礦物學基礎PPT課件

1、 礦物的化學成分類型及性質 礦物的形態(tài) 礦物的物理性質 礦物的成因 巖石第1頁/共154頁1. 礦物的化學成分類型及性質1.1 礦物的化學成分類型 礦物按化學成分可分成兩種類型： 單 質 由同種元素自相結合組成，自然界較少 如自然金（Au），自然銅（Cu），石墨（C），金剛石（C）等CCuAu第2頁/共154頁石英石英(SiO2)剛玉剛玉(Al2O3)化合物 是由兩種或兩種以上不同的化學元素組成的。 如螢石（CaF），黃鐵礦（FeS2），方解石（CaCO3）第3頁/共154頁 化合物按其組成又可分類如下：q簡單化合物 由一種陽離子和一種陰離子組成的化合物。 如石鹽NaCl、方鉛礦PbS，剛玉A

2、l2O3q配合物 由一種陽離子和一種絡陰離子（酸根）組成的化合物，這種類型的礦物類型最多，所有含氧鹽礦物均屬此類。 如鎂橄欖石Mg2SiO4、鋯英石ZrSiO4、方解石CaCO3q復合化合物 由兩種或兩種以上的陽離子和陰離子或絡陰離子（酸根）組成的化合物。 如白云石（CaMg)(CO3)2、 高嶺石Al4Si4O10(OH)8第4頁/共154頁1.2 類質同象和同質多象類質同象和同質多象 礦物雖有一定的化學成分，但并不都是固定的。它可以在一定的范圍內變化。（1）類質同象 在礦物晶體形成的過程中，某些相類似的化合物，晶格中某些構造單位（如原子、離子）被另一種所代替而不顯著改變晶格常數的現象稱為類

3、質同象類質同象。第5頁/共154頁類質同象類型： 完全類質同象 組分之間可以任意量的互相代替，以至于完全代替。 如：橄欖石中Fe和Mg的完全替代 鎂橄欖石鐵橄欖石 MgMgSiO4FeFeSiO4第6頁/共154頁金銀系列： 自然金銀金礦金銀礦自然銀 Au AgAu AuAg Ag第7頁/共154頁 不完全類質同象 一種組分替代另一種組分受到量的限制，不能完全代替。 如：剛玉 Al2O3中 部分Al被Fe、Ti等替代藍寶石 部分Al被Cr等替代紅寶石第8頁/共154頁（2）同質多象 化學成分相同的物質，在不同的物理化學條件下（溫度、壓力、結晶時介質成分等），形成不同（構造、形態(tài)、物理性質）晶體

4、的現象，稱為同同質多象質多象。 如：碳 C 金剛石（C）：等軸、最緊密堆積八面體晶形 石 墨（C）：六方，層狀結構第9頁/共154頁 石墨結構 金剛石結構第10頁/共154頁1.3 礦物中的水礦物中的水 水是礦物中的重要組成部分，礦物的許多性質都與水有關。 根據礦物中水的存在形式以及它們在晶體結構中的作用，將礦物中的水分為吸附水吸附水、結晶水結晶水和和結構水結構水三種基本類型，以及性質介于結晶水與吸附水之間的層間水層間水和和沸石水沸石水兩種過渡型。第11頁/共154頁 吸附水吸附水 吸附水是指被機械地吸附于礦物顆粒的表面及裂縫，或滲入礦物集合體中的中性水分子(H2O). 吸附水不參與晶格的形成

5、，不屬于礦物的化學組成。 吸附水含量不定，常壓下在溫度達100110時將逸出，但不破壞礦物晶格。第12頁/共154頁 吸附水的特殊類型膠體水： 作為膠體礦物中分散媒被微弱的聯結力固著在膠體的分散相的表面 如：蛋白石 （歐泊） SiO2 nH2O 作為礦物的固有成分而加入化學組成之中，但其含量變化較大，常以n個H2O表示第13頁/共154頁 結晶水 以中性水分子存在于礦物晶格中的水。 結晶水分子有一定的位置，起著結構單元的作用。 水分子有確定數目，與礦物中其他組分之間有簡單的比例。 如：石膏 CaSO4 2H2O 硬石膏 CaSO4 結晶水結合牢固，失水溫度 一般在200500 之間， 個別礦物

6、可高達600。第14頁/共154頁同一礦物中的結晶水與晶格聯系的牢固程度也不同同一礦物中的結晶水與晶格聯系的牢固程度也不同，水的溢出，水的溢出表現為表現為分階段的、跳躍式的分階段的、跳躍式的，并有固定的溫度與之適應。，并有固定的溫度與之適應。如：膽礬中結晶水的析出如：膽礬中結晶水的析出石膏石膏(CaSO4.2H2O)半水石膏半水石膏(CaSO4.0.5H2O) 硬石膏硬石膏CaSO4120150 第15頁/共154頁 結構水 又稱化合水，是以OH、H+、H3O+ 離子形式存在于礦物晶格中的一定配位位置上，并有確定含量比的“水”。 結構水在晶格中與其它離子聯結得非常牢固，需要較高的溫度（大約在6

7、001000）才能逸出。當其逸出后，結構完全破壞，晶體結構重新改組第16頁/共154頁 層間水 存在于某些層狀結構硅酸鹽礦物的結構層間的中性水分子。 如蒙脫石中，在結構層的表面有過剩的負電荷，能吸附其它金屬陽離子（Na+、Ca2+等）；這些陽離子又能吸附水分子，從而在相鄰的結構層之間形成水分子層，即層間水。 水的含量受交換陽離子的種類和環(huán)境、溫度、濕度的控制。 層間水加熱至110左右即大量逸出，失水后礦物晶格并不被破壞，結構層間距相應縮小，晶胞軸長C0減小，礦物的相對密度和折射率增高； 層狀結構硅酸鹽礦物在潮濕環(huán)境中又可重新吸水，層間水也具有一定的吸附水性質。第17頁/共154頁交換陽離子硅氧

8、四面體硅氧四面體鋁氧八面體蒙脫石的晶體結構蒙脫石的晶體結構第18頁/共154頁 沸石水 主要存在于沸石族礦物中的中性中性水。 沸石的結構中有較大的空洞和孔道空洞和孔道，水可以占據其中位置，但含量不穩(wěn)定，隨溫度與濕度的變化而變化。 沸石水一般從80開始逸出，至400時水可全部失去，但并不引起晶格的破壞，只引起物理性質的變化。失水后的沸石能夠重新吸水，并恢復原有的物理性質。 沸石水具有一定的吸附水的性質，但其存在與結構有關，含量變化有一定的上限和下限。 利用沸石的特性，可制作礦物分子篩，過濾劑、去濕劑或除臭劑等。第19頁/共154頁沸石結構示意圖沸石結構示意圖第20頁/共154頁1.4 礦物的化學

9、式 化學式定義： 將組成礦物的化學成分的種類及數量用一定方式表示出來。 表示方法：實驗式和結構式：第21頁/共154頁（1）實驗式 實驗式只表示礦物中主要組成元素種類及其原子數之比。 如黃銅礦：CuFeS2 ，綠柱石Be3Al2Si6O18, 對于含氧鹽礦物，也可用氧化物的組合形式來表示，如綠柱石可以寫成3BeOAl2O36SiO2 該方法的特點計算簡單，書寫方便，便于記憶。不能反映出礦物中各組分之間的關系及形式，特別對于成分復雜的礦物，還可能引起誤解。如綠柱石當用氧化物表示時容易引起誤解（其中并不含有氧化物）。第22頁/共154頁（2）結構式 礦物學中礦物學中普遍采用的是結構式普遍采用的是結

10、構式。 結構式也叫晶體化學式，既可表示礦物組成元素的種類和數量比，也可反映出其原子在晶體結構中的相互關系。 書寫方法如下： 陽離子寫在前面，陰離子寫在后面。有多種陽離子時，以其堿性由強到弱的順序排列。如白云石(Ca,Mg)CO32，若為同種元素則按電價由低至高排列，如磁鐵礦Fe2+Fe23+O4。 絡陰離子用 括起來。如有多種陰離子時，主要的寫在前面，附加的寫在后面，如白云母KAl2AlSi3O10OH2。第23頁/共154頁 互為類質同象代替的離子用圓括號（）括起來，其間用逗號隔開，含量高的寫在前面。 如鎂鐵橄欖石(Mg,Fe)SiO4，鐵閃鋅礦(Zn,Fe)S，鐵鎂橄欖石(Fe, Mg)S

11、iO4。含水化合物的水分子寫在化學式的最后，并用“”與其它組分分開。 當含水量不定時，nH2O(n為含量不定)表示，如蛋白石SiO2nH2O；石膏CaSO42H2O；鈉沸石Na2Ai2Si3O102H2O第24頁/共154頁第二章第二章 礦物礦物與巖石與巖石2. 礦物的形態(tài)礦物的形態(tài) 礦物的外部形態(tài)，是由礦物的化學成分與內部結構決定的，同時受生長環(huán)境的制約。 不同的礦物其晶體形態(tài)各異，在相同條件下形成的同一礦物其形態(tài)一般相同，所以礦物的形態(tài)可作為礦物的形態(tài)可作為鑒定礦物的依據之一鑒定礦物的依據之一。 礦物的形態(tài)是指礦物的形態(tài)是指礦物單體形態(tài)，規(guī)則連生體形態(tài)礦物單體形態(tài)，規(guī)則連生體形態(tài)和和礦物集

12、合體形態(tài)礦物集合體形態(tài)。第25頁/共154頁2.1 2.1 礦物單體形態(tài) 礦物單體的形態(tài)是指單個晶體的形態(tài)礦物單體的形態(tài)是指單個晶體的形態(tài)。包括礦物。包括礦物的晶形、自形程度、結晶習性等。的晶形、自形程度、結晶習性等。 自然界自然界的礦物，能形成單體的極少見的礦物，能形成單體的極少見。 單體形態(tài)是觀察和研究礦物最直接、最先認識的單體形態(tài)是觀察和研究礦物最直接、最先認識的特征。特征。第26頁/共154頁（1 1）礦物的晶形）礦物的晶形：單形和聚形。一般有板狀、柱狀、片狀（鱗片狀）、針狀（纖維狀）、等軸粒度等幾種。（2 2）礦物的自形程度）礦物的自形程度 自形晶：具有規(guī)則幾何多面體外形 半自形晶：

13、部分具有幾何多面體外形 它形晶：不規(guī)則形狀（3 3）礦物的結晶習性（或稱晶體習性），簡稱晶習，）礦物的結晶習性（或稱晶體習性），簡稱晶習，是是指在相同生長條件下，一定成分的同種礦物所具有的習指在相同生長條件下，一定成分的同種礦物所具有的習見形態(tài)。按礦物在三度空間發(fā)育的程度不同結晶習性分見形態(tài)。按礦物在三度空間發(fā)育的程度不同結晶習性分為三類：為三類：一向延伸型、二向延伸型和三向延伸型。第27頁/共154頁 一向延伸：晶體沿一個方向發(fā)育，常發(fā)育為柱狀，針狀，纖維狀，如電氣石、輝石、角閃石等。一向延長一向延長 柱狀棒狀針狀柱狀棒狀針狀第28頁/共154頁 二向延伸：晶體在空間沿兩個方向特別發(fā)育，常形

14、成板狀，片狀。如硅灰石的板狀晶體（圖2-2）兩向延展兩向延展 板狀片狀板狀片狀第29頁/共154頁 三向延伸：晶體沿三個方向發(fā)育速度相對或近似相等，常呈等軸狀，粒狀。如石榴子石，黃鐵礦的晶體形態(tài)三向等長三向等長 粒狀粒狀第30頁/共154頁 礦物礦物雖有一定結晶習性，但外界環(huán)境對其影雖有一定結晶習性，但外界環(huán)境對其影響很大，因此同一礦物也可有不同的結晶習性。如石響很大，因此同一礦物也可有不同的結晶習性。如石英在不同條件下可發(fā)育成不同形態(tài)（圖英在不同條件下可發(fā)育成不同形態(tài)（圖2-52-5）。）。第31頁/共154頁2.2 2.2 礦物規(guī)則連生體形態(tài) 天然礦物晶體，除以單體存在外，還常常規(guī)則地連生

15、在一起，形成各種所謂的連生體連生體。 多個晶體連在一起生長，可分為不規(guī)則連生不規(guī)則連生和規(guī)則連生規(guī)則連生。 前者的晶體相互處于偶然的位置，彼此間沒有嚴格的規(guī)律。規(guī)則連生分為平行連生平行連生、雙晶雙晶和浮生浮生。第32頁/共154頁連生連生規(guī)則連生規(guī)則連生不規(guī)則連生不規(guī)則連生平行連晶平行連晶雙晶雙晶浮生和交生浮生和交生同種晶體同種晶體異種晶體異種晶體第33頁/共154頁 平行連晶 若干個同種晶體，彼此平行地連生在一起，且連生這的每一個晶體相對應的晶面和晶棱都相互平行，這種連生成為平行連生。 平行連生的每一個晶體，內部格子構造都是相互平行連生的每一個晶體，內部格子構造都是相互平行、連續(xù)的。平行、連

16、續(xù)的。沿角頂方向連生沿角頂方向連生沿晶棱方向連生沿晶棱方向連生沿晶面法線方向連生沿晶面法線方向連生第34頁/共154頁明礬八面體晶體平行連晶 第35頁/共154頁 各單體間所有對應晶面全都彼此平行 平行連晶必存在凹角實質:平行連晶中各單體間的內部 格子構造是連續(xù)的。第36頁/共154頁螢石立方體晶體平行連晶第37頁/共154頁自然銅的立方體晶體的樹枝狀平行連晶a沿立方角頂()延伸b沿立方體晶棱(L2)延伸第38頁/共154頁 第39頁/共154頁 雙晶雙晶 定義：兩個以上的單晶體按一定的對稱規(guī)律形成定義：兩個以上的單晶體按一定的對稱規(guī)律形成的規(guī)則連生體。的規(guī)則連生體。 在構成雙晶的兩個單體之間

17、在構成雙晶的兩個單體之間, , 當其中一個單當其中一個單體通過某個假想平面的反映體通過某個假想平面的反映, ,或圍繞某一假想軸線或圍繞某一假想軸線旋轉旋轉180180后后, ,必能與另一單體重合。必能與另一單體重合。氯銅銀鉛礦(Boleite)雙晶 第40頁/共154頁 雙晶要素雙晶要素:是使雙晶中相鄰的兩個單體重合或平行而進行操作時所憑借的輔助平面或直線。 雙晶要素是存在于兩個單體之間，而對稱要素是存在于一個單體內部。雙晶面雙晶面：是雙晶上的一個假想平面，通過此平面的反映，可使雙晶相鄰的兩個單體重合或平行。雙晶軸雙晶軸：為一假想直線，若固定雙晶中的一個單體而使另一單體繞此直線旋轉180，兩個

18、單體即可重合或平行。尖晶石雙晶中的雙晶面石膏雙晶中的雙晶軸第41頁/共154頁 雙晶類型雙晶類型接觸雙晶：兩個晶體以一個平面相接觸。如石膏的雙晶；錫石的雙晶；尖晶石的雙晶等第42頁/共154頁 雙晶類型雙晶類型穿插雙晶：兩個晶體互相穿插，結合面不規(guī)則。如螢石的穿插雙晶; 正長石穿插雙晶；十字石的穿插雙晶等。第43頁/共154頁第44頁/共154頁 雙晶類型雙晶類型聚片雙晶：由多個片狀單體組成，按同一雙晶規(guī)律結合連生在一起，結合面相互平行。如鈉長石的聚片雙晶, 聚片雙晶第45頁/共154頁 雙晶類型雙晶類型環(huán)狀雙晶：兩個以上的單體以同一雙晶規(guī)律連生呈環(huán)狀(可封閉,可開口), 但雙晶結合面互不平行

19、, 依次以等角度相交。按單體的個數有三連晶、四連晶等等。如金綠寶石的六連晶，錫石的八連晶cyclic twinning in inverted low quartz金綠寶石第46頁/共154頁2.3 2.3 礦物集合體形態(tài)礦物集合體形態(tài) 同種礦物的多個單體聚集在一起的群體叫做礦物集合體礦物集合體。 自然界的礦物大多數是以集合體形態(tài)集合體形態(tài)存在，其集合體形態(tài)主要取決于礦物單體的形態(tài)特征礦物單體的形態(tài)特征和它們之間的排列方排列方向向。 根據集合體中礦物顆粒大小可分為三種：肉眼可以辨認單體的為顯晶集合體顯晶集合體，顯微鏡下才能辨認單體的隱晶集隱晶集合體合體，在顯微鏡下也不能辨認單體的為膠態(tài)集合體膠

20、態(tài)集合體。 第47頁/共154頁 顯晶集合體形態(tài)顯晶集合體形態(tài) 按單體的結晶習性及集按單體的結晶習性及集合方式的不同可分為粒合方式的不同可分為粒狀、片狀、板狀、針狀狀、片狀、板狀、針狀、柱狀、棒狀、放射狀、柱狀、棒狀、放射狀、纖維狀、晶簇狀等集、纖維狀、晶簇狀等集合體合體 粒狀集合體粒狀集合體片板狀集合體片板狀集合體第48頁/共154頁毛發(fā)狀集合體棒狀集合體放射狀集合體針狀集合體第49頁/共154頁 一群發(fā)育完好的晶體，一端固著于共同的基底上，另一端向空間自由發(fā)育而具有完好的晶體，叫做晶簇晶簇。晶簇中發(fā)育最好的晶體其延伸方向與基底近于垂直，不垂直于基底的晶體在生長過程中常被排擠而淘汰，這種現象

21、稱為“幾何淘汰律幾何淘汰律”。第50頁/共154頁晶簇晶簇第51頁/共154頁第52頁/共154頁這類集合體由化學溶液或熔體中直接結晶出來，也可以是晶體沉淀的礦物陳化而成。按其外形形態(tài)或成因可分為：致密塊狀、土狀和結核狀（鮞狀、腎狀、豆狀、葡萄狀、鐘乳狀等），見圖2-11至2-16所示。第53頁/共154頁第54頁/共154頁第55頁/共154頁鮞狀集合體：鮞狀集合體：某種物質的膠體以其他物質顆粒（礦物、生物碎屑或氣泡等）為核心，逐層凝聚而形成呈魚子狀的一系列球體（稱鮞狀體）所組成的礦物集合體。第56頁/共154頁豆狀集合體：豆狀集合體：第57頁/共154頁鐘乳狀：鐘乳狀：第58頁/共154頁

22、葡萄狀葡萄狀和腎狀和腎狀第59頁/共154頁塊狀集合體：塊狀集合體：第60頁/共154頁土狀集合體：土狀集合體：第61頁/共154頁62 隱晶質集合體隱晶質集合體第62頁/共154頁第63頁/共154頁礦礦 物物 形形 態(tài)態(tài)集合體形態(tài)集合體形態(tài)不規(guī)則不規(guī)則晶面特征晶面特征結晶習性結晶習性規(guī)則規(guī)則單體形態(tài)單體形態(tài)不規(guī)則不規(guī)則規(guī)則規(guī)則雙晶雙晶平行連晶平行連晶粒狀粒狀柱狀柱狀片狀片狀結核體結核體晶面條紋晶面條紋蝕象蝕象顯晶質顯晶質隱晶質隱晶質分泌體分泌體鮞狀體鮞狀體鐘乳狀鐘乳狀理想形態(tài)理想形態(tài)第64頁/共154頁鑒定礦物判斷成因礦物利用礦物的化學組成礦物的化學組成 和晶體結構和晶體結構礦物的形成條件

23、礦物的形成條件3. 礦物的物理性質礦物的物理性質礦物的物理性質礦物的物理性質礦物的物理性質礦物的物理性質第65頁/共154頁礦物的物理性質礦物的物理性質礦物的光學性質礦物的光學性質礦物的力學性質礦物的力學性質礦物的其它性質礦物的其它性質顏色顏色光澤光澤條痕條痕透明度透明度硬度硬度解理和斷口解理和斷口脆性和延展性脆性和延展性彈性和撓性彈性和撓性比重比重磁性磁性電性電性發(fā)光性發(fā)光性味道和觸覺感味道和觸覺感第66頁/共154頁3.1 礦物的光學性質 礦物的光學性質是指礦物在光的作用下所表現出來的用肉眼能識別的各種性質。 當光投射到礦物表面時，產生反射、折射和吸收等一系列的光學現象，如礦物的顏色、條痕

24、、光澤和透明度。一束光通過晶體時的路徑示意圖一束光通過晶體時的路徑示意圖第67頁/共154頁（1）礦物的顏色 礦物的顏色是由礦物中組成成分對白光中不同波長吸收的表現。礦物對光全部吸收時，礦物呈黑色礦物對光全部吸收時，礦物呈黑色 ；對所有波長的色光均勻吸收，礦物呈不同程度的灰色對所有波長的色光均勻吸收，礦物呈不同程度的灰色 ； 基本上都不吸收則為無色或白色基本上都不吸收則為無色或白色 ； 選擇吸收某些波長的色光，礦物呈現吸收色光的互補色。選擇吸收某些波長的色光，礦物呈現吸收色光的互補色。第68頁/共154頁根據礦物顏色產生的原因，分為自色、他色和假色。自色：礦物成分與結構決定的礦物本身固有的顏色

25、。 如礦物中含有Mn4+黑色； 含有Mn3+紅色; 含有Mn2+ 紫色； 含有Fe3+紅色或褐色； 含有Cu2+藍色或綠色。 具有自色的礦物，顏色大體固定不變，因此自色是鑒定礦物的重要標志之一。第69頁/共154頁經常使礦物呈色的過渡型離子經常使礦物呈色的過渡型離子第70頁/共154頁第71頁/共154頁釩云母（ V3+橄欖綠色）第72頁/共154頁軟錳礦（軟錳礦（ Mn4+ 黑色）黑色）第73頁/共154頁紅寶石（ Cr3+ 紅色）第74頁/共154頁純綠寶石（ Cr3+ 綠色）第75頁/共154頁黑云母（ Fe2+ 褐色）第76頁/共154頁綠泥石（ Fe2+ 綠色）第77頁/共154頁赤

26、鐵礦（ Fe3+ 紅色）第78頁/共154頁褐鐵礦（ Fe3+ 褐色）第79頁/共154頁鈷華（ Co2+ 玫瑰色）第80頁/共154頁孔雀石（Cu2+ 綠色）第81頁/共154頁藍銅礦（ Cu2+ 藍色）第82頁/共154頁他色：礦物因含某種雜質而引起的顏色，與礦物本質無關。 如純凈水晶（SiO2）是無色透明的，其中混入微量不同的雜質，可具有紫色、粉紅色、褐色、黑色等。 含錳和鐵者稱紫水晶； 含鐵者( 呈金黃色或檸檬色 )稱黃水晶； 含錳和鈦呈玫瑰色者稱薔薇石英，即粉水晶； 煙色者稱煙水晶；褐色者稱茶晶； 黑色透明者稱為墨晶。他色不能鑒定礦物，但能幫助判斷礦物成分的變化。第83頁/共154頁

27、紫水晶第84頁/共154頁黃水晶第85頁/共154頁粉水晶第86頁/共154頁煙水晶第87頁/共154頁茶晶第88頁/共154頁墨晶第89頁/共154頁碧璽第90頁/共154頁假色：礦物表面氧化膜、內部解理面、細小裂縫等引起光的干涉而產生的顏色。錆色：礦物表面氧化薄膜使光發(fā)生干涉而呈現的各種彩色； 暈色：礦物內部裂隙使光發(fā)生散射、折射與干涉形成的彩色； 變彩：礦物中含一些定向包裹體或溶體，對光發(fā)生干涉、 衍射使顏色隨方向而變化；拉長石變彩月光石暈色第91頁/共154頁斑銅礦（錆色）第92頁/共154頁冰洲石（暈色）第93頁/共154頁第94頁/共154頁礦物豐富多彩的顏色第95頁/共154頁（

28、2）條痕條痕礦物粉末的顏色。 通常是利用條痕板（無釉瓷板），觀察礦物在其上劃出的痕跡呈現的顏色。用處礦物的條痕能消除假色、減弱他色、突出自色，所以，它在鑒定礦物上比礦物的顏色更穩(wěn)定、更有效。第96頁/共154頁例如：不同成因赤鐵礦的顏色可在灰紅褐色之間變化，但是它的條痕呈一種特征的且較穩(wěn)定的顏色：櫻桃紅色。有些礦物如黃金、黃鐵礦，其顏色大體相同，但其條痕則相差很遠，前者為金黃色，后者則為黑或黑綠色。注意：條痕對于硬度小或脆性的有色礦物具有重要鑒定意義；但對于無色的、硬度大于瓷板的礦物無條痕色，無鑒定意義。第97頁/共154頁幾種礦物的條痕第98頁/共154頁（3）礦物的透明度 透明度指礦物薄片

29、透光的能力，一般在0.03mm的標準厚度下的透光能力。 它可分為：透明礦物：礦物能允許大部分光線通過，隔著它可以清晰地透視另一物體。如水晶、冰洲石、螢石等。半透明礦物：能通過一部分光線，隔著它不能透視另一物體。如辰砂、閃鋅礦，橄欖石等。不透明礦物：光幾乎不能通過，即使邊緣或薄片下均不透過光。如黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、自然金等硫化物、自然金屬。第99頁/共154頁透明礦物水晶鈉長石螢石第100頁/共154頁半透明礦物閃鋅礦淡紅銀礦雄黃第101頁/共154頁不透明礦物黃鐵礦自然金方鉛礦第102頁/共154頁（4）礦物的光澤 礦物的光澤是指礦物表面對于投射光線的反射能力。 光澤的強弱用反射率R來表示

30、，反射率是指礦物拋光表面反射光的強度與投射光的強度的比值。 礦物反射率的大小，主要取決于折射率和吸收系數。礦物的折射率和吸收系數越大，反射率越高，光澤也就越強。 第103頁/共154頁按照反射率的大小，光澤由強至弱分為四級： 金屬光澤 R25%。 呈拋光金屬般的光澤 半金屬光澤 R=19-25%。呈未拋光金屬般的光澤 金剛光澤 R=10-19%。如同金剛石般的光澤 玻璃光澤 R=4-10%。 如同玻璃般的光澤金屬光澤金屬光澤半金屬光澤半金屬光澤金剛光澤金剛光澤玻璃光澤玻璃光澤第104頁/共154頁 光澤等級的劃分是比較難的，要靠經驗，條痕是一個非常好的評判參考。金 屬 光 澤：反光最強，具金屬

31、色，條痕黑色，不透明。 如黃鐵礦、自然銅、方鉛礦等。半金屬光澤：反光較強，具金屬色，條痕深彩色， 不透明半透明。如磁鐵礦、赤鐵礦。金 剛 光 澤：反光稍弱，不具金屬色，條痕彩色， 半透明透明。如金剛石、閃鋅礦、石榴石等。玻 璃 光 澤：反光很弱，像玻璃，雖然很光亮，但不刺眼。 條痕無色、白色，透明。如水晶、螢石等第105頁/共154頁自然銀金屬光澤金屬光澤黃鐵礦第106頁/共154頁半金屬光澤半金屬光澤黑鎢礦第107頁/共154頁金剛光澤鉆石閃鋅礦方鉛礦石榴石雄黃第108頁/共154頁玻璃光澤螢石石膏水晶第109頁/共154頁特殊光澤：1）絲絹光澤：出現在透明纖維狀礦物集合體中，如木變石、查羅

32、石等第110頁/共154頁2）珍珠光澤：出現類似珍珠暈彩的光澤。如珍珠、貝殼、白云母、冰洲石等第111頁/共154頁3）油脂光澤：出現于透明礦物不規(guī)則斷口上或礦物集合體中，顯示油脂狀亮光。如石英、軟玉、岫玉岫玉軟玉石英石英第112頁/共154頁4）土狀光澤：出現于粉末狀、土狀礦物集合體中，表面黯淡無光。如高嶺石等。第113頁/共154頁瀝青光澤瀝青光澤第114頁/共154頁礦物光學性質總結1）礦物光學性質的機理：）礦物光學性質的機理：白光入射白光入射 透過光的顏色，形成透過光的顏色，形成透明礦物的顏色；透明礦物的顏色； 透過光的強度，決定透過光的強度，決定了礦物的透明度了礦物的透明度 反射光的

33、顏色，形成反射光的顏色，形成不透明礦物的顏色；不透明礦物的顏色； 反射光的強度，決定反射光的強度，決定了礦物的光澤了礦物的光澤第115頁/共154頁2）礦物各種光學性質的關系： 條痕無色、白色透明玻璃光澤 條痕彩色透明金剛光澤 條痕深彩色半透明半金屬光澤 條痕黑色不透明金屬光澤第116頁/共154頁3.2 礦物的力學性質 礦物的力學性質是指礦物在外力（刻劃、打擊、擠壓或拉伸）作用下表現出來的各種性質，如解理、裂理（裂開）、斷口、硬度、延展性、彈性和脆性等。 解理和硬度可鑒定礦物。（1）硬度 硬度：指礦物抵抗某種外來機械作用力（如刻劃、壓入、研磨等）侵入的能力。（不能用沖擊力）不能用沖擊力）刻劃

34、硬度莫氏硬度壓入硬度維氏硬度第117頁/共154頁1）刻劃硬度莫氏（Mohs）硬度 由1812年Friedrich Mohs 提出。以10種礦物的相對硬度來劃分10個硬度等級：1、滑石 2、石膏 3、方解石 4、螢石 5、磷灰石 6、正長石 7、石英 8、黃玉 9、剛玉 10、金剛石 指甲 2 銅針 3 鋼針 5.5第118頁/共154頁2）壓入硬度維氏硬度 也稱顯微硬度，是定量化的絕對硬度。利用一個四方形金剛石錐壓入礦物內，根據壓痕面積大小來計算礦物硬度。 壓痕越大，說明礦物硬度越小；反之，則硬度大。第119頁/共154頁 維氏硬度計算： H硬度值（Kg/mm2） P負荷（Kg） Q金剛石四

35、方錐相對間夾角（一般為136） d壓痕對角線長度（mm） 莫氏硬度與維氏硬度換算：22sin2dPQH3675. 0vmHH第120頁/共154頁 注意： 莫氏硬度的等級只是相對的級別，相互之間硬度級別并非等同增減。 維氏硬度才是硬度的絕對數值第121頁/共154頁礦物硬度的異向性：同一晶體不同方向上，硬度可礦物硬度的異向性：同一晶體不同方向上，硬度可能不同，如：藍晶石（也稱二硬石）。能不同，如：藍晶石（也稱二硬石）。精確地測量出各不同方向上的硬度，精確地測量出各不同方向上的硬度，還可以繪出硬度等值曲線：還可以繪出硬度等值曲線：注意：硬度是隨方向變化，而不注意：硬度是隨方向變化，而不是隨部位變

36、化。是隨部位變化。第122頁/共154頁（2）解理 解理：在外力作用下，沿一定結晶學方向破裂形成一系列光滑平面的性質。破裂面叫解理面。1）與晶體結構有關，沿化學鍵弱的面網裂開；2）可以有多個方向的解理并且分布具有對稱性，因為晶體結構是對稱的；3）可以用單形符號來描述解理的結晶學方向性，因為單形描述的是性質相同的一組晶面，而解理是性質相同的一組面網產生的。第123頁/共154頁A 解理面一般平行于面網解理面一般平行于面網密度最大的面網密度最大的面網B 平行于由異號離子組成的平行于由異號離子組成的電性中和的面網電性中和的面網C 當相鄰面網為同號離子的面網當相鄰面網為同號離子的面網時，其間易產生解理

37、時，其間易產生解理D 平行于化學鍵力最平行于化學鍵力最強的方向強的方向第124頁/共154頁金剛石結構中金剛石結構中111面網間距大，產生解理面網間距大，產生解理NaCl結構中結構中100是電性中是電性中和面，產生解理和面，產生解理第125頁/共154頁根據解理的完好程度，一般分為五級： 極完全解理完全解理中等解理不完全解理極不完全解理第126頁/共154頁1）極完全解理 礦物晶體極易裂成薄片，解理面較大而平整光滑。 如云母、石膏等。 第127頁/共154頁2）完全解理 礦物極易裂成平滑小塊或薄板，解理面相當光滑 如方解石、石鹽等。 方解石的完全解理方解石的完全解理第128頁/共154頁3）中

38、等解理 解理面往往不能一劈到底，不很光滑，且不連續(xù)，常呈現小階梯狀。 如普通角閃石、普通輝石等。普通角閃石普通輝石第129頁/共154頁4）不完全解理 解理程度很差，在大塊礦物上很難看到解理，只在細小碎塊上才可看到不清晰的解理面。 如磷灰石等。 第130頁/共154頁5） 極不完全解理 又稱無解理，很難得到解理，僅在顯微鏡下偶爾可見零星的解理面，石英。 如石英、磁鐵礦等，一般認為沒有解理。第131頁/共154頁 同種礦物的解理方向和解理程度總是相同的，性質很固定，是鑒定礦物的重要特征之一。第132頁/共154頁（3）裂理(parting) 礦物受外力作用，有時可沿著一定的結晶學方向裂成平面的非

39、固有性質，稱為裂理或裂開。與解理的成因不同：A 裂開通常是沿著雙晶 結合面特別是聚片雙 晶的結合面發(fā)生， B 或因晶格中某一定方 向的面網間存在它種 物質的夾層而造成定 向破裂。剛玉晶體上的剛玉晶體上的1011裂理裂理第133頁/共154頁 裂開也可以用單形符號表示， 如：磁鐵礦常見111裂開，這是因為原來的固溶體鈦磁鐵礦在溫度下降后將鈦鐵礦出溶出來，而鈦鐵礦的0001面網與磁鐵礦的111面網相似，因此附著在磁鐵礦的111面網定向排列，導致磁鐵礦沿111裂開。第134頁/共154頁 磁鐵礦的111裂開，從現象上還是與解理有些區(qū)別：沒有解理面密集。第135頁/共154頁（4）斷口斷口 與解理正好

40、相反，礦物在外力作用下不沿一定的結晶方向破裂成凹凸不平的表面稱斷口。 斷口出現的程度是跟解理的完善程度互為消長的。第136頁/共154頁 常見以下幾種：貝殼狀斷口：斷面呈圓形或橢圓形的光滑曲面， 并出現同 心圓波紋， 形似貝殼，如石英斷口；鋸齒狀斷口：斷面呈尖銳鋸齒狀，如自然銅、纖維石膏；參差狀斷口：斷面參差不齊，如磷灰石，石榴子石；平坦狀斷口：斷面較平坦，如塊狀高嶺石土 狀 斷 口： 斷面粗糙、 呈細粉狀， 為土狀礦物 （如高 嶺石） 特有。纖維狀斷口 ：斷面呈纖維絲狀，見于纖維狀礦物集合體 上，如石棉。 第137頁/共154頁鋸齒狀斷口參差狀斷口土狀斷口貝殼狀斷口第138頁/共154頁（5

41、）礦物的脆性與延展性 脆性脆性是指礦物受外力作用時易破碎的性質。 它與礦物的硬度無關。 脆性是離子鍵礦物的一種特性。具有過渡型離子共價鍵的礦物，離子鍵徹底程度越高，礦物的脆性就越強。如自然硫、螢石、黃鐵礦等。第139頁/共154頁 延展性：是指礦物在錘擊或拉伸下，容易成為薄片或細絲的性質，如自然金、自然銀。 它是礦物受外力作用發(fā)生晶格滑移形變的一種表現，是金屬鍵礦物的一種特性。 第140頁/共154頁礦物的其它性質礦物的其它性質 導電性：金屬礦物 壓電性：石英（水晶） 磁 性：磁鐵礦，磁黃鐵礦 導熱性：鉆石 放射性：含鈾礦物、鋯石第141頁/共154頁內生作用內生作用偉晶作用偉晶作用巖漿作用巖

42、漿作用火山作用火山作用4 礦物的成因礦物的成因熱液作用熱液作用區(qū)域變質作用區(qū)域變質作用外生作用外生作用風化作用風化作用沉積作用沉積作用變質作用變質作用接觸變質作用接觸變質作用 根據地質作用的性質和能量來源，一般將形成礦物的地質作用根據地質作用的性質和能量來源，一般將形成礦物的地質作用分為內生作用、外生作用和變質作用。分為內生作用、外生作用和變質作用。第142頁/共154頁4.1 內生作用內生作用巖漿作用巖漿作用：指由巖漿冷卻結晶而成礦物的作用。：指由巖漿冷卻結晶而成礦物的作用。 巖漿是形成于上地?；虻貧ど钐幍模怨杷猁}為主要成分并富含揮發(fā)巖漿是形成于上地?；虻貧ど钐幍模怨杷猁}為主要成分并富含

43、揮發(fā)成分的高溫（成分的高溫（700-1300700-1300）高壓（）高壓（5 510108 8-20-2010108 8PaPa）的熔融體。）的熔融體。 在地殼運動過程中，地下深處的巖漿在其揮發(fā)成分及地質應力的作用下，在地殼運動過程中，地下深處的巖漿在其揮發(fā)成分及地質應力的作用下，沿深大斷裂上侵，由于溫度、壓力的降低，首先從巖漿中結晶析出的是一些沿深大斷裂上侵，由于溫度、壓力的降低，首先從巖漿中結晶析出的是一些含量多、熔點高的礦物。含量多、熔點高的礦物。 隨著溫度、壓力的緩慢降低及組分相對濃度的不斷變化，相繼析出顆粒隨著溫度、壓力的緩慢降低及組分相對濃度的不斷變化，相繼析出顆粒較粗的各種礦物

44、晶體。較粗的各種礦物晶體。 先后析出的主要礦物先后析出的主要礦物-橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、正長石、微斜長石和石英等造巖礦物，形成各種礦物組合，構成不同的巖正長石、微斜長石和石英等造巖礦物，形成各種礦物組合，構成不同的巖石類型，石類型， 由地球內部熱能所導致礦物形成的各種地質作用，由地球內部熱能所導致礦物形成的各種地質作用，主要與巖漿活動有關。主要與巖漿活動有關。 第143頁/共154頁144火山作用火山作用：實際上是巖漿作用的一種形式，為地下深處的巖漿沿地殼脆弱：實際上是巖漿作用的一種形式，為地下深處的巖漿沿地殼脆弱帶上侵至地面或直接噴出地表

45、，迅速冷凝的全過程。帶上侵至地面或直接噴出地表，迅速冷凝的全過程。 寧靜式寧靜式 又稱夏威夷式又稱夏威夷式. .巖漿以寧靜巖漿以寧靜的無爆炸方式溢出地表。的無爆炸方式溢出地表。爆烈式爆烈式 巖漿以突然的、猛烈爆炸的形式噴巖漿以突然的、猛烈爆炸的形式噴出地表。出地表。氣態(tài)噴發(fā)物氣態(tài)噴發(fā)物：水蒸氣為主水蒸氣為主(70%),(70%),CO2 、SO2 、N2 、H2 、S 。液態(tài)噴發(fā)物液態(tài)噴發(fā)物：主要是硅酸鹽熔漿主要是硅酸鹽熔漿, ,熔漿冷凝后形成熔巖熔漿冷凝后形成熔巖。固態(tài)噴發(fā)物固態(tài)噴發(fā)物：被炸碎的圍巖和噴射到空中的熔漿冷凝后落到地上的碎屑物質。被炸碎的圍巖和噴射到空中的熔漿冷凝后落到地上的碎屑

46、物質。第144頁/共154頁火山作用的產物是各種類型的火山巖，包括熔巖和火山碎屑巖。火山作用的產物是各種類型的火山巖，包括熔巖和火山碎屑巖。其形成的礦物以高溫、淬火、低壓、高氧、缺少揮發(fā)分的礦物組合為特征。其形成的礦物以高溫、淬火、低壓、高氧、缺少揮發(fā)分的礦物組合為特征。第145頁/共154頁偉晶作用偉晶作用：指在巖漿結晶作用的末期，殘余的巖漿在地殼深處（：指在巖漿結晶作用的末期，殘余的巖漿在地殼深處（3-83-8千米）千米）的高溫（的高溫（400-700400-700）高壓（）高壓（1 110108 8-3-310108 8PaPa）條件下所進行的形成粗大晶）條件下所進行的形成粗大晶體的作用

47、體的作用. . 偉晶巖是巖漿演化的一種較特殊的產物。偉晶巖是巖漿演化的一種較特殊的產物。 在巖漿活動的晚期，當有大量揮發(fā)組分存在巖漿活動的晚期，當有大量揮發(fā)組分存在時，在侵入體冷凝的最后階段，便有可能在時，在侵入體冷凝的最后階段，便有可能形成偉晶巖及相應的礦產。形成偉晶巖及相應的礦產。 礦物晶體很粗大礦物晶體很粗大, ,數厘米至數米，數厘米至數米，淡色結淡色結晶巖晶巖 。 富含富含SiO2 K2O Na2O和揮發(fā)分（和揮發(fā)分（F Cl B OH等）（如石英、長石、白云母、等）（如石英、長石、白云母、黃玉和電氣石等）及稀有、稀土和放射性元素（如鋰輝石、綠柱石、天河石黃玉和電氣石等）及稀有、稀土和

48、放射性元素（如鋰輝石、綠柱石、天河石和鈮鉭鐵礦等）。和鈮鉭鐵礦等）。常可富集形成有獨特的經濟意義的工業(yè)礦床。?？筛患纬捎歇毺氐慕洕饬x的工業(yè)礦床。第146頁/共154頁熱液作用熱液作用: : 熱液在地下數千米至近地表處，在較低溫度下（熱液在地下數千米至近地表處，在較低溫度下（50-50050-500 ）和較低壓）和較低壓力下，從圍巖裂隙中析出或交代圍巖形成礦物的作用。力下，從圍巖裂隙中析出或交代圍巖形成礦物的作用。高溫熱液作用高溫熱液作用：溫度約在：溫度約在500-300500-300。主要形成由。主要形成由W Sn Bi Mo Nb Ta Be FeW Sn Bi Mo Nb Ta Be

49、Fe等元素的高電價、小半徑的陽離子組成的氧化物和含揮發(fā)分的礦物。如黑鎢等元素的高電價、小半徑的陽離子組成的氧化物和含揮發(fā)分的礦物。如黑鎢礦、錫石、磁鐵礦、綠柱石、黃玉、白云母、電氣石、石英和螢石等礦、錫石、磁鐵礦、綠柱石、黃玉、白云母、電氣石、石英和螢石等. . 中溫熱液作用中溫熱液作用：溫度一般在：溫度一般在300-200300-200。主要形成以。主要形成以Cu Pb ZnCu Pb Zn為主的硫化為主的硫化物和硫鹽礦物，如黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金等。此外，還常見螢物和硫鹽礦物，如黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金等。此外，還常見螢石、石英、重晶石和方解石等碳酸鹽類礦物石、石英、重晶石和

50、方解石等碳酸鹽類礦物 . .低溫熱液作用低溫熱液作用：溫度約在：溫度約在200-50200-50，主要形成，主要形成As Sb Hg AgAs Sb Hg Ag等的硫化物礦等的硫化物礦物組合，如雄黃、雌黃、辰砂、以及重晶石、方解石、高嶺石等。物組合，如雄黃、雌黃、辰砂、以及重晶石、方解石、高嶺石等。 通常所說的熱液指富含各種金屬元素的以通常所說的熱液指富含各種金屬元素的以H H2 2O O為主的揮發(fā)組分的巖漿為主的揮發(fā)組分的巖漿期后熱液。期后熱液。 第147頁/共154頁4.2 外生作用外生作用（1 1）、風化作用）、風化作用 在地表或近地表環(huán)境中，由于溫度變化及大氣、水、生物等的作用，在地表

51、或近地表環(huán)境中，由于溫度變化及大氣、水、生物等的作用，使礦物、巖石在原地遭受機械破碎，同時也可發(fā)生化學分解而使其組分被使礦物、巖石在原地遭受機械破碎，同時也可發(fā)生化學分解而使其組分被帶走或改造為新的礦物和巖石，這一過程稱為風化作用。帶走或改造為新的礦物和巖石，這一過程稱為風化作用。 不同礦物抗風化的能力各不相同。一般的，硫化物、碳酸鹽最易風不同礦物抗風化的能力各不相同。一般的，硫化物、碳酸鹽最易風化，氧化物較穩(wěn)定。硅酸鹽以及自然元素在地表最為穩(wěn)定?；趸镙^穩(wěn)定。硅酸鹽以及自然元素在地表最為穩(wěn)定。黃鐵礦黃鐵礦FeS2 指在地表或近地表較低的溫度和壓力下，由于太陽能、水、大氣和生指在地表或近地

52、表較低的溫度和壓力下，由于太陽能、水、大氣和生物等因素的參與而形成礦物的各種地質作用。物等因素的參與而形成礦物的各種地質作用。 黃銅礦黃銅礦(CuFeS2)孔雀石孔雀石Cu2CO3(OH)2 褐鐵礦褐鐵礦FeO(OH)nH2O第148頁/共154頁（2 2）、沉積作用）、沉積作用 指地表風化產物及火山噴發(fā)物等被流水、風、冰川和生物等介質挾帶，指地表風化產物及火山噴發(fā)物等被流水、風、冰川和生物等介質挾帶，搬運至適宜的環(huán)境中沉積下來，形成新的礦物或礦物組合的作用。搬運至適宜的環(huán)境中沉積下來，形成新的礦物或礦物組合的作用。沉積方式：沉積方式：生物化學生物化學沉積：指由生物新陳代謝作用的產物及其遺體的

53、堆積，或生物的沉積：指由生物新陳代謝作用的產物及其遺體的堆積，或生物的生命活動促使周圍介質中某些物質聚集而形成礦物及其礦床生命活動促使周圍介質中某些物質聚集而形成礦物及其礦床 。機械機械沉積：風化形成的礦物或巖石碎屑隨流水、風等搬運至異地沉積的作沉積：風化形成的礦物或巖石碎屑隨流水、風等搬運至異地沉積的作用。一般不形成新的礦物。用。一般不形成新的礦物。 風化作用形成的真溶液，因水分不斷蒸發(fā)而達到飽和，從風化作用形成的真溶液，因水分不斷蒸發(fā)而達到飽和，從而結晶出各種易溶鹽類礦物。而結晶出各種易溶鹽類礦物。 化學化學沉積沉積 風化作用形成的膠體溶液，受到電解質的作用發(fā)生電性風化作用形成的膠體溶液，受到電解質的作用發(fā)生電性中和凝聚、沉淀，形成中和凝聚、沉淀，形成Fe Mn Al SiFe Mn Al Si等的氧化物和氫氧化物。等的氧化物和氫氧化物。 第149頁/共154頁4.3 變質作用變質