第三章_礦物.ppt

1、第三章 礦物,第一節(jié) 元素,1、元素和同位素的概念,2、地殼中的元素與克拉克值,美國(guó)化學(xué)家克拉克(F.W.Clarke,1847-1931) 根據(jù)大陸地殼中的5159個(gè)巖石、礦物、土壤和天然水的樣品分析數(shù)據(jù)，于1889年第一次算出元素在地殼中的平均含量數(shù)值(平均重量百分比)，即元素的豐度后人為了紀(jì)念這個(gè)創(chuàng)舉，將它命名為克拉克值。,第二節(jié) 礦物的概念,1、礦物的定義,在各種地質(zhì)作用下形成的具有固定化學(xué)成分 和物理性質(zhì)的均質(zhì)物體，是組成巖石的基本單位,自然產(chǎn)出,成分、性質(zhì)固定，均質(zhì)體,以巖石形式存在,大部分礦物是固體（如石英、金剛石），也有的是液體（如自然汞）或氣體（如火山噴發(fā)中的水蒸氣)，也有的

2、是膠態(tài)（如蛋白石）,2、晶體與非晶質(zhì)體,晶體（crystal）是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、離子或分子)在三維空間周期性地重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。這種質(zhì)點(diǎn)在三維空間周期性地重復(fù)排列也稱(chēng)格子構(gòu)造，所以晶體是具有格子構(gòu)造的固體。,非晶質(zhì)體：不具有格子構(gòu)造的物質(zhì),晶體與非晶體結(jié)構(gòu)（平面）示意圖(a)晶體，（b）玻璃（非晶體 ）,金剛石中C原子的共價(jià)鍵,石墨層間的范德華力,化學(xué)鍵：質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力,同質(zhì)多象：相同成分，不同結(jié)構(gòu),類(lèi)質(zhì)同象：相同結(jié)構(gòu)，不同成分,晶體的生長(zhǎng),晶體內(nèi)部空間格子與外形,第三節(jié) 礦物的主要性質(zhì),1、礦物的形態(tài),（1）單體形態(tài)：,一向延長(zhǎng)：柱狀，針狀，放射狀,電氣石,透輝石,輝鉍礦,紅柱石,石膏

3、,二向延長(zhǎng)：板狀，片狀,電氣石,滑石,黑云母,黑云母,三向延長(zhǎng)：等軸粒狀,電氣石,石榴子石,黃鐵礦,方解石,（2）集合體形態(tài)：,纖維狀或毛發(fā)狀,蛇紋石,透閃石,鱗片狀,石膏,鈾云母,粒狀或塊狀、土狀,放射狀,藍(lán)銅礦,輝銻礦,綠銅鋅礦,晶簇狀,石膏,綠簾石,鮞狀、豆?fàn)?鐘乳狀,葡萄狀、腎狀、結(jié)核狀,孔雀石,方解石,菱錳礦,2、礦物的光學(xué)性質(zhì),（1）礦物的顏色,自色：礦物本身含有致色離子,他色：礦物中含有雜質(zhì),（2）礦物的條痕,條痕是鑒定礦物的重要手段,（1）礦物的光澤,金屬光澤,半金屬光澤,金剛光澤,玻璃光澤,脂肪光澤,珍珠光澤,絲絹光澤,土狀光澤,（1）礦物的透明度,半透明礦物,透明礦物,不透

4、明礦物,3、礦物的力學(xué)性質(zhì),礦物的硬度,礦物的解理,解理：礦物在外力作用下，沿著一定的結(jié)晶方向裂成光滑平面的性質(zhì)。而這種破裂面則叫做解理面，解理面一般非常平滑且有光澤，不同礦物或一種礦物的不同方向上解理發(fā)育程度不同。,一組解理,二組解理,三組解理,多組解理,礦物的斷口,礦物的脆性和延展性,礦物的彈性和撓性,礦物的相對(duì)密度,礦物的磁性,礦物的發(fā)光性,礦物的可燃性,第四節(jié) 常見(jiàn)礦物,1、礦物的分類(lèi)：20世紀(jì)末3800余種，每年新發(fā)現(xiàn)40種左右,自然元素礦物,硫化物及其類(lèi)似化合物,鹵化物,氧化物及氫氧化物,硅酸鹽 硝酸鹽 碳酸鹽 磷酸鹽 硫酸鹽 硼酸鹽 鉬酸鹽,2、礦物的命名,以人名或地名命名：高嶺

5、石，包頭礦，章氏硼鎂石,物理性質(zhì)：方解石，孔雀石，天青石，蛇紋石,形態(tài)：石榴子石，十字石，菊花石,化學(xué)成分：鎢錳鐵礦（Mn,Fe)WO4，銀金礦（Au,Ag),物理性質(zhì)與化學(xué)成分：黃銅礦（CuFeS2)，閃鋅礦(ZnS)，方 鉛礦（PbS），磁鐵礦（Fe3O4），輝銻礦（Sb2S3）,沿用古名：石英，石膏，辰砂，雄黃,具有金屬光澤或可提煉金屬的礦物多成為*礦，如方鉛礦，閃鋅礦，黃銅礦；具非金屬光澤的礦物則多成為*石，如方解石，長(zhǎng)石，螢石等等,3、重要礦物簡(jiǎn)述,（一）自然元素礦物,石墨：鱗片狀、塊狀集合體，鐵黑色或鋼灰色，條痕黑灰色，半金屬光澤，硬度12，高導(dǎo)電性，耐高溫。,鑒定特征：鋼灰色，性

6、軟，滑膩，染手染紙。,用途：鉛筆，電極，坩鍋,鑒定特征：最大硬度，強(qiáng)金剛光澤。,用途：首飾，鉆探研磨,金剛石：晶體類(lèi)似球形的八面體或六面體，強(qiáng)金剛光澤，硬度10，解理完全，性脆。,（二）硫化物類(lèi)礦物,鑒定特征：鉛灰色，性脆，比重大，常碎成小方塊。,用途：重要鉛礦石，常含銀,方鉛礦（PbS）：致密塊狀或粒狀集合體。鉛灰色，條痕黑灰，金屬光澤，三組立方解理，性脆。,（二）硫化物類(lèi)礦物,鑒定特征：顏色有變化，條痕顏色稍淺，松脂光澤，多向完全解理。,用途：重要鋅礦石,閃鋅礦（ZnS）：致密塊狀或粒狀集合體。淺黃到棕黑色，條痕白色到褐色，松脂光澤到半金屬光澤，六組完全解理，性脆。,（二）硫化物類(lèi)礦物,鑒

7、定特征：完好晶體，淺銅黃色，條痕綠黑色，小刀刻不動(dòng)。,用途：硫酸的主要原料,黃鐵礦（FeS2）：塊狀集合體或發(fā)育良好的晶體。淺黃銅色，條痕綠黑色，金屬光澤，晶面上有橫紋，無(wú)解理，性脆。,（二）硫化物類(lèi)礦物,鑒定特征：金黃色，條痕綠黑色，小刀能刻動(dòng)。,用途：重要煉銅礦物,黃銅礦（CuFeS2）：完好晶體少見(jiàn)，多為塊狀或分散粒狀集合體。金黃色，條痕綠黑色，金屬光澤，硬度較小，無(wú)解理，性脆。,（三）氧化物及氫氧化物類(lèi)礦物,鑒定特征：櫻紅色條痕。,用途：煉鐵，紅色涂料,赤鐵礦（Fe2O3）：致密塊狀、鮞狀、豆?fàn)?、腎狀。顯晶質(zhì)鐵黑色到鋼灰色，隱晶質(zhì)為暗紅色，條痕櫻紅。,（三）氧化物及氫氧化物類(lèi)礦物,鑒定

8、特征：鐵黑色，強(qiáng)磁性,用途：重要鐵礦石,磁鐵礦（Fe2O3）：晶體常為小八面體，常為致密塊狀褐粒狀集合體。鐵黑色，條痕黑色。,（三）氧化物及氫氧化物類(lèi)礦物,鑒定特征：顏色鐵黑到黃褐，條痕黃褐色。,用途：鐵礦石或褐色顏料,褐鐵礦FeO（OH）nH2O：氫氧化鐵與含水氧化鐵的混合物，褐色到黃褐色，條痕黃褐，常呈致密塊狀或鐘乳狀、葡萄狀。,（三）氧化物及氫氧化物類(lèi)礦物,鑒定特征：六方柱，晶面橫紋，硬度大，無(wú)解理。,用途：玻璃，光學(xué)材料，精密儀器，研磨等,石英（SiO2）：六方柱狀，常發(fā)育成單晶或簇狀集合體，也有呈致密塊狀，顏色多變，玻璃光澤，斷口油脂光澤，貝殼狀斷口，硬度7，隱晶質(zhì)石英稱(chēng)為玉髓，常呈

9、腎狀、葡萄狀，具多色條帶者叫瑪瑙。,（四）鹵化物類(lèi)礦物,鑒定特征：綠紫白顏色鮮明，標(biāo)準(zhǔn)硬度4，多向完全解理。,用途：助熔劑，氫氟酸原料,螢石（CaF2）：六面體或八面體，或呈致密塊狀，淺綠，紫色或白色，條痕白色，玻璃光澤，四組完全解理。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：錘擊成菱形碎塊，小刀能刻動(dòng)，遇鹽酸起泡,用途：光學(xué)儀器材料,（1）碳酸鹽類(lèi)礦物,方解石（CaCO3）：晶體呈菱面體，集合體有塊狀、粒狀、鐘乳狀、晶簇狀等各種形態(tài)。玻璃光澤，解理好。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：與方解石相似，但遇鹽酸起泡不明顯,用途：耐火材料,（1）碳酸鹽類(lèi)礦物,白云石CaMg CO3 （OH）2晶體呈菱面體

10、，通常為塊狀或粒狀集合體。玻璃光澤，解理好。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：獨(dú)特的綠色,用途：裝飾品、綠色染料,（1）碳酸鹽類(lèi)礦物,孔雀石Cu CO3 （OH）2常為鐘乳狀、腎狀、塊狀集合體，綠色，條痕淡綠，晶體玻璃光澤，半透明。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：硬度小，完全解理，密度較大，不溶于酸,用途：填充劑、白色顏料等,（2）硫酸鹽類(lèi)礦物,重晶石（BaSO4）常呈板狀或柱狀晶體，集合體呈粒狀、塊狀，白、淺灰、淺黃、淺紅等色，條痕白色，玻璃光澤，三組互相垂直的完全解理。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：一組最完全解理，可撕成薄片，或成纖維狀、粒狀，指甲可劃動(dòng)。,用途：水泥、模型、醫(yī)藥、光

11、學(xué)儀器等,（2）硫酸鹽類(lèi)礦物,石膏（BaSO4）常呈板狀晶體，集合體呈粒狀、塊狀或纖維狀，無(wú)色或白色，玻璃光澤，一組最完全解理。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：晶體六方柱與標(biāo)準(zhǔn)硬度；塊狀取粉末與鉬酸銨混合滴入硝酸顯黃色,用途：提取磷的重要原料，或制造磷肥,（3）磷酸鹽類(lèi)礦物,磷灰石Ca5PO43F,Cl常呈六方柱狀晶體，集合體呈粒狀、塊狀、腎狀、結(jié)核狀等，白、灰、綠、褐等色，條痕白色，玻璃光澤，解理不完全。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,硅酸鹽類(lèi)礦物大約有800余種，是構(gòu)成地殼的最主要的造巖礦物，約占地殼總質(zhì)量的3/4。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,硅氧四面體是構(gòu)成硅酸鹽的基本單位，硅酸鹽的外部形態(tài)完全取決

12、于內(nèi)部的硅氧四面體如何連接。,島狀硅酸鹽： 硅氧四面體被陽(yáng)離子隔開(kāi)，彼此分離猶如孤島。 如橄欖石,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：橄欖綠色，玻璃光澤，硬度較高,用途：裝飾品,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,橄欖石（Mg, Fe)2SiO4常呈粒狀集合體，淺黃綠到橄欖綠色，條痕白色，玻璃光澤，解理不明顯。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：獨(dú)特的晶形，高硬度,用途：研磨材料，裝飾品,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,石榴子石X3Y2SiO43常形成等軸粒狀單晶，集合體塊狀，顏色從淺黃白過(guò)渡到黑色。玻璃光澤，無(wú)解理,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：近正方形柱狀晶體，有碳質(zhì)黑心，或?yàn)榉?/p>

13、射狀集合體。,用途：高級(jí)耐火材料,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,紅柱石Al2SiO4O單晶體柱狀，晶體中心常有碳質(zhì)充填，集合體放射狀，顏色常為灰白、肉紅色。玻璃光澤，平行柱狀方向的解理,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：獨(dú)特的顏色，硬度異向性。,用途：高級(jí)耐火材料,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,藍(lán)晶石Al2SiO4O單晶長(zhǎng)板狀或刀片狀，常為灰藍(lán)色。玻璃光澤，平行柱狀方向的解理，解理面上可見(jiàn)珍珠光澤，平行伸長(zhǎng)方向硬度小，垂向硬度大,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：特有的黃綠或深綠色，晶體延長(zhǎng)方向有條紋，硬度大。,用途：色澤艷麗者可作寶石,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,綠簾石Ca2（Al,Fe）3Si2O7SiO4OOH成分復(fù)雜

14、，單晶體為柱狀，集合體粒狀或塊狀，綠色，玻璃光澤，平行柱狀解理,鏈狀硅酸鹽： 硅氧四面體形成鏈狀形式，單鏈又可能在中間由陽(yáng)離子結(jié)合起來(lái)形成雙鏈。 單鏈如輝石，雙鏈如角閃石,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：綠黑色，短柱狀晶形與垂向解理。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,普通輝石(Ca,Mg,Fe,Al)2(Si,Al)2O6單晶體為短柱狀，橫切面呈八邊形，集合體粒狀。綠黑色或黑色，玻璃光澤，平行柱狀兩組解理，近于垂直,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：淺的顏色，晶形，柱狀結(jié)合體形態(tài)等。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,透輝石CaMgSi2O6單晶體為短柱狀，橫切面呈四邊形，集合體

15、粒狀，無(wú)色。含鐵呈綠色，玻璃光澤，平行柱狀兩組解理，近于垂直,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：與透閃石區(qū)別在于比較軟，而透閃石性脆。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,用途：陶瓷工業(yè),硅灰石Ca3Si3O9多為放射狀、纖維狀集合體。白色到灰白色，玻璃光澤,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：綠黑色長(zhǎng)柱狀，124度解理，小刀不易刻劃。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,普通角閃石Ca2Na（Mg,Fe)4(Al,Fe3+)(Si,Al)4O112(OH)2多為長(zhǎng)柱狀、粒狀或其集合體。橫剖面近六邊菱形，玻璃光澤，兩組解理呈124度交角,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：棒狀、針狀晶形。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,夕線(xiàn)石AlAlSiO5常

16、為針狀及纖維狀集合體，灰白色，玻璃光澤，硬度7，有平行伸長(zhǎng)方向解理,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,層狀硅酸鹽： 硅氧四面體角頂相連，在平面上無(wú)限延伸。 如云母、滑石,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：淺色、性軟、滑膩。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,用途：耐火、耐酸、絕緣材料,滑石Mg3Si4O10（OH）2單晶體片狀，通常是鱗片狀、放射狀、塊狀集合體，無(wú)色或白色，解理面珍珠光澤，性軟，有滑膩感,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：淺色、一組極完全解理。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,用途：重要絕緣材料,白云母KAl2AlSi3O10（OH，F(xiàn)）2單晶體短柱或板狀，集合體鱗片狀，薄片無(wú)色透明，一組極完全解理

17、，解理面珍珠光澤。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：深色、一組極完全解理。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,用途：重要絕緣材料,黑云母K（Mg,Fe)3AlSi3O10（OH）2單晶體短柱或板狀，集合體鱗片狀，棕黑或黑色，一組極完全解理，解理面珍珠光澤。,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：黃綠色，中等硬度，脂肪光澤。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,用途：石棉作為保溫耐火材料,蛇紋石（石棉）Mg6Si4O10（OH）8完整晶體少見(jiàn)，多為致密塊狀，片狀或纖維狀集合體，淺黃至深綠色，條痕白色，脂肪或臘狀光澤，稍具滑膩感,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：性軟、吸水、可塑性。,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,用途：陶瓷工業(yè)主要原料,高嶺石Al4Si4O10（OH）8多為致密塊狀，粉末狀、土狀，白色或淺灰、淺紅等色，條痕白色，土狀光澤，有吸水性,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,架狀硅酸鹽： 硅氧四面體每個(gè)頂角都和相鄰的硅氧四面體共用，形成架狀結(jié)構(gòu)。 如石英，長(zhǎng)石,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,（4）硅酸鹽類(lèi)礦物,（五）含氧酸鹽類(lèi)礦物,鑒定特征：肉紅、黃白等色，斷柱狀，