第二章矿物课件.ppt
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1、第二章 矿物 1. 矿物的基本概念 2. 矿物的识别特征 3. 矿物的分类及常见矿物,第一节 矿物的基本概念,一、矿物的定义 岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的具有相对稳定化学成分和物理性质的自然产物。含义:a、矿物是在各种地质作用下或者说在各种自然条件下形成的自然产物;b、矿物是一种自然产生的均质物体;c、矿物不是孤立存在的,而是按照一定的规律结合起来形成各种岩石。,矿物的概念(续), 人造矿物不属地质学范畴 (已知矿物多种) 具一定化学成分(每种矿物有较稳定 的化学成分)。 绝大多数矿物是固态,极个别液态 (g) 固体矿物分为晶体和非晶体。,二、矿物的晶体构造与化学组成,
2、矿物晶体内部 - 格子构造,矿物晶体内部 - 格子构造,(二)矿物的化学组成,3. 矿物的类质同像和同质异像,(1)类质同像,(2)同质异像,石墨 与 金刚石,4. 矿物中的水,第二节 矿物的识别特征,矿物肉眼鉴定,主要是依据矿物的 晶体形态 光学性质 力学性质 其它一些物理性质,一、矿物的形态,(一)矿物单体的形态,矿物单体的形态(晶形),(二) 双晶,(三)矿物集合体形态,许多晶体生长在同一个基底上,称为晶簇。,致密块状集合体,晶簇,石英晶簇,萤石晶簇,2. 隐晶或胶态集合体,结核,晶腺,(1)结核体:结晶质或胶质围绕某一中心向外沉积而成的瘤状体。(2)钟乳状:指同葡萄状、肾状、石笋状等的
3、矿物集合体。,鲕状体、豆状体,肾状、葡萄状、钟乳状,二、矿物的物理性质,矿物的物理性质,矿物的光学性质,矿物的力学性质,矿物的其它性质,颜色,光泽,条痕,透明度,硬度,解理和断口,脆性和延展性,弹性和挠性,比重,磁性,电性,发光性,味道和触觉感,1. 颜色,他色有些矿物,其颜色与本身的化学成分无关,而是因矿物中所含的杂质成分引起的,称为他色。如纯净水晶(SiO2)是无色透明的,其中混入微量不同的杂质,可具有紫色、粉红色、褐色、黑色等。假色某些化学的和物理的原因引起矿物的颜色。例如:晕色、氧化薄膜等。无色、浅色矿物常具他色。因此,他色一般不能作为矿物鉴定的主要特征。,矿物丰富多彩的颜色,2. 矿
4、物的条痕,条痕矿物粉末的颜色。通常是利用条痕板(无釉瓷板),观察矿物在其上划出的痕迹的颜色。由于矿物的粉末可以消除一些杂质和物理方面的影响,所以比其颜色更为固定。因此条痕在鉴定矿物上具有重要意义。有些矿物如赤铁矿,其颜色可能有赤红、黑灰等色,但其条痕则为樱红色,是一致的;有些矿物如黄金、黄铁矿,其颜色大体相同,但其条痕则相差很远,前者为金黄色,后者则为黑或黑绿色。,几种矿物的条痕,3. 矿物的光泽,矿物表面的总光量或者矿物表面对于光线的反射形成光泽。光泽有强有弱,主要取决于矿物对于光线全反射的能力。矿物的主要光泽 金属光泽 半金属光泽 金刚光泽 玻璃光泽 丝绢光泽 珍珠光泽 油脂光泽 土状光泽
5、,金属光泽,金属光泽矿物表面反光极强,如同平滑的金属表面所呈现的光泽。某些不透明矿物,如黄铁矿、方铅矿等,均具有金属光泽。,黄铁矿,方铅矿,自然金,半金属光泽,半金属光泽较金属光泽稍弱,暗淡而不刺目。如黑钨矿具有这种光泽。,半金属光泽(黑钨矿),金刚光泽,金刚光泽光泽闪亮耀眼。如金刚石、闪锌矿。,金刚光泽(金刚石),金刚光泽(闪锌矿),玻璃光泽,玻璃光泽象普通玻璃一样的光泽。大约占矿物总数70的矿物,如水晶、萤石、方解石等具此光泽。,石英,方解石,萤石,其它光泽,土状光泽,丝娟光泽,沥青光泽,珍珠光泽,4. 矿物的透明度,透明度指光线透过矿物多少的程度。分为3级:透明矿物:矿物碎片边缘能清晰地
6、透见他物,如水晶、冰洲石等。半透明矿物:矿物碎片边缘可以模糊地透见他物或有透光现象,如辰砂、闪锌矿等。不透明矿物:矿物碎片边缘不能透见他物,如黄铁矿 、磁铁矿、石墨等。,部分矿物的透明度,水晶(透明),方解石(透明),辰砂(半透明),闪锌矿(半透明),黄铁矿(不透明),磁铁矿(不透明),石墨(不透明),6. 矿物的硬度,指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的程度。根据硬度高的矿物可以刻划硬度低的矿物的道理,德国摩氏(F.Mohs)选择了10种矿物作为标准,将硬度分为10级,这10种矿物称为“摩氏硬度计”(表22)。,摩氏硬度计,1 滑石,2 石膏,3 方解石,4 萤石,5 磷灰石,6 正长石,摩氏硬
7、度计(续),7 石英,8 黄玉,10 金刚石,9 刚玉,摩氏硬度计的应用,在野外工作,还可利用指甲(22.5)、小钢刀(55.5)等来代替硬度计。据此,可以把矿物硬度粗略分成软(硬度小于指甲)、中(硬度大于指甲,小于小刀)、硬(硬度大于小刀)三等。有少数矿物用石英也刻划不动,可称为极硬,但这样的矿物比较少。测定硬度时必须选择新鲜矿物的光滑面试验,才能获得可靠的结果。同时要注意刻痕和粉痕(以硬刻软,留下刻痕;以软刻硬,留下粉痕)不要混淆。对于粒状、纤维状矿物,不宜直接刻划,而应将矿物捣碎,在已知硬度的矿物面上摩擦,视其有否擦痕来比较硬度的大小。,7. 矿物的解理和断口,解理在力的作用下,矿物晶体
8、按一定方向破裂并产生光滑平面的性质。解理面沿着一定方向分裂的面。解理是由晶体内部格架构造所决定的。有的矿物具有二向、三向、四向或六向节理。如食盐具有三个方向的解理,萤石具有四个方向的解理。,方解石的解理,矿物解理示意图,受力,解理,矿物,矿物的解理示意图,(1)最完全解理,最完全解理 矿物晶体极易裂成薄片,解理面较大而平整光滑。如云母、石膏等。,(2)完全解理,完全解理 矿物极易裂成平滑小块或薄板,解理面相当光滑。如方解石、石盐等。,方解石的完全解理,(3)中等解理,中等解理 解理面往往不能一劈到底,不很光滑,且不连续,常呈现小阶梯状。如普通角闪石、普通辉石等。,普通角闪石,普通辉石,(4)不
9、完全解理和极不完全解理,不完全解理 解理程度很差,在大块矿物上很难看到解理,只在细小碎块上才可看到不清晰的解理面,如磷灰石等。 极不完全解理(无解理) 如石英、磁铁矿等。 同种矿物的解理方向和解理程度总是相同的,性质很固定,是鉴定矿物的重要特征之一。,(5)断口,断口矿物受力破裂后出现没有一定方向的不规则的断开面。贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、平坦状断口。断口出现的程度是跟解理的完善程度互为消长的。,8. 矿物的比重,比重矿物重量与4时同体积水的重量比,称为矿物的比重。矿物的化学成分中若含有原子量大的元素或者矿物的内部构造中原子或离子堆积比较紧密,则比重较大;反之则比重较小。大多数矿物比
10、重介于2.54之间;一些重金属矿物常在58之间;极少数矿物(如铂族矿物)可达23。,9. 矿物的磁性、电性和发光性,矿物的磁性是指矿物被永久磁铁和电磁铁吸引,或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。矿物的磁性,主要是由于矿物成分中含有铁、钴、镍、钛等元素所致。一般用马蹄形磁铁或带磁性的小刀来测验矿物的磁性。 有些矿物受热生电,称热电性,如电气石;有些矿物受摩擦生电,如琥珀;有的矿物在压力和张力的交互作用下产生电荷效应,称为压电效应,如压电石英。压电石英已被广泛地应用于现代科学技术方面。,有些矿物在外来能量的激发下发生可见光,若在外界作用消失后停止发光,称为萤光。如萤石加热后产生蓝色萤光;白钨矿在紫外
11、线照射下产生天蓝色萤光;金刚石在X射线照射下亦发生天蓝色萤光。有些矿物在外界作用消失后还能继续发光,称为磷光,如磷灰石。,2.1.7.3 矿物的味觉和触,有些矿物具易燃性,如琥珀;有些易溶于水的矿物具有咸、苦、涩等味道;如石盐。有些矿物具有滑腻感;如滑石。有些矿物如受热或燃烧后产生特殊的气味。,第三节 矿物的分类及常见矿物,目前已发现的矿物大约有3000种 。常用的是根据矿物的化学成分类。共分为5大类:含氧盐矿物硫化物及其类似化合物矿物卤化物氧化物及氢氧化物矿物自然元素矿物,一、矿物的分类,含氧盐矿物,据阴离子或络阴离子还可把大类再分为若干类,如含氧盐大类可以分为:硅酸盐矿物碳酸盐矿物硫酸盐矿
12、物钨酸盐矿物磷酸盐矿物以及钼酸盐矿物砷酸盐矿物硼酸盐矿物硝酸盐矿物等类。,二、矿物的命名,以人名和地名来命名:如高岭石是因江西省高岭而命名根据化学成分、形态、物理性质命名:如方解石是因沿解理极易碎成菱形方块而命名;赤铁矿、黄铁矿是根据其颜色和主要成分而命名;重晶石是根据其比重较大而命名,等等。部分是源于我国传统名称:如石英、石膏、辰砂等。大部分是由外文翻译成中国名称。具有金属光泽或可提炼金属的矿物多称为某某矿,如方铅矿、黄铜矿、磁铁矿等;具非金属光泽的矿物多称为某某石,如方解石、长石、萤石等,(一)自然元素类矿物1.石墨化学成分:C,与金刚石成同质多象。 集合体呈鳞片状、土状、块状。铁黑色或钢
13、灰色,条痕为黑色,半金属光泽,不透明。摩氏硬度1-2,一组极完全底面解理。比重2.21-2.26。易污手,手摸具滑感。良导体,耐高温,不溶于酸。鉴定特征:钢灰色或铁黑色,染手染纸,具滑腻感。煤层经热变质也可形成。用于制造电极、润滑剂、铅笔芯。,三、常见矿物的描述,2.金刚石,化学成分为C。与石墨成同质多象。晶体结构中,每个碳原子均被其它四个碳原子所围绕,形成四面体。金刚石无色透明,强金刚光泽。摩氏硬度10,是已知物质中硬度最高的。比重3.47-3.53。在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石加热到1000时,可缓慢变为石墨。鉴定特征:最大的硬度和典型的金属光泽。原生金刚石主要产于金伯利岩或钾镁
14、煌斑岩的岩筒或岩脉中,砂金刚石产于冲积的砂矿中。,金刚石,金刚石晶体,金刚石晶体,常林钻石是由山东省临沭县岌山镇常林村农民魏振芳于1977年12月21日在田间松散的沙土中翻地时发现的。现收藏于中国人民银行。,(二)硫化物类矿物,方铅矿PbS,晶体外形常呈立方体,集合体常呈粒状和致密块状。铅灰色,条痕呈灰黑色,金属光泽。摩氏硬度2.5,比重7.4-7.6,是它重要的鉴定特征之一。易裂成立方体小块,故名。分布广,伴生闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、萤石等。炼铝、炼铅的原料,含银方铅矿又是炼银的重要原料。,3.方铅矿,4. 闪锌矿,闪锌矿ZnS ,致密块状或粒状集合体。浅黄、黄褐到铁黑色,条痕呈浅黄或浅褐色
15、。金刚光泽、半金属光泽或稍具松脂光泽。半透明到不透明。硬度3.54。六组完全解理,性脆。比重3.94.1。鉴定特征:颜色不太固定,但条痕经常比颜色浅(浅黄褐色),稍具松脂光泽,多向完全解理。重要的锌矿石,其中常含有镉Cd、铟In、镓Ga等类质同像混入物。闪锌矿常与方铅矿共生。我国产地以云南金顶、广东凡口、青海锡铁山等最著名。,5. 辰砂,辰砂HgS 多呈粒状、致密块体。朱红色,条痕与色相同,金刚光泽,半透明。硬度22.5,三组解理完全,性脆。比重8.098.20。鉴定特征:颜色及条痕朱红色,硬度低,比重大。湖南辰州盛产此矿物,故称辰砂,又称丹砂或朱砂。1980年在贵州发现一块“辰砂王”,晶体长
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