第二章礦物

礦物的概念和用途第一節(jié)、礦物的形態(tài)第二節(jié)、礦物的物理性質(zhì)第三節(jié)、礦物的化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)、礦物的形成與共生**第五節(jié)、礦物的分類及鑒定礦物圖片欣賞課后復(fù)習(xí)礦物的概念礦物：在一定的地質(zhì)條件下形成，具有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，并在一定的物理化學(xué)條件下穩(wěn)定存在的單質(zhì)或化合物叫礦物。

礦物是組成巖石和礦石的基本單位。礦物的用途

寶石——鉆石（金剛石），紅藍(lán)寶石（剛玉），水晶（石英）

觀賞石——各種礦物晶體、礦物集合體

提煉金屬——黃銅礦，磁鐵礦，閃鋅礦，方鉛礦等等。

研磨材料——?jiǎng)傆?，金剛石，黃玉，石榴子石，石英等。

光學(xué)材料——冰洲石，云母，螢石，石英等。

化工原料——黃鐵礦，石鹽，雄黃，雌黃，磷灰石，石膏等。

耐火材料——鋁土礦，紅柱石，矽線石，滑石，蛇紋石，菱鎂礦等

保溫、絕緣材料——石棉，蛭石等

陶瓷原料——高嶺石，硅灰石，正長(zhǎng)石，斜長(zhǎng)石等。

其它用途——藥用，農(nóng)用，造紙，顏料，添加劑，冶金熔劑等。礦物的概念和用途第一節(jié)礦物的形態(tài)一、晶質(zhì)體和非晶質(zhì)體的概念

固體礦物按組成礦物質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）排列是否的規(guī)律分為：晶質(zhì)體：凡是質(zhì)點(diǎn)按規(guī)律內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)作規(guī)則排列，具有格子構(gòu)造的物質(zhì)即稱為結(jié)晶質(zhì)，結(jié)晶質(zhì)在空間的有限部分稱為晶體。晶質(zhì)在合適的條件下能生成規(guī)則的幾何外形（晶體）。如石鹽、黃鐵礦等?？臻g格子：是表示晶體內(nèi)部構(gòu)造中質(zhì)點(diǎn)重復(fù)規(guī)律的幾何圖形。相當(dāng)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)種類相同、環(huán)境相同空間格子要素：結(jié)點(diǎn)行列面網(wǎng)平行六面體（晶胞）非晶質(zhì)體：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)無(wú)規(guī)律排列，不具固定的幾何外形，如玻璃，蛋白石自然界大多數(shù)礦物都是以晶質(zhì)礦物的形態(tài)出現(xiàn)，如水晶（石英的晶體），鉆石（金剛石晶體），冰洲石（方解石晶體），藍(lán)寶石（剛玉晶體），碧璽（電氣石晶體），海蘭寶石，祖母綠（綠柱石晶體）等。晶體體與非晶質(zhì)體在一定的壓力、溫度條件下可以互相轉(zhuǎn)化，非晶質(zhì)體總是趨向于向晶質(zhì)體轉(zhuǎn)化，因?yàn)榫з|(zhì)具的最小的內(nèi)能。如玻璃的老化。礦物的晶體結(jié)構(gòu)影響礦物的形態(tài)與物理性質(zhì)二、礦物的單體形態(tài)

在條件允許的情況下，自然界中的礦物在總是趨向于生長(zhǎng)成具有一定規(guī)則幾何外形的多面體形狀，其形狀取決于其晶體結(jié)構(gòu)和生成時(shí)物理化學(xué)條件。同一化學(xué)成分的礦物在不同的生成條件下可以長(zhǎng)成不同的幾何外形。

單形：由同一形狀、大小的晶面組成，如立方體黃鐵礦

聚形：由兩種或兩種以上的晶面組成。如石英雙晶：同種礦物的兩個(gè)或兩個(gè)以上的晶體規(guī)則連生稱為雙晶。（旋轉(zhuǎn)后或中心反伸后可重合或互成鏡像）歪晶：在實(shí)際晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，常受外界條件的影響而偏離其理想形態(tài)。單形和聚形雙晶歪晶：礦物的結(jié)晶習(xí)性一向延長(zhǎng)針狀、柱狀二向延長(zhǎng)板狀、片狀三向延長(zhǎng)粒狀三、礦物的集合體形態(tài)非晶質(zhì)礦物沒(méi)有單體形態(tài)，晶質(zhì)礦物也多以集合體形態(tài)出現(xiàn)。1．晶簇狀：石英、方解石2．粒狀：黃鐵礦、磁鐵礦3．鱗片狀：綠泥石、石墨4．纖維狀和放射狀：纖維石膏、菊花石5．結(jié)核狀：鮞狀赤鐵礦、豆?fàn)畛噼F礦6．鐘乳狀：腎狀赤鐵礦、皮殼狀孔雀石、鐘乳石7．樹枝狀：模樹石（氧化錳）8．土狀：高嶺石三、礦物的集合體形態(tài)非晶質(zhì)礦物沒(méi)有單體形態(tài)，晶質(zhì)礦物也多以集合體形態(tài)出現(xiàn)。1．晶簇狀：石英、方解石2．粒狀：黃鐵礦、磁鐵礦3．鱗片狀：綠泥石、石墨4．纖維狀和放射狀：纖維石膏、菊花石5．結(jié)核狀：鮞狀赤鐵礦、豆?fàn)畛噼F礦6．鐘乳狀：腎狀赤鐵礦、皮殼狀孔雀石、鐘乳石7．樹枝狀：模樹石（氧化錳）8．土狀：高嶺石礦物的集合體形態(tài)第二節(jié)：礦物的物理性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)其它性質(zhì)顏色光澤透明度條痕解理硬度密度斷口壓電性熱電性荷電性彈性撓性延展性發(fā)光性磁性放射性脆性導(dǎo)電性一.顏色：礦物對(duì)可見光波的選擇性吸收引起按礦物呈色原因分為：．自色：由礦物本身固有的組分引起。如赤鐵礦、孔雀石．他色：由于外來(lái)帶色雜質(zhì)的混入引起。如各色的石英（紫水晶—Fe，薔薇水晶—Mn）．假色：由于礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化膜對(duì)光的折射、散射引起（方解石、斑銅礦）．礦物顏色定名原則：標(biāo)準(zhǔn)色譜法：紅色、綠色雙名法：黃綠色、綠黑色類比法：桔紅色、銅黃色、檸檬黃色二.條痕：礦物粉末的顏色

（一般是用礦物在無(wú)釉素磁板上刻劃）特點(diǎn)：比顏色更穩(wěn)定，清除假色、減弱他色如：各種顏色的石英條痕總是白色或略帶淺色赤鐵礦可有紅色、鋼灰色、鐵黑色，但條痕總是櫻紅色）意義：對(duì)礦物鑒定有重要意義，特別是對(duì)于彩色礦物或深色礦物，但對(duì)于鑒別淺色礦物意義不大，因淺色或無(wú)色礦物條痕多是白色的或無(wú)色的。對(duì)硬度太大的礦物也無(wú)法用條痕鑒別。但則意義明顯。

（1）金屬光澤：類似于金屬表面的反光。如黃鐵礦，黃銅礦（2）半金屬光澤：類似于金屬光澤但較為暗淡，如鉻鐵礦（3）非金屬光澤：?jiǎn)误w：金剛光澤玻璃光澤珍珠光澤油脂光澤集合體：臘狀光澤絲絹光澤土狀光澤三、光澤：礦物表面反射光的能力臘狀光澤金屬光澤金屬光澤半金屬光澤金剛光澤玻璃光澤油脂光澤絲絹光澤蠟狀光澤四、透明度：礦物透光的程度（以0.03mm薄片為準(zhǔn)）透明：絕大部分光線可以通過(guò)礦物，隔著礦物薄片可以清楚地看到對(duì)面的物體。半透明：部分光線可以通過(guò)礦物，隔著礦物薄片可以模糊地看到對(duì)面的物體不透明：光線幾乎不能通過(guò)礦物，隔著礦物薄片看不到對(duì)面的物體礦物顏色、光澤、透明度、條痕之間的關(guān)系五、硬度：礦物抵抗外來(lái)機(jī)械作用的能力抗壓硬度、抗磨硬度、抗刻劃硬度（摩氏硬度計(jì)）肉眼鑒定礦物時(shí)常用小刀（硬度5~5.5）、指甲（硬度2~2.5）將礦物分為三個(gè)硬度級(jí)別：

高硬度：大于小刀

中硬度：小于小刀，大于指甲

低硬度：小于指甲六、解理：礦物在外力作用下嚴(yán)格沿著一定結(jié)晶方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。

按解理形成的難易程度分為：極完全解理：如云母、石墨、輝鉬礦等完全解理：如方鉛礦、方解石、螢石等中等解理：如角閃石、輝石等不完全解理：如磷灰石、錫石等無(wú)解理（極不完全解理）

：如石英、黃鐵礦等七、斷口：礦物受力后不沿結(jié)晶方向破裂而成的斷面。按形態(tài)分貝殼狀斷口參差狀斷口鋸齒狀斷口土狀斷口八、密度：礦物在空氣中的質(zhì)量與4℃同體積水質(zhì)量比（g/cm3)。小密度：小于2.5(輕）中密度：

2.5~4（中）大密度：大于4（重）九.礦物的其它物理性質(zhì)1.脆性：礦物容易被擊碎或壓碎的性質(zhì)。2.延展性：礦物在錘壓或拉引下，容易形成薄片或細(xì)絲的性質(zhì)。3.彈性：礦物受外力變形，而在外力釋放后又能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。4.撓性：礦物受外力變形，而在外力釋放后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。5.磁性：礦物顆?；蚍畚茨鼙淮盆F吸引的性質(zhì)。6.導(dǎo)電性：礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力。7.荷電性：礦物在受外界能量作用（如摩擦、加熱、加壓）的情況下往往會(huì)產(chǎn)生帶電現(xiàn)象，稱荷電性。8.發(fā)光性：礦物在外來(lái)作用的激發(fā)下，如在加熱、或受紫外線照射等時(shí)產(chǎn)生發(fā)光的現(xiàn)象。

熒光：激發(fā)停止，發(fā)光也停止。

磷光：激發(fā)停止后仍可繼續(xù)發(fā)光。9.放射性：含放射性元素的礦物特有的性質(zhì)。第三節(jié)．礦物的化學(xué)性質(zhì)一、礦物的化學(xué)成分礦物的化學(xué)組成可以有單質(zhì)和化合物兩種，礦物化學(xué)成分的微小差別也能影響礦物的物理性質(zhì)改變?nèi)鐒傆癯煞质茿l2O3，純凈時(shí)無(wú)色。當(dāng)含有微量的雜質(zhì)元素時(shí)可呈黃色、紅色、藍(lán)色等，成為紅寶石和藍(lán)寶石。二、類質(zhì)同象和同質(zhì)異象1．類質(zhì)同象：晶體結(jié)構(gòu)中的某些質(zhì)點(diǎn)（離子、原子或分子）被性質(zhì)相似的質(zhì)點(diǎn)以各種比例相互置換或取代，而晶體結(jié)構(gòu)類型、化學(xué)鍵性和離子正負(fù)電荷的平衡保持不變或基本不變，僅晶胞參數(shù)和物理性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱~。完全類質(zhì)同象：如Fe橄欖石—Mg橄欖石不完全類質(zhì)同象（有限類質(zhì)同象）：如鐵閃鋅礦2．同質(zhì)異象（同質(zhì)多象）：化學(xué)成分相同的物質(zhì)，在不同的物理化學(xué)條件下，可以生成具有不同的結(jié)晶構(gòu)造，從而具有不同的形態(tài)和物理性質(zhì)的礦物，這種現(xiàn)象叫同質(zhì)異象。如石墨和金剛石三、膠體礦物**膠體：一種物質(zhì)的微粒（粒徑0.001~0.1m)分散于另一種物質(zhì)之中所形成的不均勻細(xì)分散體系。前者稱為分散相。后者稱為分散媒（或分散介質(zhì)）四、礦物中的水**不參加晶格：與礦物晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，統(tǒng)稱為吸附水。參加晶格：與礦物晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，包括結(jié)晶水，沸石水，層間水，和結(jié)構(gòu)水。1．吸附水：礦物顆粒或裂隙表面機(jī)械吸咐的中性水分子。如蛋白石，

SiO2.nH2O2.結(jié)晶水：是礦物化學(xué)組成的一部分，在晶格中具有固定的位置。也是以中性水分子的形式存在。如石膏，Ca[SO4].2H2O3.沸石水：存在于沸石族礦物中的中性水分子，沸石結(jié)構(gòu)中有大的空洞及孔道，水就存在于此，位置不十分固定。4.層間水：存在于層狀硅酸鹽的結(jié)構(gòu)層之間的中性水分子。5.結(jié)構(gòu)水：又稱化學(xué)水，是以(OH)-、H+、(H3O)+離子形式參加礦物晶格的“水”。如高嶺石Al4[Si4O10](OH)8五、礦物的化學(xué)式1．實(shí)驗(yàn)式：只表示礦物組成的元素種類及其分子（原子）數(shù)量比。書寫簡(jiǎn)便。如方解石的實(shí)驗(yàn)式是：CaCO32．構(gòu)造式（或稱晶體化學(xué)式）：既能表示礦物的化學(xué)成分種類，和數(shù)量比,又能在一定程度上表示出原子在結(jié)構(gòu)中的關(guān)系。3．構(gòu)造式的書寫規(guī)則：1)陽(yáng)離子寫在化學(xué)式前面，陰離子寫在后面，2)絡(luò)陰離子用[]括起來(lái)。3)有多種陽(yáng)離子時(shí)，同種元素按電價(jià)由低到高排列，如磁鐵礦：Fe2+Fe3+O4,

4)不同元素堿性由強(qiáng)到弱排列白云石：CaMg[CO3]5)附加陰離子一般寫在主要陰離子和絡(luò)陰離子之后，如孔雀石：Cu2[CO3](OH)26)類質(zhì)同象置換的離子，用（）括起來(lái)，含量多的寫在前，含量少的寫在后，二者用“，”分開，如鐵菱鎂礦：（Mg,Fe）[CO3]7)含水化合物的水寫在化學(xué)式最后，如：石膏：Ca[SO4].2H2O,

蛋白石：SiO2.nH2O

1．礦物的形成結(jié)晶：從溶液中結(jié)晶由熔體中結(jié)晶由氣體升華結(jié)晶由固體再結(jié)晶膠體凝聚：2．礦物的共生共生伴生礦物組合共生組合第四節(jié)、礦物的形成與共生**一、礦物的分類原則及方法成因分類法：地球化學(xué)分類法形態(tài)分類法工業(yè)分類法晶體化學(xué)分類法：是目前廣泛采用的分類方法，也是本書采用的分類方法。

—根據(jù)礦物的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行的分類。第一大類．自然元素(單質(zhì)）第二大類．硫化物及其類似化合物簡(jiǎn)單硫化及其類似化合物復(fù)雜硫化物第三大類．鹵化物氟化物氯化物、溴化物和碘化物第五節(jié)、礦物的分類及鑒定第四大類．氧化物和氫氧化物簡(jiǎn)單氧化物復(fù)雜氧化物氫氧化物第五大類．含氧鹽硅酸鹽硼酸鹽磷酸鹽、砷酸鹽和釩酸鹽鉬酸鹽、鎢酸鹽鉻酸鹽硫酸鹽碳酸鹽硝酸鹽二、礦物的鑒定方法肉眼鑒定方法：主要靠礦物的物理性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單的工具，如小刀、放大鏡、磁鐵、素磁板，鹽酸等。顯微鏡下鑒定：礦物的形態(tài)、礦物的反射率、折射率、其它光性特征等）其它鑒定方法：電子探針、掃描電鏡\能譜分析，化學(xué)分析、X衍射、差熱分析等