在地質(zhì)體中金屬元素多形成金屬礦物（硫化物、單質(zhì)礦物或金屬互化物，部分氧化物），在礦產(chǎn)資源中作為冶煉金屬物質(zhì)的對象。金屬成礦元素按其晶體化學(xué)和地球化學(xué)習(xí)性以及珍稀程度可以分為：貴金屬元素、金屬元素、過渡元素、稀有元素、稀土元素。

貴金屬元素：Ag、Au、Hg、Pt等，貴金屬元素在地殼中主要以單質(zhì)礦物、硫化物形式存在，在地質(zhì)體中含量低．成礦方式多樣；但礦物易分選，元素化學(xué)穩(wěn)定性高，成礦物質(zhì)的經(jīng)濟(jì)價值高。

金屬元素：Pb（鉛）、Zn、Cu等（又稱賤金屬元素），在地殼中主要以硫化物形式存在。成礦物質(zhì)主要通過熱液作用成礦。礦床中成礦元素含量較高，是國民經(jīng)濟(jì)生活中廣泛應(yīng)用的礦產(chǎn)資額。過渡元素：Co、Ni、Ti（鈦）、V（釩）、Cr、Mn等，這些元素在自然界多以氧化物礦物形式存在，部分也可形成硫化物。稀有元素：Li、Be、Nb（鈮）、Ta（鉭）、Zr（鋯）在地殼中含量很低，主要形成硅酸鹽或氧化物。稀土元素：釔和鍶系元素統(tǒng)稱為稀土元素，地殼中稀土元素含量低，但它們常成組分布。稀土元素較難形成自己的獨(dú)立礦物，主要進(jìn)人鈣的礦物，在礦物中類質(zhì)同象置換鈣。較常見的稀土元素礦物或含稀土元素的礦物都是氧化物或含氧鹽類礦物。親生物元素和親氣元素：主要C、H、O、N和P、B（硼）。它們是組成水圈、大氣圈和生物圈的主要化學(xué)成分，在地殼表層的各種自然過程中起相當(dāng)重要作用。放射性元素：現(xiàn)代地殼中存在的放射性元素（同位素）有67種。一、元素的形成根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說，地球上千姿百態(tài)、復(fù)雜多樣的物質(zhì)都是從基本粒子通過聚變形成氫開始的，然后再由四個氫合成一個氦，氦再進(jìn)一步合成其它元素。這樣從輕元素到重元素依次核聚變而成。大約在150億前的大爆炸后50－100萬年時，現(xiàn)今所有的元素就已通過核聚變而逐漸形成。因此，元素的形成時間遠(yuǎn)比太陽系形成要早。根據(jù)現(xiàn)代物理、化學(xué)理論和實驗觀察結(jié)果，太陽上目前仍在進(jìn)行著氫合成氦的熱核聚變和其它天體化學(xué)現(xiàn)象。宇宙中的元素通過熱核聚變反應(yīng)，經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的形成演化過程。世界萬物無不從“一（一個氫）”開始。難怪當(dāng)代不少科學(xué)家對兩千多年前期）我國著名的思想家、道家的創(chuàng)始人老子“道生一，一生二，二生三，三生萬物”的哲學(xué)思想，大為嘆服。

元素在地球中的分布其它1.9％其它3％其它1.5％其它＜2％其它＜2％其它＜0.8％其它0.04％氦20.9％氦27％硫1.9％鉀1.68％鈉1.1％鈣0.3％氬0.94％氫77.2％氫70％該、鋁2.2％鈉2.30％氯1.9％氮0.5％氧20.94％鎳2.4％鎂2.77％氫10.8％氫6.6％氮78.08％鎂12.7％鈣5.06％氧84.6％碳39.4％硅15.2％鐵5.8％氧52.4％氧29.5％鋁8%鐵34.6％硅27.2％氧45.2％二、元素在地殼中的分布目前已知的化學(xué)元素有108種，在地殼中發(fā)現(xiàn)的有92種?；瘜W(xué)元素在各個宇宙體和地球的化學(xué)系統(tǒng)（如地球、大氣圈、水圈、巖石圈）中的平均含量稱為豐度。19世紀(jì)末，美國化學(xué)家克拉克（F.W.Clarke，1847-1931）根據(jù)采自歐美地殼16km范圍內(nèi)的5159個巖石、礦物、土壤、天然水樣品的分析數(shù)據(jù)，于1889年首次發(fā)表了地殼50種元素的平均含量，開創(chuàng)了地球化學(xué)研究的先河。后人為了紀(jì)念克拉克的這一創(chuàng)舉，便把元素的地殼豐度稱為克拉克值，其中把用重量百分?jǐn)?shù)表示的稱為重量克拉克值，用原子百分?jǐn)?shù)表示的稱為原子克拉克值。繼克拉克之后，許多學(xué)者對克拉克值作了進(jìn)一步研究、補(bǔ)充和修改。克拉克值研究表明，地殼中元素分布有如下規(guī)律：不同元素的克拉克值相差懸殊。O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K等8種元素（稱為八大元素）占地殼總重量的98%以上，其余的80多種元素不足2%。地殼元素的克拉克值大致隨其原子序數(shù)的增加而遞減地殼中偶數(shù)元素的分布量高于奇數(shù)元素，且序數(shù)相鄰的元素之間偶數(shù)元素的分布量一般高于奇數(shù)元素地殼元素在時間和空間上的分配存在不均勻性。某些元素在某個地質(zhì)歷史時期的某些地帶相對富集。第二節(jié)、礦物世界當(dāng)你漫步于高山峻嶺、田野荒原或是都市皇城、鄉(xiāng)村小院時，仔細(xì)觀察，你會發(fā)現(xiàn)那些山石、土石、基石、觀賞石等無一不是由千姿百態(tài)、五顏六色的顆粒所組成的，這些顆粒就是礦物。它是由一種或多種元素在自然條件下形成的。除少數(shù)呈氣態(tài)（硫化氫）和液態(tài)（水銀）外，絕大多數(shù)呈固態(tài)。固態(tài)礦物往往各異的形態(tài)、顏色、光澤、透明度、比重、硬度和其它物理、化學(xué)性質(zhì)，因而構(gòu)成了姿態(tài)萬千、色彩斑斕、絢麗璀璨、奧妙無限的礦物世界。目前，已知的礦物多達(dá)3300余種，并且不斷有新的礦物發(fā)現(xiàn)。這些礦物是人類乃至整個生物界賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有礦物，就沒有人類，更沒有人類的現(xiàn)代文明。一、礦物定義所謂礦物是指地殼中由一種或多種元素在各種地質(zhì)作用下所形成的天然無機(jī)化合物或元素單質(zhì)，它們大多具有比較固定的化學(xué)成分、內(nèi)部構(gòu)造、形態(tài)特征和物理性質(zhì)。由一種元素組成的礦物稱為單質(zhì)礦物或自然元素礦物，如自然金（Au）、金剛石（C）等；由兩種或兩種以上元素組成的礦物稱為化合物礦物，如巖鹽（NaCl）、方解石（CaCO3）、石英（SiO2）等。某些人工合成的礦物稱為人造礦物，雖然它們與自然礦物類似，并不是真正意義上的礦物，故常在其名稱前冠以“人造”或“合成”二字，如人造金剛石等，以示與真正礦物的區(qū)別。固態(tài)礦物按其內(nèi)部構(gòu)造可分為晶質(zhì)礦物和非晶質(zhì)礦物，當(dāng)組成礦物的原子、離子或分子等內(nèi)部質(zhì)點呈有序規(guī)則排列時，稱為晶質(zhì)礦物（如方解石）。當(dāng)內(nèi)部質(zhì)點呈無序排列時稱為非晶質(zhì)礦物（蛋白石）。非晶質(zhì)礦物可以由膠體化學(xué)沉積作用形成（如蛋白石），也可以由巖漿噴發(fā)快速冷凝作用形成（如燧石）。這些非晶質(zhì)礦物在自然界中經(jīng)過漫長的地質(zhì)歷史時間可逐漸轉(zhuǎn)化為晶質(zhì)礦物，這種作用稱為“脫?；弊饔谩?/p>

只有具備以下5個條件的物質(zhì)才能稱為礦物：

1）礦物是各種地質(zhì)作用形成的天然化合物或單質(zhì)，比如火山作用。它們可以是固態(tài)(如石英、金剛石)、液態(tài)(如自然汞)、氣態(tài)（如火山噴氣中的水蒸氣）或膠態(tài)(如蛋白石)。

2）礦物具有一定的化學(xué)成分。如金剛石成分為單質(zhì)碳(C)，石英為二氧化硅(SiO2)，但天然礦物成分并不是完全純的，常含有少量雜質(zhì)。

3）礦物還具有一定的晶體結(jié)構(gòu)，它們的原子呈規(guī)律的排列。如石英的晶體排列是硅離子的四個角頂各連著一個氧離子形成四面體，這些四面體彼此以角頂相連在三維空間形成架狀結(jié)構(gòu)。如果有充分的生長空間，固態(tài)礦物都有一定的形態(tài)。如金剛石形成八面體狀，石英常形成柱狀，柱面上常有橫紋。當(dāng)沒有生長空間時，它們的固有形態(tài)就不能表現(xiàn)出來。

4）礦物具有較為穩(wěn)定的物理性質(zhì)。如方鉛礦呈鋼灰色，很亮的金屬光澤，不透明，它的粉末（條痕）為黑色，較軟（可被小刀劃動），可裂成互為直角的三組平滑的解理面(完全解理)，很重(比重為7.4-7.6)。

5）礦物是組成礦石和巖石的基本單位。二、礦物的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)：礦物中的元素以離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子鍵相連結(jié)，按盡量緊密原則作規(guī)律性重復(fù)排列。由于陰離子較大，所以實際上是陰離子按盡量緊密原則排列，陽離子按電價相等原則有規(guī)律地分布于陰離子的空隙之中。晶體中離子排列的格式稱為晶體格架或晶體構(gòu)造。如石鹽的晶體格價為立方體。類質(zhì)同象：礦物的化學(xué)成分具有相對穩(wěn)定性，但由于形成作用的復(fù)雜多變和雜質(zhì)的介入，可使礦物成分在一定范圍內(nèi)發(fā)生改變。礦物在結(jié)晶過程中，電價和半徑相近的離子可以同時進(jìn)入晶體格架相互替代，但礦物的形態(tài)和理化性質(zhì)未發(fā)生根本改變。如閃鋅礦（ZnS）中的Zn2+可以部分地被Fe2+（不超過26%）替代，這種化學(xué)成分稍有改變但晶體格架保持不變的現(xiàn)象稱為類質(zhì)同象，類質(zhì)同象礦物仍屬同一種礦物。同質(zhì)多象：同種化學(xué)成分的物質(zhì)，在不同的自然物理化學(xué)條件下可以形成形態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的礦物。如碳（C）在地殼深部高溫高壓條件下形成金剛石，在溫壓較低的變質(zhì)作用中形成石墨。這種化學(xué)成分相同但內(nèi)部結(jié)構(gòu)迥然不同的現(xiàn)象稱為同質(zhì)多象。三、礦物的物理性質(zhì)---形態(tài)

礦物的形態(tài)是指礦物單體、

礦物規(guī)則連生體及同種礦物集合體的外貌特征。

影響因素：

內(nèi)因：礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

外因：礦物形成時的環(huán)境條件

研究意義：

1）鑒定礦物

2）推測礦物形成時的物理化學(xué)條件，指導(dǎo)找礦。礦物單體的形態(tài)，包括整個單晶體的外貌及晶面花紋特征。

1、礦物單體的形態(tài)

一、晶體習(xí)性

概念:

晶體習(xí)性（crystalhabit，結(jié)晶習(xí)性或晶習(xí)）：礦物晶體在一定的外界條件下，常常趨向于形成某種特定的習(xí)見形態(tài)。

晶習(xí)的含義有二：

1）主要強(qiáng)調(diào)礦物晶體的總體外貌特征，即主要考慮晶體在三維空間相對發(fā)育的情況和形態(tài)；

2）有時又具體指晶體常見的單形的種類。

2．類型依據(jù)晶體在三維空間的發(fā)育程度，晶體習(xí)性大致分為三種基本類型：

（1）一向延長型一向：晶體沿一個方向

特別發(fā)育，呈柱狀、針狀和纖維狀等。

（2）二向延展型二向：晶體沿兩個方向

相對更發(fā)育，呈板狀、片狀、鱗片狀和葉片狀等。

（3）三向等長型三向：晶體沿三個方向發(fā)育大致相等，呈粒狀或等軸狀。

此外，尚有短柱狀、板柱狀、板條狀和厚板狀等過渡類型。

注意：

晶體習(xí)性是晶體的成分和結(jié)構(gòu)，及生長環(huán)境的物理化學(xué)條件（包括溫度、壓力、組分濃度及介質(zhì)的PH值和Eh值等）和空間條件的綜合體現(xiàn)。

具體規(guī)律為：①化學(xué)成分簡單，結(jié)構(gòu)對稱程度高的晶體，一般呈等軸狀。②晶體常沿其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵強(qiáng)的方向發(fā)育，如具鏈狀結(jié)構(gòu)的礦物呈柱狀、針狀晶習(xí)，而層狀結(jié)構(gòu)的礦物則呈片、鱗片狀習(xí)性。③晶體上發(fā)育的晶面對應(yīng)于晶格中面網(wǎng)密度較大的面網(wǎng)。④外部因素是通過直接或間接地改變不同晶面間的相對生長速度而影響晶體習(xí)性的。

二、晶面花紋由于受復(fù)雜的外界條件和空間的影響，實際晶體往往長成歪晶，且晶面上常具某些規(guī)則的花紋：晶面條紋、蝕像、生長丘等。

1．晶面條紋

由于不同單形的細(xì)窄晶面反復(fù)相聚、交替生長而在晶面上出現(xiàn)的一系列直線狀平行條紋，也稱聚形條紋。這是晶體的一種階梯狀生長現(xiàn)象，只見于晶面上，故又稱生長條紋。

特征：晶面條紋

①粗細(xì)、寬窄不均勻，可見其呈寬窄不一的階梯狀。

②在晶體上的分布必然符合晶體本身固有的對稱性。

③只出現(xiàn)在晶體的表面—晶面上，且隨晶面的消失而消失；在晶體內(nèi)部及解理面上則不能見到。

2．蝕像蝕像

晶體形成后，晶面因受溶蝕而留下的一定形狀的凹坑(即蝕坑)。

特點：同一晶體上同一單形的晶面上的蝕像相同；即蝕像本身的形狀和取向符合晶體固有的對稱特性。

3．生長丘生長丘

晶體生長過程中形成的、略凸出于

晶面之上的丘狀體。

如：-石英的菱面體{}晶面上的生長丘最發(fā)育。

礦物集合體：同種礦物的多個單體聚集在一起的整體。

礦物集合體的形態(tài)取決于其單體的形態(tài)及集合方式，也即決定于礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生成環(huán)境。2礦物集合體的形態(tài)

一、顯晶集合體顯晶集合體

顯晶集合體：肉眼或借助于放大鏡即能分辨出礦物各單體的集合體。

根據(jù)單體的晶體習(xí)性及集合方式，顯晶集合體的形態(tài)常見有：

柱狀（columnar）、針狀（acicular）、

板狀（tabular）、片狀（schistic）、

鱗片狀（scaly）、葉片狀（foliated）

和粒狀（granular）等。

常見的特殊形態(tài)的集合體：

1）纖維狀集合體：

由一系列細(xì)長針狀或纖維狀的礦物單體平行密集排列而成。

2）放射狀集合體：

由長柱狀、針狀、片狀或板狀的許多單體圍繞某一中心成放射狀排列而成。

3）晶簇：

在巖石的空洞或裂隙中，叢生于同一基底，另一端朝向自由空間發(fā)育而具完好晶形的簇狀單晶體群。

此外，尚有束狀集合體、毛發(fā)狀集合體、樹枝狀集合體等。

二、隱晶及膠態(tài)集合體

隱晶集合體：只有在顯微鏡下才可分辨礦物單體的集合體。

膠態(tài)集合體：顯微鏡下也不能辨別出單體的界線，其實際上并不存在單體。

隱晶及膠態(tài)集合體可由溶液直接結(jié)晶或膠體作用形成。

常見的隱晶及膠態(tài)集合體按形成方式及外貌特征，主要有：

1）分泌體：

在球狀或不規(guī)則形狀的巖石空洞中，由膠體或晶質(zhì)物質(zhì)自洞壁逐漸向中心層層沉淀充填而成。

特征：

①

外形常呈卵圓形，具同心層狀構(gòu)造，中心常有空腔，有時其中還見有晶簇。

②

各層在成分和顏色上往往有所

差異。分泌體分泌體：

⑴晶腺：平均直徑＞1cm。

⑵杏仁體：平均直徑＜1cm，充填于火山熔巖氣孔中的次生礦物所構(gòu)成的杏仁般白色扁球形集合體。

2）結(jié)核：

由隱晶質(zhì)或膠凝物質(zhì)圍繞某一中心（如砂粒、生物碎片或氣泡等），自內(nèi)向外逐漸生長而成。

特征：

①形狀有球狀、瘤狀、透鏡狀和不規(guī)則狀等，直徑一般＞1cm。

②內(nèi)部常具同心層狀、放射纖維狀或致密狀構(gòu)造。

③一般多見于沉積巖中，常形成于海洋、湖沼中。

④常見Fe質(zhì)、P質(zhì)、Ca質(zhì)、Mn質(zhì)和Si質(zhì)等結(jié)核。

3）鮞狀及豆?fàn)罴象w：

由膠體物質(zhì)圍繞懸浮狀態(tài)的細(xì)砂粒、礦物碎片、有機(jī)質(zhì)碎屑或氣泡等層層凝聚而成并沉積于水底。

特征：

①

外形呈圓球形、卵圓形。

②

具同心層狀內(nèi)部構(gòu)造。

鮞狀集合體鮞狀集合體：

＞50%球粒的

直徑＜2mm，形狀、大小如魚卵。

豆?fàn)罴象w豆?fàn)睿呵蛄４笮∷仆愣梗?/p>

直徑一般為幾mm

。

4）鐘乳狀集合體：

在巖石的洞穴或裂隙中，由真溶液蒸發(fā)或膠體凝聚，在同一基底上向外逐層堆積而成。

特征：

①

外形呈圓錐形、圓柱形、圓丘形、

半球形和半橢球形等，通常具體地分為鐘乳狀、葡萄狀和腎狀

鐘乳狀、

葡萄狀和腎狀等。

②

內(nèi)部具同心層狀、放射狀、致密狀或結(jié)晶粒狀構(gòu)造。此外，描述礦物集合體時，常用其他術(shù)語：

塊狀集合體：憑肉眼或放大鏡不能辨別顆粒界限的礦物致密塊體。

土狀集合體：礦物呈細(xì)粉末狀較疏松地聚集成塊。

粉末狀集合體：礦物呈粉末狀分散附在其他礦物或巖石的表面。

被膜狀集合體：

礦物成薄膜狀覆蓋于其他礦物或巖石的表面。一向延長型：返回二向延展型：返回三向等長型：返回晶面條紋之一：下一頁晶面條紋之二：返回蝕像：返回返回顯晶集合體：下一頁顯晶集合體：下一頁顯晶集合體：返回分泌體：返回鮞狀集合體：返回豆?fàn)罴象w：返回鐘乳狀：

返回葡萄狀腎狀

返回塊狀集合體：

返回土狀集合體：

返回被膜狀集合體：

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）礦物的物理性質(zhì)（硬度）礦物的物理性質(zhì)（熔點和磁性）常見礦物1方解石方鉛礦橄欖石輝石角閃石斜長石正長石石英云母黃銅礦常見礦物2赤鐵礦褐鐵礦磁鐵礦白云石高嶺土紅柱石綠銅礦的形成(影片00:0048)黃銅礦的形成(影片00:01:49)灰銅礦的形成(影片00:01:03)第三節(jié)、富有情趣的巖石王國巖石是組成地殼和上地幔固體部分的主要物質(zhì)，由地質(zhì)作用形成。已命名的多達(dá)1000余種。巖石與礦產(chǎn)、工程地質(zhì)、地貌、構(gòu)造以及地球演化有著密切關(guān)系。巖漿巖和變質(zhì)巖統(tǒng)稱結(jié)晶巖陸地表面的75%和幾乎全部洋底為沉積巖。地殼的64.7%為巖漿巖、27.4%為變質(zhì)巖、7.9%為沉積巖巖石概述(影片00:02:25)1、巖漿巖---概述定義：由巖漿冷凝形成的巖石稱為巖漿巖，也稱火成巖元素組成：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等八種占巖漿巖總量的98%。稱為造巖元素化學(xué)成分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等9種占98％礦物組成：長石、石英、黑云母、角閃石、輝石、橄欖石、霞石、白榴石、磁鐵礦、磷灰石等十余種占99%。稱為造巖礦物根據(jù)巖漿巖中礦物的含量和在巖石分類命名中的作用可將造巖礦物分為主要礦物（含量大于10%，是劃分大類的依據(jù)）、次要礦物（含量小于10%，確定巖石種屬的依據(jù)）、副礦物（含量小于1%，偶爾可達(dá)5%，在分類中不起作用，但可用于研究巖漿巖的形成條件）根據(jù)造巖礦物的化學(xué)成分可分為鐵鎂質(zhì)礦物（暗色礦物）和硅鋁質(zhì)礦物（淺色礦物）一、巖漿巖的化學(xué)成分1.造巖元素：

O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K,Ti等，其總和約占巖漿巖總重量的99.25%

氧的含量最高,占巖漿巖重量的46.59%,占體積的94.2%2.次要元素：P,H,Mn,B等

3.以氧化物表示:

SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,K2O,Na2O和H2O等9種最重要,占巖漿巖平均化學(xué)成分的98%左右.SiO234～75%少數(shù)可達(dá)80%Al2O310～20%在純橄欖巖中較低MgO1～25%CaO0～15%但某些輝長巖中達(dá)23%Fe2O3+FeO0.5～15%一般FeO>Fe2O3Na2O0～15%霞石巖中可達(dá)19.48%K2O一般<10%白榴石巖中可達(dá)17.94%H2O+(結(jié)晶水)和H2O-(吸附水)一般<2%個別達(dá)10%TiO20～2%很少超過5%P2O50～0.5%很少超過3%MnO0～0.3%很少超過2%4.SiO2

是最重要的成分。是巖石酸性程度（基性程度）的標(biāo)志。超基性巖SiO2<45%

基性巖SiO2=45～53%

中性巖SiO2=53～66%

酸性巖SiO2>66%5.巖漿巖化學(xué)成分變化規(guī)律6.微量元素巖漿中存在大量微量元素：Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb、Th、U等微量元素豐度及其比值（如K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、Th/U等〕，對探討巖石成因和巖漿演化有重要意義。7.同位素及其比值

Sr87/Sr86,Pb206/Pb204,Pb207/Pb204,O18/O16,S34/S32

等

同位素豐度及其比值對于探討巖漿起源及其演化具有重要意義.

二.巖漿巖的礦物成分

●巖漿巖的礦物成分,對于了解巖石的化學(xué)成分、生成條件，以及巖石成因都有重大意義。同時，它也是巖漿巖分類和鑒別的主要依據(jù)。

●

組成巖漿巖的礦物，常見的不過20幾種，這些構(gòu)成巖石的礦物統(tǒng)稱為造巖礦物。（一）、硅鋁礦物和鐵鎂礦物●

1.硅鋁礦物

：SiO2

和Al2O3

含量較高，不含鐵鎂。如石英、長石類及似長石類。這些礦物顏色均較淺，所以又叫淺色礦物?！?/p>

2.鐵鎂礦物：FeO

與MgO

含量較高，SiO2

含量較低。如橄欖石、輝石類、角閃石類和黑云母類。這些礦物顏色一般較深，又叫暗色礦物?！?/p>

3.色率：巖漿巖中暗色礦物的百分含量稱為色率。●

4.淺色巖：習(xí)慣上把花崗巖、正長巖等淺色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為淺色巖。其色率在0～30之間?！?/p>

5.暗色巖：色率在60～100，以暗色礦物占優(yōu)勢的巖石稱為暗色巖。如橄欖巖、輝長巖等。●

6.根據(jù)色率:可以粗略判斷巖石的成分和酸性程度。（二）、主要礦物、次要礦物、副礦物●

主要礦物：在巖石中含量眾多，對于確定巖石名稱是不可缺少的，在分類命名上起主要作用。如石英、鉀長石是花崗巖的主要礦物?！?/p>

次要礦物：在巖石中含量次于主要礦物，對于劃分巖石大類不起主要作用，但對確定巖石種屬起一定作用的那些礦物。如閃長巖中的石英，含量約2％，沒有石英也叫閃長巖；當(dāng)石英5％時，則叫石英閃長巖?！?/p>

副礦物：含量很少，常小于1％，個別情況可達(dá)5％，在一般的分類命名中均不起作用。但它們對于了解一個巖體的形成條件，對比不同巖體，確定巖體時代以及研究稀散元素有重要意義（三）、巖漿巖礦物的成因類型

按礦物形成階段及形成時的物理化學(xué)條件劃分●

原生巖漿礦物：巖漿冷凝過程中形成的礦物。按成因特點又可分為以下三類：

正常礦物：直接從巖漿中結(jié)晶出來而且在巖石形成過程中穩(wěn)定的礦物。

殘余礦物和反應(yīng)礦物：礦物從巖漿中析出后，因溫度、壓力、成分等發(fā)生變化，使這些礦物受到部分溶蝕、反應(yīng)或分解。其中尚未遭受變化的殘余部分叫殘余礦物；已經(jīng)受反應(yīng)、分解而形成的新礦物稱反應(yīng)礦物。如橄欖石的輝石反應(yīng)邊。

●2.成巖礦物：在巖漿完全結(jié)晶后，由于外界物理化學(xué)條件的變化（主要是溫度和壓力的降低〕，使原生巖漿礦物發(fā)生轉(zhuǎn)變而新形成的礦物叫成巖礦物。如透長石→正長石?！?.巖漿期后礦物：在巖漿已基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)份和巖漿期后溶液作用而生成巖漿期后礦物。它們往往交代原生礦物或充填在礦物的孔隙及晶洞中。●4.它生礦物：它們是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體所引起的。這類礦物的形成反映了巖漿中外來組分的參與。如富鋁礦物紅柱石、堇青石、矽線石就是巖漿同化了富鋁圍巖的產(chǎn)物?！?.外生礦物：巖漿受外營力，如地表風(fēng)化形成的礦物，也稱表生礦物。如絹云母、高嶺石。巖漿期后礦物，尤其是一些自變質(zhì)礦物常常與外生礦物難以區(qū)別，鏡下無法區(qū)分時，統(tǒng)稱為次生礦物。巖漿巖的結(jié)構(gòu)（texture）:

指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度和礦物間（包括玻璃）相互關(guān)系。2、巖漿巖---結(jié)構(gòu)（一）、巖漿巖的結(jié)晶程度●1、全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石全部由結(jié)晶的礦物組成。多見于深成侵入巖中，結(jié)晶條件好，緩慢結(jié)晶的產(chǎn)物?！?、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石幾乎全部由未結(jié)晶的火山玻璃所組成。多見于火山巖中，是快速冷凝結(jié)晶的產(chǎn)物。●3、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石由部分晶體和部分玻璃質(zhì)組成。多見于淺成巖和火山巖中。全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（玻基純橄巖）

雛晶結(jié)構(gòu)：玻璃質(zhì)是一種未結(jié)晶的、不穩(wěn)定狀態(tài)下的固態(tài)物質(zhì)，隨著地質(zhì)時代的增長，玻璃質(zhì)將逐漸脫?；?，轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物質(zhì)。在脫玻化初期，形成一些顆粒極細(xì)的結(jié)晶物質(zhì)，稱為雛晶。如果巖石主要由雛晶組成，則其結(jié)構(gòu)稱雛晶結(jié)構(gòu)。雛晶結(jié)構(gòu)

霏細(xì)結(jié)構(gòu)霏細(xì)結(jié)構(gòu)：脫玻化達(dá)到一定程度時，可形成極細(xì)的、它形的長英質(zhì)礦物顆粒的隱晶質(zhì)集合體，但顆粒間界線模糊，形狀不規(guī)則，稱霏細(xì)結(jié)構(gòu)。

球粒結(jié)構(gòu)球粒結(jié)構(gòu)：脫玻化可形成球粒，它是由中心向外呈放射狀生長的長英質(zhì)纖維構(gòu)成的球狀生成物，也可呈扇狀、束狀等。如果外形似球狀，但其成分不是長英質(zhì)，而是輝石和斜長石，則稱球顆結(jié)構(gòu)球顆結(jié)構(gòu)。返回霏細(xì)結(jié)構(gòu)返回（二）、巖石中礦物的顆粒大小●1、顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：肉眼觀察時基本上能分辨礦物顆粒者。

（1）粗粒結(jié)構(gòu)：礦物直徑

>5mm

（2）中

粒結(jié)構(gòu)：礦物直徑

2～5mm

（3）細(xì)粒結(jié)構(gòu)：礦物直徑

2～0.2mm

（4）微粒結(jié)構(gòu)：礦物直徑

<0.2mm●2、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：礦物顆粒很細(xì)，肉眼無法分辨出礦物顆粒者。如果在顯微鏡下可以看清礦物顆粒者，稱

顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；如果境下只有偏光反映，而無法分辨礦物顆粒者，稱

顯微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦物顆粒的相對大小又可劃分為三種結(jié)構(gòu)類型：（1）等粒結(jié)構(gòu)：巖石中不同種主要礦物顆粒大小大致相等。（2）不等粒結(jié)構(gòu)：巖石中不同種主要礦物顆粒大小不等。（3）斑狀及似斑狀結(jié)構(gòu)：巖石中所有礦物顆?？煞譃榇笮〗厝徊煌膬扇海蟮姆Q為斑晶，小的稱為基質(zhì)，其中沒有中等大小的顆粒。如果基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)，則稱斑狀結(jié)構(gòu)；如果基質(zhì)為顯晶質(zhì)，則稱似斑狀結(jié)構(gòu)。

熔蝕結(jié)構(gòu)和暗化邊結(jié)構(gòu)：深部結(jié)晶的斑晶在隨巖漿上升過程中，由于物化條件的改變，而產(chǎn)生熔蝕，形成渾園狀、港灣狀形態(tài)，稱熔蝕結(jié)構(gòu)；而含揮發(fā)份的斑晶在上升過程中常發(fā)生分解，在晶體邊緣形成鐵質(zhì)分解氧化形成的磁鐵礦等不透明礦物細(xì)粒集合體，稱暗化邊結(jié)構(gòu)。不等粒結(jié)構(gòu)暗化邊結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)安山結(jié)構(gòu)、熔蝕結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)安山結(jié)構(gòu)（三）、巖石中礦物的自形程度●1、自形晶結(jié)構(gòu)：巖石主要由自形晶組成?！?、它形晶結(jié)構(gòu)：巖石主要由它形晶組成?！?、半自形晶結(jié)構(gòu)：巖石主要由半自形晶組成。（四）、巖石中礦物顆粒間的相互關(guān)系

●1、交生結(jié)構(gòu)：兩種礦物互相穿插有規(guī)律地生長在一起。如文象結(jié)構(gòu)、蠕蟲結(jié)構(gòu)及條紋結(jié)構(gòu)等。

（1）文象結(jié)構(gòu)：許多石英往往呈一定的外形（如尖棱形、象形文字形等），有規(guī)律地鑲嵌在鉀長石中。

（2）條紋結(jié)構(gòu)：鉀長石和斜長石有規(guī)律的交生。它可以是固溶體分解形成，也可以是交代成因的。斜長石在鉀長石中呈條紋稱正條紋長石，反之稱反條紋長石。

（3）蠕蟲結(jié)構(gòu)：許多細(xì)小的形似蠕蟲狀的石英穿插生長在長石中。成因有三種：共結(jié)蠕蟲、交代蠕蟲、分解蠕蟲。蠕英（蠕蟲）結(jié)構(gòu)蠕英（蠕蟲）結(jié)構(gòu)●2、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)：早生成的礦物與熔漿發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)這種反應(yīng)不徹底時，在早生成的礦物外圈，形成另一種成分完全不同的新礦物，完全或局部包圍早結(jié)晶的礦物，這種結(jié)構(gòu)稱反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)。如橄欖石的輝石反應(yīng)邊，單斜輝石的角閃石反應(yīng)邊?！?、環(huán)帶結(jié)構(gòu)：與反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)類似，不同的是反應(yīng)生成礦物和與被反應(yīng)礦物同屬一種礦物，僅端元成分及光性方位有差異，因而呈現(xiàn)為環(huán)帶特征?！?、包含結(jié)構(gòu)：較大的礦物顆粒中包含有許多較小的礦物顆粒，稱為包含嵌晶結(jié)構(gòu)。如果大的輝石或橄欖石中包含許多自形柱狀的斜長石晶體，稱嵌晶含長結(jié)構(gòu)?！?、填隙(間)結(jié)構(gòu)：斜長石微晶組成的間隙內(nèi)，充填有輝石等暗色礦物，以及隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)等。斜長石的環(huán)帶結(jié)構(gòu)間粒結(jié)構(gòu)（粗玄結(jié)構(gòu)）間粒結(jié)構(gòu)（粗玄結(jié)構(gòu)）（五）巖漿巖結(jié)構(gòu)與巖漿冷凝條件的關(guān)系一般來說，礦物都是在過冷區(qū)域，即低于其熔點若干度的條件下結(jié)晶的。如果冷卻緩慢，過冷度小，有充分的時間結(jié)晶，則結(jié)晶好；反之，則結(jié)晶不好，或形成玻璃?！?.巖漿在地殼深部，

冷卻緩慢，結(jié)晶作用發(fā)生在a區(qū)，晶體生長速度大于形成結(jié)晶中心的速度。因此，圍繞少數(shù)結(jié)晶中心晶體迅速生長，形成粗粒結(jié)構(gòu)?！?.巖漿在地殼淺部，冷卻較快的情況下，結(jié)晶作用發(fā)生在b區(qū)，形成結(jié)晶中心的速度大于晶體生長速度，圍繞大量結(jié)晶中心形成大量的細(xì)小晶體，構(gòu)成細(xì)粒結(jié)構(gòu)?！?.巖漿噴出地表或很近地表，冷卻很快，結(jié)晶作用在c區(qū)，形成結(jié)晶中心的能力及晶體生長速度都大為減弱，但前者仍大于后者，結(jié)晶中心非常多，晶體生長速度近于零，結(jié)晶能力很弱，形成微晶、隱晶、霏細(xì)或半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。

●4.冷卻極快的情況下，冷凝作用發(fā)生在d區(qū)，幾乎不形成結(jié)晶中心，更談不上晶體生長，因而形成玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。3、巖漿巖-----構(gòu)造

構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間或與巖石其它組成部分（如玻璃質(zhì)）之間的排列方式及充填方式所表現(xiàn)出來的特點。

1.塊狀構(gòu)造（均一構(gòu)造）：組成巖石的礦物在整塊巖石中分布是均勻的，巖石各部分在成分上或結(jié)構(gòu)上都是一樣的。

2.帶狀構(gòu)造：不同成分的巖石彼此逐層交替，或者是成分相同但結(jié)構(gòu)、顏色及造巖礦物成分或數(shù)量不同的巖石彼此逐層交替呈帶狀、條帶狀彼此平行或近于平行?！?.斑雜構(gòu)造：在巖石的不同部分，其礦物成分或結(jié)構(gòu)構(gòu)造差別很大，因此整個巖石看起來是不均一的，斑斑塊塊，雜亂無章?！?.球狀構(gòu)造：表現(xiàn)為侵入體中有一些球體，而每個球體中的礦物，圍繞某些中心呈同心層分布，有的在某些層內(nèi)礦物呈放射狀分布?！?.晶洞構(gòu)造和晶腺構(gòu)造：在侵入巖中出現(xiàn)的孔洞稱為晶洞構(gòu)造，如果孔壁上生長著排列很好的晶體則稱為晶腺構(gòu)造。晶腺與晶洞構(gòu)造

●6.氣孔和杏仁構(gòu)造：

噴出巖中常見構(gòu)造，主要見于熔巖層之頂部，它是由于從冷凝著的巖漿中，尚未逸出的氣體，上升匯聚于巖流頂部，冷凝后留下的氣孔，稱為氣孔構(gòu)造。氣孔的拉長方向代表著巖流流動的方向。當(dāng)氣孔被巖漿期后礦物所充填，則形成杏仁構(gòu)造。

●7.枕狀構(gòu)造：這是巖漿水下噴發(fā)的典型構(gòu)造。枕狀體常具玻璃質(zhì)冷凝邊，有的氣孔呈同心層狀或放射狀分布，中部有空腔?！?.流紋構(gòu)造：酸性熔巖中最常見的構(gòu)造。它是由不同顏色的條紋和拉長的氣孔等表現(xiàn)出來的一種流動構(gòu)造。氣孔構(gòu)造(浮巖)熔巖枕水下實地觀測深潛器機(jī)械手采集深海枕狀熔巖樣品深海枕狀熔巖流紋構(gòu)造●9.流動構(gòu)造：巖漿巖中的片狀礦物、板狀礦物和扁平捕虜體、析離體的平行排列，形成流面構(gòu)造；而柱狀礦物和長析離體、捕虜體的定向排列，形成流線構(gòu)造。它們是巖漿流動的遺跡，流面與圍巖接觸面平行，流線與巖漿流動方向一致。

●10.原生