南京大學普通地質學2普地礦物課件

第二章礦物Mineral普通地質學(GeneralGeology)Chapter2Mineral

Section1Somebasicconceptions

1.地殼由巖石組成；巖石由礦物組成；礦物由元素組成.

2.元素是構成地球的最基本物質,由同種原子所組成.

2.1元素(element):周期表共有112種,自然界有92種

2.2同位素:是中子數不同（原子量不同）的同種元素的變種.同種元素的同位素，物化性質基本相同.總共有300余種.

2.3可分放射性和穩(wěn)定兩種同位素（radio&stableisotope).

放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等

穩(wěn)定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1

2.4半衰期(half-life)：放射性元素蛻變到其原來數量的一

半所需時間.半衰期:

Rb87-Sr87:500億年,Th232-Pb208:139億年,

U238-Pb20645億年,K40-Ar40:15億年,U235-Pb207:7.13億年,C14-N14:5692年放射性同位素主要用來測定火成巖石的絕對年齡;

穩(wěn)定同位素主要用來確定巖石的物質環(huán)境與來源.如地殼,地幔,水圈,大氣圈,生物圈,月球,隕石等。

2.5同位素研究是當代倍受重視的國際前沿,地化專業(yè)主攻。

3.克拉克值Clarkvalue:中上地殼中50種元素的平均含量.美國科學家克拉克采集了世界各地的樣品5159個；用取得的化學分析數據,求出了16公里厚的地殼內50種元素的平均百分重量,后人稱克拉克值,又稱豐度Abundance。國際通用。

單位ppm=10-6,即克/噸。目前還用ppb=10-9。

克拉克值≠克拉值；5克拉=1克。

3.2地殼中各元素的含量差別很大

其中,O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H10元素占99.96%;

而O,Si,Al,Fe,Ca5元素占了92.46%。非晶質體Non-crystal：內部原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重復排列的固體.如火山玻璃，超冷液體。自然界極少。

在一定條件下，非晶質體可向晶質體轉化。如火山玻璃→玉髓。

準晶體quasicrystal定義：其內部結構由多級呈相似的配位多面體在三維空間作長程定向有序分布的固體。

quasicrystal為一種新的凝聚態(tài)固體，但其內部原子既不像非晶質體那樣成完全無序的分布，又不具有像晶體那樣的三維周期性排列有序。目前尚未發(fā)現(xiàn)天然產出的準晶體。5礦物Mineral定義：由天然產出且具有特定的（但一

般并非固定的）化學成分和內部結構構造的均勻固

體。自然界廣泛。

準礦物Mineraloid:在產出狀態(tài)、成因和化學組成

等方面均具有與礦物相同的特征，但不具有標準結

晶構造的均勻固體。

主要有A型蛋白石、水鋁英石。自然界極少。

6礦物的6項基本特征Sixbasicfeaturesofmineral

特征1最基本特征是天然產出、有序結構、固體。

特征2自然界的所有晶體都是礦物；絕大多數礦

物都是晶體。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦物3300余種，絕大部分

(99%)分布于地殼中。蛋白石、水鋁英石是準礦物。

特征3礦物的化學成分基本穩(wěn)定,但可有雜質。

特征4

礦物可分為三大類

①自然元素礦物:Au,Cu,S,C(金鋼石,石墨).自然界很少.

②分子化合物（分硫化物，鹵(氟與氯)化物，氧化物三種）:

如SiO2-石英,NaCl-石鹽,FeS2-黃鐵礦.自然界常見.

③復雜分子團礦物:主要是硅酸鹽礦物.種類多,含量高,分布廣,占地殼總重量75%.如K(Mg,Fe)3[SiO3AlO10](OH,F)2,黑云母

水,石油,天然氣不是礦物(非固體)；煤也不是(排列無序)；花崗巖不是礦物(巖石)。

特征5

礦物具有同質多象和類質同象現(xiàn)象。

同質多象Polymorphism定義:化學成分相同、但質點的排

列方式不同（結構不同）的現(xiàn)象。將形成不同的礦物。

如：C金剛石（高壓）-石墨（常壓)。

類質同象Isomorphism定義:礦物結構中某種原子或離子部分被它種原子或離子取代，但不破壞其晶體結構的現(xiàn)象。如鎂橄欖石→鐵橄欖石。表1火成巖的七種主要造巖礦物若干特征

8.巖石Rock:由一種以上礦物集成的固體.按形成方式，巖石可分三大類：

火成巖Igniousrock:占地殼巖石體積64.7%;

沉積巖Sedimentaryrock:占地殼巖石體積7.9%，地表面積75%;

變質巖Metamorphic

rock:占地殼巖石體積27.4%.

Section2Physicalcharacterofmineral

1外形(Shape)

1.1單晶體(Singlecrystal):一向延伸呈針狀柱狀,如輝

銻礦Sb2S2(Stibnite);二向延伸呈板狀、片狀,如長石,

云母;

三向延伸呈菱面體,八面體,立方體,復合體,如方解石,螢

石,角閃石,輝石,黃鐵礦,金剛石等層狀方解石cacite正長石orthoclase紫、綠色螢石

fluorite黃鐵礦

pyrite1.2集合體(Aggregate):礦物微粒聚集體.一向的

呈纖維狀,如石棉;二向的呈鱗片狀,絹云母;

三向的呈粒狀,橄欖石

1.3特殊集合體:放射狀,如硅灰石CaSiO3;鐘乳狀,

如鐘乳石;晶族狀,如石英;鮞狀、葡萄狀、

腎狀,如赤鐵礦.

2光學性質(Optical)

2.1透明度(Transparency):礦物薄片(厚0.03mm)能透過光線者,稱透明礦物,如石英,云母,長石,方解石等.不透光者,稱不透明礦物.所有金屬礦物都是不透明礦物.

2.2光澤(Luster):礦物的反光能力石棉asbestos橄欖石olivine鮞狀赤鐵礦oolitichematite石英、水晶quartzcrystal金屬光澤Metalluster:反射很強,所有金屬礦物均此光澤。

非金屬光澤Non-metalluster:反射較弱，透明礦物的光澤。

可細分金剛光澤(金剛石),玻璃光澤(長石),油脂光澤，

(石英斷口),絲絹光澤(絹云母),珍珠光澤(白云母),

土狀光澤(高嶺石)6種。

2.3顏色(Color)與條痕(Streak)

●顏色:白,藍,紅,黑,淺綠,紫紅等。

●自色(Diochromatic):被化學成分和內部結構所決定的

礦物本色.如方鉛礦的鉛灰色。

●他色(Allochromatic):混入雜質后的礦物顏色。

如石英(無色),紫晶(紫色,Fe多),薔薇石英(Fe少),

煙水晶(含Mn)。

●假色（Pseudochromaticcolor）:表面氧化或吸附他物后

的顏色.如褐色黃鐵礦。

●條痕色:礦物粉末的顏色。用瓷板劃之,紫紅的赤鐵礦呈

櫻紅色,黃銅的黃銅礦呈墨綠色。TwogroupsofcleavageinpyroxenecrystalTwogroupsofcleavageintremolitecrystalSection3Identificationofmineral

肉眼鑒定：看(形態(tài),色,光澤，解理，成分)-掂(比重)-

刻（硬度）-敲(斷口)

儀器鑒定：偏光顯微鏡,化學成分分析,SEM,TEM(Scan(Transmission)ElectricMicroscope),激光探針

Section4Generalmineral

1常見的：方解石CaCO3,石英SiO2,長石。云母

2貴重的：金剛石C,金Au,銀Ag

3工藝品：瑪瑙SiO2紅寶石,藍寶石Al2O3（剛玉）

4工業(yè)原料：赤鐵礦Fe2O3,磁鐵礦Fe3O4,黃銅礦CuFeS2

5藥用：辰砂HgS,雄黃As4S4

6環(huán)境氣候示蹤礦物干旱炎熱：石膏、石鹽。

HP/LT：藍閃石、多硅白云母、紅簾石(俯沖碰撞帶).

UHP：柯石英、金剛石(陸內深俯沖,>100公里深度).

7偏光鏡下常見的:長石,石英,云母,輝石,角閃石,方解石紅色剛玉Redcorundum辰砂

cinnabar尖晶石spinel軟錳礦pyrolusite硬錳礦psilomelane蘭銅礦azurite孔雀石malachite錫石c