1、第一章 绪论一、地质基础理论的任务、内容与分科 地质基础理论就是地质学，它是研究地球及其演变的一门综合性自然科学。目前主要是研究固体地球的上层即岩石圈(一) 相关概念 ：地壳分为上下两层。 1.上层化学成分以氧、硅、铝为主，称为 硅铝层，由于和花岗岩成分相似，所以又叫 花岗质层。此层在海洋底部很薄，甚至缺失， 是不连续圈层。 2. 下层富含硅和镁，称为硅镁层，由于和 玄武岩成分相似，所以又叫玄武质层。在大 陆和海洋均有分布，是连续圈层. 两层以康拉德不连续面隔开地壳中主要元素的平均含量元素据克拉克和华盛顿（1924 ）%累计 %据泰勒（ 1964） %累计 %O 49.52 46.40 Si
2、25.75 75.27 28.15 74.55Al 7.51 82.78 8.23 82.78Fe 4.70 87.48 4.63 87.41Ca 3.29 90.77 4.15 91.56Na 2.64 93.41 2.36 93.92K 2.40 95.81 2.09 96.01Mg 1.94 97.75 2.33 98.34H 0.88 98.63 - 克拉克值：化学元素在地壳中平均含量 的百分数。也叫地壳中的元素丰度。 元素在地壳中分布极不均匀。O 占到近 一半，Si 占到四分之一，前三种元素就占到 82%，前八种元素占到 98%多.地壳中元素丰度值特征是元素起源、地壳形成及稳定存在这
3、一漫长演化历史的最终体现。 绝对地质年代 是通过对岩石放射性同位素含量的测定，并据其蜕变规律而计算出该岩石的年龄。 例如铀铅法，就是利用 238U 不断蜕变为 206Pb(1g238U年可蜕变出 7.410-9g206Pb)，分析岩石中含铀矿物的铀、铅比例。就可计算出此岩石的绝对年龄。此外，还有铀钍法、铷锶法、钾氩法、碳同位素等方法。 地质年代单位: 宙, 代, 纪, 世, 期 宙、代、纪、世、期是国际上统一规定的地质年代单位。 补图（二）地质学的任务1.研究地球的过去，恢复地球的历史； 2.查明矿产资源和提供地质资料； 3.查明和预测影响人类活动的地震、火山活动、地面沉降、滑坡、泥石流以及生
4、物大量灭绝等地质事件的时间、地点、性质和规模； 4.评价地质环境对人类所造成的影响（三）地质学研究的内容与分科 地质学研究的内容十分广泛，按其内容和性质可划分成许多相互联系又各自独立的学科： 究地壳物质组成：有地球化学、结晶学、矿物学、岩石学； 研究地壳发展历史以及古生物演化规律：有古生物学、地史学（地层学） 、同位素地质学、 岩相古地理； 研究构造运动、变化和发展规律：有动力地质学、构造地质学、大地构造学、地球物理学 研究矿产的形成和分布规律：有矿床学 研究地下资源的找寻和勘探方法：有找矿勘探地质学、探矿工程学、地球物理勘探学 研究地下水的形成、运动和分布规律：有水文地质学； 研究地质条件与
5、工程建筑之间的关系：有工程地质学； 研究地质学的研究方法和手段：有遥感地质学、数学地质学； 研究地质环境与人类相互关系：有环境地质学,还有某些专门学科：海洋地质学、煤田地质学、石油地质学、地震地质学、火山地质学、月球地质学等。 第二章 矿物一、矿物的概念 矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，组成岩石的基本单位。 三个含义 矿物是在各种地质作用下形成的自然产物。矿物具有相对固定的化学成分及物理性质。 矿物是按照一定的规律结合起来形成岩石。现在自然界发现的矿物约有 3300 多种，其中最常见的矿物只有 5060 种，而构成岩石主要成分的矿物也只有 2030 种。造
6、岩矿物： 组成岩石主要成分的矿物称为造岩矿物。合成矿物： 在实验室或工厂里用人工方法制造出来的、与天然矿物具有相同或相似的成分、结构及性质的矿物叫人造矿物或合成矿物。宇宙矿物：在宇宙空间其他天体形成的矿物称为宇宙矿物，并分别称作陨石矿物、月岩矿物等。矿物学与其他学科的关系图后补二、矿物的内部结构和晶体形态 1、 晶体 绝大部分矿物都是晶体，即具有晶体结构。也就是化学元素的离子、离子团或原子按一定规则重复排列而成的固体。这种排列规则叫格子状构造，所以，晶体是具有格子构造的固体。如石盐的晶体结构。如果在足够的生长空间里，晶体矿物都能形成良好的几何外形。这种具有良好几何外形的晶体，人们习惯称为晶体。
7、晶体上平整的面称晶面，两晶面相交的棱称为晶棱。而不具有几何外形的晶体称为晶质体、结晶质或晶块等。 2、晶形 晶体的形态分为两大类，即单形和聚形。单形是由同形等大的晶面组成的晶体形状。如四面体、六面体、八面体、四六面体、菱面体、五角三四面体、五角三八面体、四角三四面体、三角三八面体、六方柱、正方锥、三方双锥等，共 47 种几何单形聚形是两个或两个以上单形的聚合。其特点是晶体上具有形状不同、大小不等的晶面。此外，在天然矿物晶体中，常见有两个或两个以上的晶体有规律地连生在一起，称为双晶。常见有三种双晶类型：接触双晶、 穿插双晶（贯穿双晶）和聚片双晶。 不同的矿物具有不同的晶形，所以，晶形也是鉴定矿物
8、的特征之一。 3、晶体习性 晶体习性是指某一种矿物在一定的外界条件下总是趋向于形成特定晶体形态的特性。根据晶体在空间上三个方向的发育程度不同，结晶习性分为三种基本类：一向延长晶体在一个方向特别发育，常形成柱状、针状、纤维状。如角闪石、绿柱石、电气石、石棉等矿物常具此习性。该类型也叫一向伸长、一向延伸型。二向延长晶体沿两个方向发育，即沿平面延展，常形成片状、板状、鳞片状。如云母、石墨、石膏、绿泥石等矿物常具此 习性。该类型也叫二向延展、二向延伸型。三向等长晶体在三个方向上均匀发 育，呈等轴状粒状。如黄铁矿、石榴子石等矿物常备具此习性。该类型也叫三向延伸型。 结晶习性也是鉴定矿物的重要特征之一4、
9、非晶质体 非晶质又称玻璃质，即组成物质的原子或离子不呈规则排列，因而不具晶体结构的固态物质。例如玻璃、塑料就是非晶质。地质作用中由火山熔岩流快速冷凝而成的火山玻璃、黑曜岩、珍珠岩即是非晶质体。只有少数矿物是非晶质体三、矿物的化学成分 自然界的矿物，除少数呈元素的单质外绝大多数都是以化合物的形式出现的。在化合物中，元素大都呈离子状态，各种离子之间相互吸引结合，达到一种稳定的结构。 1、化学成分类型 （1 ）单质：基本上是由一种元素组成，如自然金、自然铜、石墨、金刚石等。这类矿不多（2 ）化合物 ：由两种或两种以上元素组成的矿物。又分为简单化合物、络合物和复化物三种： 简单化合物成分比较简单，由一
10、种阳离子和一种阴离子化合而成。如石英SiO、方铅矿 PbS 等。 络合物 由一种阳离子和一种络阴离子结合而成。常形成各种含氧盐矿物，如方解石 CaCO 、硬石膏 CaSO4等。 复化物 是由两种以上的阳离子和一种阴离子或络阴离子结合而成。如白云石 CaMg(CO)、铬铁矿 FeCrO等 。 在矿物的化学成分中，类质同像现象特别普遍，它造成了矿物化学成分的复杂化。 类质同像是指在矿物的晶体结构中，一些半径相近、符号相同、电价相等的类似性质的离子互相顶替，占据同一位置，而并不使晶体结构发生改变的现象如镁橄榄石 MgSiO的Mg常被 Fe所置换，所以橄榄石的化学式写为： (Mg，Fe) SiO 当
11、Mg2(SiO4)大于 90%为镁橄榄石， Mg2(SiO4)占 70-90%为贵橄榄石， 当 Fe2(SiO4)大于 90%为铁橄榄石。 （3 ）含水化合物：一般是指含有 HO 和 OH、H 、H O离子的化合物。 以 HO 分子形式，吸附于矿物或矿物集合体中，并不参与晶体的结构，称为吸附水。 以 HO 分子状态存在于矿物晶体结构一定 位置上，称为结晶水。在温度升高时，这类 矿物发生失水，同时其晶体结构发生改变直至完全瓦解。如石膏 CaSO2HO 属这类矿物。 以 OH、H等离子形式存在于矿物晶体结构中的“水” 称为结构水。它们在晶体结构中位置定、数量固定、连接牢固。失水后结构完全被破坏。如
12、蛇纹石加热至约 600 时，晶体结构破坏，转变成橄榄石。 2、 矿物的同质多像 同质多像是指化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下结晶形成不同晶体结构的矿物。 根据变体（多像）数目的不同，则可称为同质二像、同质三像等等。 如金刚石和石墨是 C 的同质二像，红柱石、蓝晶石和矽线石是 Al2SiO5 同质三像变体等。 3、 胶体矿物 胶体是一种或多种物质的微粒(粒径一般 1100nm)分散在另一种物质之中而形成的不均匀的细分散系。前者称分散相(分散质) ，后者称分散媒 (分散剂)。 胶溶体：分散媒远多于分散相 胶凝体：分散媒远少于分散相 由以水为分散媒、以固相为分散相的水胶凝体而形成的非晶质或
13、隐晶质矿物称为胶体矿物胶体矿物主要是 Fe、Mn 、Al、Si、P 等物质的矿物。如蛋白石（SiO2nH2O） 、大多数粘土矿物等。多形成于表生作用中，少数为热液或火山成因。 胶体矿物常为隐晶质或非晶质体故呈现鲕状、肾状、钟乳状和葡萄状等特殊形态。 胶体矿物不稳定，具有吸附其他物质和自发地转变为结晶质(胶体的老化 )的趋势。如蛋白石经老化成为玉髓。 四、矿物的集合体形态矿物在地壳中以单独且完好晶体出现的较少，常常是许多矿物紧密集合在一起，而且晶体发育也不完全。了解矿物集合体形态的特征，也是鉴定矿物的有效方法。 1. 粒状集合体 ：由颗粒状矿物所组成。 2、 片状、鳞片状、针状、纤维状、放射状集
14、合体 纤维状集合体：由一系列细长针状或纤维状的矿物单体平行密集排列而成。如石膏、 蛇纹石等常形成此类集合体。 放射状集合体：由长柱状、针状、片状或板状的许多单体围绕某一中心成放射状排 列而成。如辉锑矿、阳起石等常形成此类集合体。 3、 致密块状体 :由极细粒或隐晶质矿物所成的集合体，致密均匀，肉眼不能分辨矿物颗粒界限。4. 晶簇: 由许多单晶体丛生于同一基底，组成簇状集合体。常见有石英晶簇、方解石晶簇等5、 杏仁体和晶腺 :矿物溶液或胶体溶液通过岩石气孔或空洞时，常从洞壁向中心层层沉淀，最后把空洞填充起来，2cm 者称杏仁体， 2cm 者称晶腺。 6、 结核、鲕状和豆状集合体:由胶体物质围绕悬
15、浮状态的细砂粒、矿物碎片、有机质碎屑或气泡等层层凝聚而成并沉积于水底。外形呈圆球形、卵圆形。具同心层状内部构造。50%以上球粒的直径2mm，形状、大小如鱼卵者为鲕状集合体。球粒大小似豌豆，直径一般2mm 者为豆状集合体。 7、 钟乳状、葡萄状集合体8、 土状集合体 :矿物呈细粉末状较疏松地聚集成块五、 矿物的物理性质:不同的矿物具有不同的物理性质。这些物理性质是我们肉眼鉴定矿物的重要依据。 1、 颜色: 颜色是鉴定矿物的重要依据之一。有些矿物仅根据颜色就可鉴别，如孔雀石为绿色， 黄铁矿为黄色，赤铁矿为褐红色等。根据矿物中颜色产生原因的不同，可将矿物的颜色分为自色、他色与假色三种.自色是由矿物的
16、成分和构造所决定的颜色。自色产生的原因最重要的是矿物成分中含有色素离子。当它们作为矿物的主要成分或类质同像混入物存在时，都能使矿物呈色。 在矿物中最经常出现的色素离子见下表。 离子 颜色 矿物举例 离子 颜色 矿物举例红 刚玉(红宝石) Fe 绿 阳起石、绿泥石Cr绿 钙铬榴石 红 赤铁矿Mn 玫瑰 菱锰矿、蔷薇石Fe褐 褐铁矿Mn 黑 软锰矿 蓝 蓝铜矿、胆矾UO 黄 钙铀云母Cu绿 孔雀石、绿松石他色是由外来的机械杂质，如带色矿物微粒、气泡等等所引起的颜色。他色与矿物晶体结构的成分无关。如乳白色石英是含有气夜包裹体而呈现乳白色的。 假色是透明矿物因内部裂隙或不透明矿物因表面氧化薄膜引起的光
17、线干涉现象所呈现的颜色。前者称为晕色，如云母；后者称为锖色，如斑铜矿。 2、 条痕：矿物粉末的颜色称为条痕。通常是用矿物在条痕板上划出痕迹，观察其颜色。 由于条痕比矿物的颜色更为固定，所以对鉴定矿物更有意义。如赤铁矿的颜色可能 是褐红色或铁黑色、钢灰色等，但其条痕均为樱红色3、 透明度：矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度。在肉眼鉴定矿物中，常以简便的方法把透明度分为透明、半透明、不透明三级： 通常根据矿物碎片刃边的透光程度，配合矿物的条痕，判别矿物的透明度。 (1) 透明矿物的碎片边缘能清晰地透见他物。条痕为无色、白色或浅色。水晶、冰洲石等。(2) 半透明矿物碎片边缘能模糊地透见他物或有
18、透光现象。条痕呈红、褐等各种彩色。如辰砂、闪锌矿等。 (3) 不透明矿物碎片边缘没有透光现象。条痕呈黑或金属色。如黄铁矿、磁铁矿、石墨等。影响矿物透明度的因素有矿物的成分和晶体结构；矿物中的裂隙、包裹体，及矿物 的集合方式、颜色深浅和表面风化程度等。 4、 光泽：矿物表面反射光线时表现的特点称为光泽。 根据矿物反射光线的强弱，将光泽分为 三个等级：(1)金属光泽矿物表面反光极强， 呈明显的金属样光亮。似平滑金属磨光面的反光。矿物具金属色，不透明，条痕色黑或呈金属色。如方铅矿、自然铜等(2)半金属光泽呈弱金属状光亮， 暗淡而不刺目。似未经磨光的金属表面的反光。矿物常为金属色，不透明半透明，条痕以
19、棕色、褐色等深彩色为主。如赤铁矿、黑钨矿等。 (3)非金属光泽是一种不具金属感的光泽，又可分为以下类型：金刚光泽呈钻石状明亮反光。矿物常呈半透明或透明，条痕为浅彩色、无色或白色。例如金刚石、浅色闪锌矿等。玻璃光泽 呈玻璃状光亮 。通常矿物透明，条痕为无色或白色。如水晶、长石，方解石等。丝绢光泽 呈纤维状集合体时，表面具丝绢光亮。如纤维状石膏、石棉等脂肪光泽在矿物不平坦的断口上具油脂状光亮 。通常是透明矿物，解理不发育。也称油脂光泽。如石英、石榴子石、玛瑙等。珍珠光泽就像珍珠或贝壳内壁柔和而多彩的光亮。通常是片状、板状的透明矿物，如云母、石膏等。土状光泽粉末状和土状集合体的矿物，表面暗淡无光。如
20、高岭石、褐铁矿等。蜡状光泽某些透明矿物的隐晶质或 非晶质致密块体上的似蜡烛表面的光泽 。树脂光泽 某些黄、褐或棕色透明矿物的不平坦断口上，呈现出似松香般的光泽。沥青光泽半透明或不透明的黑色矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具沥青状光亮。例如沥青铀矿、锡石、磁铁矿等。 光泽应在矿物新鲜平滑的表面观察。 光泽是矿物鉴定的依据之一，是评价宝石的重要标志。 5、 硬度：矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作用力 (如刻画、压入、研磨等 )的能力。 以十种硬度递增的矿物为标准来测定矿物的相对硬度。 摩氏硬度计与压入硬度 摩氏 硬度矿物 名称压入硬度 Kg/mm摩氏 硬度矿物 名称压入硬度 Kg/mm1 滑石
21、2 6 正长石 9302 石膏 35 7 石英 11203 方解石 172 8 黄玉 12504 萤石 248 9 刚玉 21005 磷灰石 610 10 金刚石 约 10000各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。 在野外工作时，常用简便方法把硬度分为三级：低硬度- 5.5，玻璃的硬度为 6 作为宝石，通常都有较高的硬度。如蛋白石的硬质为 5.56.5 ，水晶为 6.57 ，锌尖晶石为 7.58 。金绿宝石为 8.5，蓝宝石和红宝石的硬度为 9，仅次于金刚石。 矿物的硬度是矿物的重要物理常数和鉴定标志。某些矿物的硬度的细微变化常与形成条件有关，因此根据硬度可以探讨矿物的
22、成因。矿物的硬度主要取决于其内部的结构6、 解理： 矿物晶体在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂，并且能裂出光滑平面的性质称为解理，这些平面称为解理面。矿物晶体的解理严格受其内部晶体结构的控制。 根据晶体在外力的作用下裂成光滑的解理面的难易程度，可以把解理分成下列五级： (1) 极完全解理矿物在外力作用下极易裂成薄片。解理面光滑、平整，很难发生断口。例如云母、石墨、石膏等。(2) 完全解理 在外力作用下，很易碎裂成平面(不成薄片)。解理面平滑，较难发生断口。如方解石、方铅矿、萤石等。(3) 中等解理 在外力作用下，可以沿着解理方向裂成平面。解理面不太平滑，断口易出现。如白钨矿、普通辉石等。(4
23、) 不完全解理 矿物在外力作用下，不容易裂出解理面。解理面不平整，容易成为断口。如磷灰石等。 (5) 极不完全解理 即无解理。矿物受外力的作用后，极难出现解理面。在碎块上常为断口。如石英、石榴子石等。 解理面与晶面的区别特征解理面 晶 面受力打击后可再次出现平行的平面 受力打击后立即消失解理面比较新鲜光亮 晶面比较暗淡解理面比较平整如镜 晶面不很平整，常有晶面条纹（生长或聚形条纹）和蚀象出现7、 断口：矿物受力破裂后所出现的没有一定方向的不规则断开面叫做断口。断口与解理是互为消长关系的，解理程度越高，越不容易出现断口。 断口在晶体或非晶体矿物上均可发生。断口常具有一定的形态，因此也是鉴定矿物
24、的特征之一。矿物断口的形状主要有下列几种： 贝壳状断口 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的同心条纹。如石英和玻璃质体。锯齿状断口呈尖锐的锯齿状。延展 性很强的矿物具有此种断口。如自然铜。 参差状断口断口面参差不齐，粗糙 不平大多数矿物具有此种断口。如磷灰石。土状断口断口面呈细粉状，断口粗 糙，为土状矿物所特有。如高龄石。 8、 脆性和延展性：矿物受力后极易破碎，称为 脆性。如方解石。矿物受力后发生塑性变形，如锤打成薄片，或拉长成细丝，这种性质称为延展性。 如自然金。 9、 弹性和挠性：矿物受外力作用发生弯曲形变，但当外力作用取消后，则能使弯曲形变恢复原状，此性质称为弹性。例如云母等矿物具有弹
25、性，能屈能伸。如歪曲了的形变不能恢复原状，则此性质称为挠性。例如滑石、绿泥石、蛭石等矿物均有挠性，屈而不伸。 10、 比重（相对密度）：矿物的比重是指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在 4时重量之比。矿物的比重在数值上等于矿物的密度。 矿物比重可分为轻、中和重三级： 轻级 比重小于 2.5。如石墨(2.5) 。中级比重由 2.5 到 4。大多数矿物的比重属于此级。如石英 (2.65)、金刚石(3.5)、 重级 比重大于 4。如重晶石(4.3- 4.7)、磁铁矿(4.6-5.2) 、白钨矿(5.8-6.2) 、方铅矿(7.4-7.6) 11、 磁性： 矿物的磁性是指矿物被永久磁铁和电磁
26、铁吸引，或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。少数矿物如磁铁矿具有磁性。 12、 电性： 矿物具有导电性、压电性和热电性等电学性质。 导电性指矿物对电的传导能力。各种矿物的导电性能不同，自然金属是电的良导体；非金属矿物是非导体(绝缘体) ；大多数金属矿物则是电的半导体。如白云母、石墨。 热电性是某些矿物晶体在热的作用下能激起表面荷电的性质，如电气石压电性是矿物的晶体在压力或张力的作 用下能使表面激起荷电，例如向石英晶体的一个水平结晶轴方向施加压力时，电轴的两端即产生数量相等而符号相反的电荷；当以张力代替压力时，则电荷变号。 13、 发光性 ：矿物在外加能量如紫光、紫外光和 X-射线等的照射下能发射
27、可见光的性质称为发光性。矿物在外加能量的激发下发生可见光，外加能量消失后停止发光，这种发光性称为萤光。如萤石、白钨矿等。当外加能量消失后还能继续发光，称磷光。如磷灰石等。此外，矿物还有些如易燃性、滑腻感及味道等性质。 六、矿物的分类 首先根据化学组成的基本类型，将矿物分为五个大类。 第一大类 自然元素矿物 第二大类 硫化物及其类似化合物矿物 第三大类 卤化物矿物 第四大类 氧化物和氢氧化物矿物 第五大类 含氧盐矿物 大类以下，根据阴离子(或络阴离子 )的种类分为类，有时在类以下根据络阴离子再分为亚类，如硅酸盐。类及亚类以下，一般根据晶体结构型和阳离子性质分为族，有时在族以下根据阳离子种类分为亚
28、族。族之下根据一定晶体结构和化学成分分为种，有时在完全类质同象系列中，根据其所含端元组分的比例划分种为几个亚种，对晶体结构相同，成分或物性稍异的则归为变种或异种。 级序 划 分 依 据 举 例 大类 化合物类型 含氧盐大类类 阴离子或络阴离子种类 硅酸盐类（亚类） 络阴离子结构 架状结构硅酸盐亚类族 晶体结构型和阳离子性质 长石族（亚族） 阳离子种类 碱性长石亚族种 一定的晶体结构和化学成分 正长石 KAlSi3O8（亚种） 晶体结构相同，成分或物性、 形态相异冰长石 KAlSi3O8 （110特别发育且沿 a 轴 压扁）具体分类方案如下： 第一大类 自然元素矿物 第二大类 硫化物及其类似化合
29、物 第一类 硝酸盐 第二类 碳酸盐 第三类 硫酸盐 第四类 铬酸盐 第五类 钨酸盐和钼酸盐 第六类 磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐 第一类 单硫化物及其类似化合物 第二类 双硫化物及其类似化合物 第三类 硫盐 第三大类 卤素化合物 第一类 氟化物 第二类 氯化物 第四大类 氧化物和氢氧化物 第一类 简单氧化物 第二类 复杂氧化物 第三类 氢氧化物第五大类 含氧盐 第一类 硝酸盐 第二类 碳酸盐 第三类 硫酸盐 第四类 铬酸盐 第五类 钨酸盐和钼酸盐 第六类 磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐 第七类 硅酸盐 第一亚类 岛状结构硅酸盐 第二亚类 环状结构硅酸盐 第三亚类 链状结构硅酸盐 第四亚类 层状结构硅酸盐 第
30、五亚类 架状结构硅酸盐 第八类 硼酸盐 七、矿物的命名 化学成分如自然金、 矿物本身的特征 形态 如方柱石. 物理性质如重晶石、橄榄石 首次发现该矿物的地名 : 如高岭石、香花石 首次发现该矿物的人名或研究学者名 :如章氏硼镁石（Hungtsaoite） 我国传统命名习惯： 矿：呈金属光泽或主要用于提炼 金属的矿物。黄铁矿、方铅矿 石：具非金属光泽的矿物。方解石 玉：宝玉石类矿物。刚玉 晶：成透明晶体者。水晶 砂：常以细小颗粒产出的矿物。辰砂 华：地表次生的并呈松散状的矿物。 矾：易溶于水的硫酸盐矿物 。铅矾 八、常见矿物简述 （一）自然元素矿物大类 自然元素矿物： 在自然界以单质形式存在的矿
31、物。已知的自然元素矿物种50 ，约占地壳总重量的 1，分布极不均匀。其中有些可显著富集，甚至形成 矿床化学组成 1金属元素：（ 1）部分铜族元素：Cu、Ag、Au （2）铂族元素：Ru 、Rh、Pd、Os、Ir、Pt 2半金属元素： As、Sb、Bi 3非金属元素： C、S 形态： 晶体呈等轴粒状或六方板状， 集合体为树枝状、片状、块状等。 物理性质： 具 典型的金属特性： 金属色，金属光泽，不透明。硬度低（Os 、Ir 例外） ，解理不发育，强延展性。 比重大。电和热的良导体。 分类 （ 根据元素的类别，主要矿物 分： 1）自然金属 类：主要是 铜族： 自然金 ;铂族 2）自然非金属 类：
32、3）自然半金属 类： 很少见。 自然金： Au ，化学组成 ：纯金极少见，常有一定数量的类质同像混入物 Ag 。自然金自然银完全类质同像系列 Ag 含量 （%） 05 515 1550 5085 8595 95100矿物名称 自然金 含银 自然金 银金矿 金银矿 含金 自然银 自然银鉴定特征：金黄色颜色及条痕，强金属光泽。 硬度低(23)，无解理，强延展性。比重大(15.6 19.3)。 熔点高(1062)。化学性质稳定 ， 在空气中不氧化，只溶于王水。 成因产状：主要产于高、中温热液型含金石英脉中； 蚀变岩中；火山岩系与火山热液作用有关的中、低温热液矿床中；砂矿床中。 金刚石 C 化学组成：
33、带色和不透明者常含 Si、Al、 Ca、Mg 、B 、N、Fe、Ti 等杂质及石墨、 橄榄石、磁铁矿、金红石等包裹体。形态呈浑圆粒状。 鉴定特征： 浑圆粒状。金刚光泽。极高的硬度（H=10） ，解理 中等。日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。 用途： 名贵宝石、切削工具、研磨材料、精密仪器的零件。 石墨 C 鉴定特征 ： 鳞片状、致密块状、土状。铁黑色钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。极完全解理，硬度小(1 -2)。比重小，性软，有滑感，易污手，可书写用途： 冶金工业： 作 高温坩埚铸件 ；机械工业：润滑剂 ；电池工业：电极 ；原子能工业：中子减速剂；用于制造铅笔芯、涂料、染料等。石墨可作合成金刚
34、石的原料（二）硫化物及其类似化合物矿物大类 硫化物及其类似化合物矿物：一系列金属元素与 S、Se 、Te、As、Sb 、Bi 等化合而成的化合物。主要为 S。已发现的矿物种达 370 种左右， 约占矿物总数的 1/10，其中硫化物占2/3 以上。为有色金属矿床的主要矿物。分类 据阴离子特点分三类：1）简单硫化物： S2-与铜型或过渡型离子 （Cu 、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni ）结合而成，如 方铅矿（PbS） 、 闪锌矿(ZnS) 、黄铜矿(CuFeS2) 等。 2）复硫化物： 哑铃状对硫 S22-、对砷AS22-及AsS2-、SbS2-等与 Fe、Co、Ni等过渡型离子结合而成
35、。如黄铁矿(FeS2) 、毒砂(FeAsS) 等。3） 硫盐： S 与半金属元素 As、Sb、Bi 结合组成络阴离子AsS33-、SbS33-等，与铜型离子 Cu、 Pb、Ag 结合成较复杂的化合物。如黝铜矿 砷黝铜矿( Cu12Sb4S13 Cu12As4S13 )等。 形态：大多数硫化物的晶形较好，特别是复硫化物更常见完好晶形；硫盐主要呈粒状或块状集合体。 闪锌矿 ZnS 化学组成：常有 Fe2+替代 Zn 进入晶格，其他尚有Mn、Cd、In 、 Ga、Ge 等类质同像混入物。 鉴定特征：粒状晶形。颜色变化大，由无色到浅黄、棕褐黑色，随含 Fe 量的增加而变深。条痕白色褐色，金刚光泽。六组
36、完全解理，H34。与方铅矿共生。用途：为最重要的锌矿石矿物；结晶良好的单晶体是最佳的 红外窗口材料和发光材料。 黄铜矿 CuFeS2 化学组成：常含少量 Ag、Au、Zn 等机械混入物。 鉴定特征：常呈致密块状或分散粒状。铜黄色，表面常有蓝、紫红、褐等色的斑状锖色，条痕绿黑色，金属光泽。硬度 34 。性脆。 用途： 为提炼 Cu 的重要矿石矿物 方铅矿 PbS 鉴定特征： 铅灰色，条痕黑色，强金属光泽。三组完全解理，硬度低(23)。比重大(7.47.6 )。 用途：提炼 Pb 最主要的矿石，含 Ag 多时可利用 Ag；作红外探测器及检波器的材料辰砂、雄黄、雌黄之对比 矿物 辰 砂 雄 黄 雌
37、黄成分 HgS As4S4 或 AsS As2S3形态 分散粒状 柱状、致密粒状、土状块体 短柱状、板状、片状、土状颜色 红色，有铅灰色锖色 桔红色 柠檬黄色条痕 红色 浅桔红色 鲜黄色光泽 金刚光泽 金刚光泽，断面树脂光泽 金刚光泽， 断面油脂光泽解理 完全 完全 极完全，薄片具挠性硬度 2 2.5 1.52 1.52比重 8.08.2 3.56 3.5用途 提炼 Hg； 单晶作激光调制晶体； 中药。提取 As、制砷化物 ；中药材；用于农药、颜料、玻璃等工业。提炼 As、制砷化物 ； 中药成因 低温热液矿床的典型矿物辉锑矿 Sb2S3 鉴定特征： 晶体常见，呈尖顶的长柱状，柱面具纵条纹。一组
38、柱面解理完全；解理面现平行横纹。集合体呈柱状、针状、放射状或块状。铅灰色，金属光泽，硬度 2，比重 4.6。性脆，易熔。成因及分布 :主要产于中、低温热液矿床，常与辰砂、雄黄、雌黄共生。中国是世界上最主要的产锑国。黄铁矿：FeS2 化学组成：常有 Co、Ni 替代 Fe；As、Se、Te 替代 S。常含Au、Ag 、Cu 、Pb、Zn 等细分散机械混入物。鉴定特征：常见聚形，晶面上常具三组互相垂直的聚形条纹。浅铜黄色，表面有黄褐色锖色，条痕绿黑或黑色，强金属光泽。参差状断口，硬度 66.5，性脆，无磁性用途：为提取 S、制造 H2SO4 的主要原料，可综合利用 Au、Co 、Ni、As、Cu、
39、Ag 等；黄铁矿晶体可入中药毒砂 FeAsS 鉴定特征：毒砂呈锡白色至钢灰色，条痕灰黑色，不透明，泽，硬度5.5 6，比重 6.2，柱面解理中等至不完全。用锤击打时，发出蒜臭味。一般呈柱状晶体（柱面有清晰纵纹）或成粒状和致密块状集合体。 成因:产于高温或中温热液矿床中。 用途:含砷量达 46.01%,是制取砷和各种砷化物的主要矿物原料。中国旧称白砒石，从中制取砒霜(As2O3) 的历史悠久（三）氧化物和氢氧化物矿物大类氧化物和氢氧化物矿物：金属阳离子和某些非金属阳离子(如 Si 等)与 O2-或(OH) -化合而成的矿物。地壳中分布广泛，仅次于含氧盐矿物大类。已知的矿物超过 200 种，占地壳
40、总重量的 17%；石英族 矿物分布最广，占 12.6%，最常见的石英是主要的造岩矿物；Fe 的氧化物和氢氧化物占 3.9%；次有 Al、Mn、Ti、Cr 的氧化物和氢氧化物。 化学组成 ： 阴离子： 主要为 O2-、(OH) -；阳离子： 40 种左右。主要为惰性气体型（ Si、Al、Mg、U 等）和过渡型（ Fe、Mn、 Ti、Cr、V、Nb、Ta 等）离子；少数氧化物中附加阴离子（F-、Cl- ）和水分子 。 氧化物中类质同像替代较硫化物广泛，完全类质同像替代在成分复杂的氧化物中较常见。形态 ：氧化物常具完好的晶形。集合体常成粒状和致密块状。 氢氧化物常呈板状、片状、鳞片状；柱状、针状、纤
41、维状。但更常见成细分散胶态混合物，呈鲕状、豆状、肾状、葡萄状、钟乳状多孔状、土状、致密块状等。 物理性质：该类矿物的物理性质主要取决于阳离子类型和其晶体结构。 惰性气体型离子的氧化物和氢氧化物：通常为无色、 白色或浅色的颜色及条痕，玻璃光泽为主，透明半透明。 过渡型离子和铜型离子的氧化物和氢氧化物： 深色或暗色，常呈各种彩色或钢灰色铁黑色，条痕深色(黄、褐、 黑色) ，半金属或金刚光泽， 半透明不透明。 成因 ：1）氧化物：广泛形成于 内生、外生和变质作用中。 （1 ）对变价元素：低价态(Fe2+、Mn2+ 、V3+ 、Cr3+等) 的氧化物多形成于内生(主要是热液、岩浆作用，次为伟晶作用)或
42、 变质作用较为还原的环境中；而 高价态(Fe3+、Mn4+ 、Sb5+ 、W6+等) 的氧化物则主要形成于外生(表生作用，如岩石或矿床的风化壳 )或内生作用的较氧化的环境 中。 （2 ） Fe 在不同的氧化 还原条件下，易于相互转变为不同价态的氧化物矿物（3 ） 非变价元素的氧化物，绝大部分在 岩浆、伟晶、热液 或变质作用均可形成，也常见于砂矿中。 2）氢氧化物：往往为 低温表生作用的产物，主要 产于地表或近地表，由风化作用及化学沉积而形成：多见于金属矿床的 氧化带和水化带或岩石风化壳；在湖沼盆地中可形成规模巨大的沉积矿床，其中尤以 Fe、Mn 、Al 的氢氧化物最为典型，为风化作用和沉积作用
43、过程中的胶体溶液凝聚形成的。 分类 、 、 (、 、( 、 、 、 、726 4242423222233322XBAOFeCrMgAle)W(n,Ti HSOinSnOTFeAlXOCu2 (硬 锰 矿 ) OnHMO或 m3Hn硬 锰 矿 族 ： BaM（ 水 锰 矿 ） )水 锰 矿 族 ： O(）（ 针 铁 矿 、 纤 铁 矿 、针 铁 矿 族 ： Fe）（ 硬 水 铝 石 、 软 水 铝 石硬 水 铝 石 族 ： Al)（ 三 水 铝 石 、H三 水 铝 石 族 ： （ 水 镁 石)水 镁 石 族 ： Mg(O2209 32 氢 氧 化 物主要矿物 刚玉 Al2O3 化学组成：一般含微
44、量 Cr3+、Fe2+ 、Ti4+、Mn2+、V5+ 、Ga3+等，常见赤铁矿、钛铁矿、金红石、尖晶石石榴子石等包裹体。 鉴定特征：晶体常呈腰鼓状、桶状或短柱状。常呈聚片双晶。晶面上常见几组条纹。H 9。无解理。玻璃金刚光泽。透明半透明 通常呈 蓝灰、黄灰色，含杂质可呈各种颜色： 红宝石：含 Cr，红色；蓝宝石：含 Ti 和 Fe2+，蓝色；黑星石：含 Fe2+、Fe3+ ， 黑色、透明；白宝石：纯净无色透明的晶体；含 Co、V 、Ni 呈 绿色；含 Ni 呈黄色；含Fe3+、Mn2+呈玫瑰红色。成因：各种成因。多形成于高温、富 Al 贫 Si 的条件下。有 岩浆结晶作用形成；产于碱性伟晶岩中
45、；形成于岩浆岩与石灰岩的接触带；可产于粘土质岩经区域变质而成的结晶片 岩中；也见于砂岩中赤铁矿： Fe2O3 化学组成： 常含 Ti、Al、Mn 、Fe2+ 、Mg、Ca 和少量的 Ga、Co 等类质同像混入物，以及 金红石、钛铁矿等显微包裹体。致密块体常含 SiO2、Al2O3、粘土等机械混入物。 鉴定特征：常成各种集合体形态： 镜铁矿镜铁矿：具金属光泽的片状集合体；云母赤铁矿云母赤铁矿：具金属光泽的细小 鳞片状集合体；铁赭石：红色土状(粉末状) 集合体；鲕状 、豆状、肾状赤铁矿鲕状、豆状、肾状赤铁矿：鲕状、豆状、肾状的集合体。尚有致密块状集合体。显晶质者呈钢灰铁黑色；隐晶质及胶态者呈暗红色
46、、红褐色。条痕樱红色或红棕色，金属半金属光泽，或土状光泽。H 5.56，土状者显著降低 。无解理。无磁性，性脆。 成因：形成于各种地质作用。主要有 热液成因、沉积成因（著名产地有河北宣化、湖南宁乡等）和沉积变质成因（著名产地如辽宁鞍山等） 。 用途：提炼铁的矿物原料之一；纯净的粉末状赤铁矿是天然的矿物颜料； 磁铁矿 FeFe2O4 磁铁矿属于尖晶石族矿物，其晶体结构与尖晶石相同。 化学组成： 常含 Ti4+、V3+、Cr3+、Al3+、Si4+等替代 Fe3+；Fe2+易被Mg2+、 Mn2+、Ni2+、 Co2+、Zn2+ 、Ca2+ 等替代。含杂质高的异种有：钛磁铁矿、铬磁铁 矿、钒磁铁矿
47、、钒钛磁铁矿等鉴定特征： 晶体的晶面上常可见有沿长对角线方向的条纹。常见粒状和块状 集合体。铁黑色，条痕黑色，半金属金属光泽，不透明。 H 5.56 ，无解理，性脆。比重较大，具强磁性。 成因：主要有岩浆成因（如四川攀枝花） 、 接触交代成因（如湖北大冶） 、气化高温热液成因、沉积变质成因（如辽宁鞍山） 、火山作用成因。也常见于砂矿中。 用途：提炼铁的最重要的矿物原料之一；可综合利用 V、Ti、Cr褐铁矿 Fe2O3nH2O 鉴定特征：常呈多孔状、土状、致密块状、结核状、钟乳状、葡萄状等集合体。也常见黄铁矿晶形的假像，称假像褐铁矿。黄褐、红褐褐黑色；条痕土黄 黄褐色；土状光泽。H 较小（14） 。无磁性成因：表生作用之产物，主要有风化型和沉积型成因。由原生含 Fe 的矿物经氧化和水化作用形成，尤其是金属硫化物矿床氧化带露头，矿石经氧化，形成“铁帽”成为找寻原生 CuFe硫化物矿床的标志。海相和湖相沉积型褐铁矿
