1、Chapter 2 MineralSection 1 Some basic conceptions 1.地壳由岩石组成；岩石由矿物组成；矿物由元素组成.2.元素是构成地球的最基本物质,由同种原子所组成.2.1 元素(element):周期表共有 112 种,自然界有 92 种2.2 同位素: 是中子数不同（原子量不同）的同种元素的变种. 同种元素的同位素，物化性质基本相同.总共有 300 余种. 2.3 可分放射性和稳定两种同位素（radio 稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源.如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等。 2.5 同位素研究是当代倍受重视的国际前沿,地化专业主攻
2、。 3.克拉克值 Clark value:中上地壳中 50 种元素的平均含量.美国科学家克拉克采集了世界各地的样品 5159 个；用取得的化学分析数据,求出了 16 公里厚的地壳内 50 种元素的平均百分重量,后人称克拉克值,又称丰度 Abundance。国际通用。单位 ppm=10-6,即克/吨。目前还用 ppb=10-9。 克拉克值克拉值； 5 克拉=1 克。 3.2 地壳中各元素的含量差别很大其中, O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H 10 元素占 99.96%; 而 O, Si, Al, Fe, Ca 5 元素占了 92.46%。4. 晶体(Crystal)定义：内部
3、原子或离子在三维空间呈周期性平移重复排列的固体。或 晶体是具有晶格构造的固体。 这种固态物质称结晶质(晶质 )。习惯上，将具有几何多面体外形的物体称为晶体（即，晶体是原子有规律排列的外观表象） 。 相应地，将不具几何多面体外形的晶体称为晶粒 Crystal grain。存在二种晶体：天然晶体（绝大多数）和人造晶体（少数）如人造石英、金刚石等。非晶质体 Non-crystal：内部原子或离子在三维空间不呈规律性重复排列的固体.如火山玻璃，超冷液体。自然界极少。在一定条件下，非晶质体可向晶质体转化。如火山玻璃玉髓。准晶体 quasicrystal 定义：其内部结构由多级呈相似的配位多面体在三维空间
4、作长程定向有序分布的固体。quasicrystal 为一种新的凝聚态固体，但其内部原子既不像非晶质体那样成完全无序的分布，又不具有像晶体那样的三维周期性排列有序。目前尚未发现天然产出的准晶体。5 矿物 Mineral 定义：由天然产出且具有特定的（但一 般并非固定的）化学成分和内部结构构造的均匀固体。 自然界广泛。准矿物 Mineraloid: 在产出状态、成因和化学组成等方面均具有与矿物相同的特征，但不具有标准结 晶构造的均匀固体。 主要有 A 型蛋白石、水铝英石。自然界极少。6 矿物的 6 项基本特征 Six basic features of mineral特征 1 最基本特征是天然产出
5、、有序结构、固体。特征 2 自然界的所有晶体都是矿物；绝大多数矿物都是晶体。现已发现矿物 3300 余种，绝大部分 (99%)分布于地壳中。蛋白石、水铝英石是准矿物。特征 3 矿物的化学成分基本稳定,但可有杂质。特征 4 矿物可分为三大类 自然元素矿物: Au,Cu,S,C(金钢石,石墨).自然界很少. 分子化合物（分硫化物，卤(氟与氯) 化物，氧化物三种） : 如 SiO2-石英 ,NaCl-石盐,FeS2-黄铁矿.自然界常见. 复杂分子团矿物:主要是硅酸盐矿物.种类多,含量高,分布广,占地壳总重量 75%.如K(Mg,Fe)3SiO3AlO10(OH,F)2 ,黑云母 水,石油,天然气不是
6、矿物(非固体 )；煤也不是(排列无序)；花岗岩不是矿物( 岩石)。 特征 5 矿物具有同质多象和类质同象现象。同质多象 Polymorphism 定义 : 化学成分相同、但质点的排列方式不同（结构不同）的现象。将形成不同的矿物。如：C 金刚石（高压） -石墨（常压)。类质同象 Isomorphism 定义:矿物结构中某种原子或离子部分被它种原子或离子取代，但不破坏其晶体结构的现象。如镁橄榄石铁橄榄石。7. 五类矿物 Five types of mineral1 自然元素:金,自然铜,石墨 ,金刚石 2 硫化物:FeS2 黄铁矿3 卤(氟与氯)化物: CaF2 萤石, NaCl 石盐 4 氧化物
7、:SiO2 石英, Al2O3 刚玉氢氧化物:Mg(OH)2 水镁石 5 含氧盐(复杂分子团矿物 ). 主要包括四种:硫酸盐:CaSO4 硬石膏 磷酸盐: Ce,La)PO4 独居石碳酸盐:CaCO3 方解石, MgCO3 白云石 硅酸盐:KAl2Si3AlO10(OH)2 白云母8.岩石 Rock:由一种以上矿物集成的固体.按形成方式，岩石可分三大类：火成岩 Ignious rock: 占地壳岩石体积 64.7%; 沉积岩 Sedimentary rock: 占地壳岩石体积 7.9%，地表面积 75%;变质岩 Metamorphic rock:占地壳岩石体积 27.4%.Section 2
8、Physical character of mineral1 外形(Shape)1.1 单晶体(Single crystal): 一向延伸呈针状柱状,如辉锑矿 Sb2S2 (Stibnite); 二向延伸呈板状、片状 ,如长石, 云母; 三向延伸呈菱面体,八面体,立方体,复合体,如方解石,萤石,角闪石,辉石,黄铁矿,金刚石等 1.2 集合体(Aggregate): 矿物微粒聚集体.一向的呈纤维状,如石棉; 二向的呈鳞片状 ,绢云母; 三向的呈粒状,橄榄石1.3 特殊集合体: 放射状,如硅灰石 CaSiO3;钟乳状,如钟乳石; 晶族状,如石英 ; 鲕状、葡萄状、肾状,如赤铁矿.2 光学性质(Op
9、tical)2.1 透明度 (Transparency):矿物薄片(厚 0.03mm)能透过光线者,称透明矿物,如石英,云母,长石,方解石等.不透光者,称不透明矿物.所有金属矿物都是不透明矿物.2.2 光泽(Luster): 矿物的反光能力金属光泽 Metal luster: 反射很强,所有金属矿物均此光泽。非金属光泽 Non-metal luster: 反射较弱，透明矿物的光泽。可细分金刚光泽(金刚石),玻璃光泽(长石), 油脂光泽，(石英断口), 丝绢光泽( 绢云母), 珍珠光泽(白云母),土状光泽(高岭石) 6 种。2.3 颜色(Color)与条痕(Streak)颜色:白,蓝,红,黑,浅
10、绿,紫红等。自色(Diochromatic): 被化学成分和内部结构所决定的矿物本色. 如方铅矿的铅灰色。他色(Allochromatic):混入杂质后的矿物颜色。如石英(无色),紫晶( 紫色,Fe 多),蔷薇石英(Fe 少),烟水晶(含 Mn)。假色（Pseudochromatic color）:表面氧化或吸附他物后的颜色.如褐色黄铁矿。条痕色: 矿物粉末的颜色。用瓷板划之 ,紫红的赤铁矿呈 樱红色,黄铜的黄铜矿呈墨绿色。3 力学性质(Mechanical): 在外力下的表现。3.1 硬度(Hardness): 抵抗外力的强度。记牢 10 种不同硬度的矿物摩氏硬度记:1 滑石,2 石膏,3
11、方解石,4 萤石,5 磷灰石,6 长石,7 石英,8 黄晶 9 刚玉 10 金刚石。 硬度大的可刻动小的. 指甲为 2-2.5,小刀为 5-5.5,玻璃 63.2 解理(Cleavage): 外力下矿物按质点结合力最弱的网面定向开裂。 极完全解理(云母) 完全(方解石) 中等(角闪石) 不完全(橄榄石) 极不完全(石英) 。 3.3 断口(Fracture):外力下解理不发育矿物的不规则裂开。贝壳状(石英), 锯齿状( 石膏), 参差状(黄铁矿), 平坦状(高岭土)。3.4 弹性:受力后能恢复原状的，如云母。3.5 挠性:受力后不能恢复原状的 ,又称范性变形,如蛭石。3.6 延展性:可用外力任
12、意改变其形状的。延:一维; 展: 二维( 黄金)。4 其它物理性质4.1 比重(Specific gravity):矿物质量与同体积 40C 水的质量比。轻:4(方解石 2.7,黑钨矿 7.5,金 19.3)4.2 磁性(Magnetism):本身有磁性或能被磁铁吸引。如磁铁矿。4.3 发光性:外光照射后能发光。 荧光:切断光源后,发光消失。磷光: 切断光源后,仍发光一时。白钨矿,萤石(紫外光)- 浅蓝荧光 ;金刚石(X 射线)- 天蓝荧光。4.4 双折射:冰洲石; 导电: 石墨; 滑感:滑石Section 3 Identification of mineral肉眼鉴定：看(形态,色,光泽，解
13、理，成分 )-掂(比重)- 刻（硬度）-敲(断口)仪器鉴定：偏光显微镜,化学成分分析, SEM, TEM (Scan (Transmission) Electric Microscope), 激光探针Section 4 General mineral 1 常见的：方解石 CaCO3, 石英 SiO2, 长石。云母2 贵重的：金刚石 C, 金 Au, 银 Ag3 工艺品：玛瑙 SiO2 红宝石 ,蓝宝石 Al2O3（刚玉）4 工业原料：赤铁矿 Fe2O3, 磁铁矿 Fe3O4, 黄铜矿 CuFeS25 药用：辰砂 HgS, 雄黄 As4S46 环境气候示踪矿物 干旱炎热：石膏、石盐 。 HP/LT：蓝闪石、多硅白云母、红帘石(俯冲碰撞带).UHP ：柯石英、金刚石(陆内深俯冲 ,100 公里深度).7 偏光镜下常见的:长石,石英 ,云母,辉石,角闪石,方解石第二章重点一、重要概念 Important conception放射性同位素；稳定同位素；克拉克值；矿物；晶体，准晶体；同质多象；条痕，解理，断口；摩氏硬度计；矿物集合体 二、 Basic features1. 矿物的五项基本特征2.矿物的常规鉴定3.矿物有哪些物理、力学和光学性质
