第二章 矿物
合集下载
煤矿地质第二章三大类岩石简述
灰褐色，灰绿，红褐色等。斑状结构或无
斑。
隐晶结构，玻璃质结构，块状构造。
四、花岗岩－流纹岩类（酸性岩类) 1．一般特征： SiO2>65% 主要矿物：钾长石，酸性斜长石，石英 次要矿物：黑云母，角闪石
副矿物：磁铁矿，锆石等
色率一般小于10
2．深成岩：花岗岩－呈浅肉红色，浅灰色等，
粗－细粒结构或似斑状结构，块状构造。主要
第二章
一、矿物的概念：
矿物和岩石
矿物
第一节
矿物 ：是由各种地质作用形成的，在一定地 质条件和物理化学条件下相对稳定的自然元素单 质或化合物。 晶体与非晶体的概念 所谓晶体是指内部质点（原子、离子或分子） 在三维空间呈周期重复排列的固体。也可以形象 地说，晶体是具有格子构造的固体。
（一）矿物的形态
1．矿物的单体（单个晶体）形态 （1）理想晶体的形态 单形（由同形等大的晶面构 成的晶体形态）、聚形（由两种或两种以上形状 和大小的晶面构成的理想形态）。 （2）实际晶体的形态 歪晶（晶体在生长过程中， 由于受外界条件影响，常不同程度地偏离其理想 形态，形成歪晶） 。 （3）晶体的习性 矿物晶体在一定条件，常常趋向 于形成的某一习惯性形态，称为晶体的习性，简 称晶习。三向等长、二向延展、一向伸长。（许 多晶体的晶面上可以见到一系列平行或交叉的条 纹，称晶面条纹）。
主要矿物：中性斜长石，角闪石
次要矿物：辉石，角闪石，黑云母，石英
色率为15-40
2．深成岩：闪长岩－呈灰色至绿灰色，中、
细粒粒状结构，块状构造，
主要矿物中性斜长石，角闪石。次要矿物辉石，
黑云母，石英或钾长石。
浅成岩：闪长玢岩－斑晶是中性斜长石，
角闪石,呈灰绿色，斑状结构，块状构造。
斑。
隐晶结构，玻璃质结构，块状构造。
四、花岗岩－流纹岩类（酸性岩类) 1．一般特征： SiO2>65% 主要矿物：钾长石，酸性斜长石，石英 次要矿物：黑云母，角闪石
副矿物：磁铁矿，锆石等
色率一般小于10
2．深成岩：花岗岩－呈浅肉红色，浅灰色等，
粗－细粒结构或似斑状结构，块状构造。主要
第二章
一、矿物的概念：
矿物和岩石
矿物
第一节
矿物 ：是由各种地质作用形成的，在一定地 质条件和物理化学条件下相对稳定的自然元素单 质或化合物。 晶体与非晶体的概念 所谓晶体是指内部质点（原子、离子或分子） 在三维空间呈周期重复排列的固体。也可以形象 地说，晶体是具有格子构造的固体。
（一）矿物的形态
1．矿物的单体（单个晶体）形态 （1）理想晶体的形态 单形（由同形等大的晶面构 成的晶体形态）、聚形（由两种或两种以上形状 和大小的晶面构成的理想形态）。 （2）实际晶体的形态 歪晶（晶体在生长过程中， 由于受外界条件影响，常不同程度地偏离其理想 形态，形成歪晶） 。 （3）晶体的习性 矿物晶体在一定条件，常常趋向 于形成的某一习惯性形态，称为晶体的习性，简 称晶习。三向等长、二向延展、一向伸长。（许 多晶体的晶面上可以见到一系列平行或交叉的条 纹，称晶面条纹）。
主要矿物：中性斜长石，角闪石
次要矿物：辉石，角闪石，黑云母，石英
色率为15-40
2．深成岩：闪长岩－呈灰色至绿灰色，中、
细粒粒状结构，块状构造，
主要矿物中性斜长石，角闪石。次要矿物辉石，
黑云母，石英或钾长石。
浅成岩：闪长玢岩－斑晶是中性斜长石，
角闪石,呈灰绿色，斑状结构，块状构造。
地壳的组成物质矿物
三、矿物的化学组成
1、矿物化学成分的类型 （1）单质矿物（自然金、金刚石） （2）化合物 （3）含水化合物（含有H2O和OH-、H+、 H3O-离子的化合物） A、吸附水 B、结构水
三、矿物的化学组成
类质同像——组成矿物的离子被性质相近的离子所置 换，而置换后矿物的晶体结构不变。
镁橄榄石 橄榄石 铁橄榄石 Mg2[SO4] [Mg,Fe][SO4] Fe2[SO4] 酸性斜长石 中性斜长石 基性斜长石 Na2[AlSi3O8] [Na,Ca][(Al,Si)4O8] Ca[Al2Si2O8] 方解石 白云石 CaCO3 [Ca,Mg][CO3]2
水晶，无色透明，六方柱及菱 面体的聚形
墨水晶，含锰
二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物，白 色、灰白色者称玉髓（或称石髓、髓玉）， 白、灰、红等不同颜色组成的同心层状或平 行条带状者称玛瑙，不纯净、红绿色各色称 碧玉，黑、灰各色者称燧石。
玛瑙（雨花石）
碧玉（据中国地质博物馆）
石 英 的 生 长 纹
11、石英 SiO2
石英有多种同质多像变体。最常见的石英晶体 为六方柱及菱面体的聚形，柱面上有明显的横 纹。在岩石中常为它形粒状，晶洞中常形成晶 簇，在石英脉中常为致密块状。无色透明的晶 体称水晶。此外，还有含杂质的带颜色的紫水 晶、烟水晶、蔷薇水晶等。鉴定特征：六方柱 及晶面横纹，典型的玻璃光泽，很大的硬度， 小刀不能刻划），无 解理。隐晶质各类具明 显的脂肪光泽。
滑石，致密块状集合体
滑石
14、石榴子石R″3R″2[SiO4]3 晶体发育良好。呈菱形十二面体、四角三八面体，或两 者的聚形。 鉴定特征：晶体良好，颜色较深，硬度很高，比重较大。 石榴子石常见与变质岩中，有的产于火成岩中，如福建 同安城北花岗岩中。可做磨料，透明美丽者可做宝石。
第二章 土壤的矿物组成
非晶体石英（蛋白石）
2、正长石和斜长石
－－长石类是最主要的造岩矿物，可占地壳重量的50％
正长石
斜长石
正长石：因为二组解理成90度而得名 斜长石：则因为二组解理成86度而得名
正长石（钾长石）
• 晶体短柱状，肉红色、浅 黄色、浅黄红色等，完全 解理，硬度6.0。正长石在 岩石中呈晶粒，长方形的 小板状，板面具有玻璃光 泽。
4
5
6
7
8
9
10
指甲:2-2.5,铜具:3 小刀:5-5.5 钢锉:6-7
注：摩氏硬度计仅是硬度的一种等级，它只表明硬度的相对大小，不表示 其绝对值的高低，根据力学数据,石英的硬度是滑石的3500倍，而金刚石的 硬度是石英的1150倍。
5 解理和断口
解理：矿物受外力作用后，沿一定方向平行裂开的 性能为解理。 裂开后形成的光滑面称解理面。
• 橄榄石呈粒状集合体出现， 橄榄绿色?，玻璃光泽或油 脂光泽。
以上(1-6)介绍的是常见的原生矿物
7 方解石和白云石
• 方解石成分是CaCO3 • 白云石的成分为CaCO3·MgCO3 ✓ 方解石和1:3稀HCl有气泡反应,反应剧烈（此可作为野外
鉴定矿物的简便方法）。 ✓ 白云石遇稀盐酸反应微弱,其粉末加盐酸起泡末反应,这是
闪长岩。
风化比较容易,形成的土壤 一般砂质的,褐色或者红色, 含磷较丰富,钾较少.
(4)安山岩
中性喷出岩，斑状结构(斑晶为 中性斜长石、基质为隐晶质)， 块状或气孔构造，灰、灰绿等。
容易风化,形成的土壤多 为壤土和黏壤土.
（5）正长岩
深成岩，几乎全部由肉红色或灰 白色的正长石组成 ,暗色矿物常有 黑云母、角闪石和辉石，一般无 石英，副矿物有磷灰石、磁铁矿 等。正长岩的颜色多为肉红色、 灰白色，多半是中粒结构，块状 构造。
石油地质学第二章 矿物与岩石
白色， 白色，含铁呈褐色
玻璃光泽
3.5-4
白色， 土状、细粒片状、 白色，含杂质其他 土状、细粒片状、鳞 贝壳状或粗糙状断 土状或蜡状光泽 片状或块状集合体 色调 口
2
第三节 岩浆岩、变质岩与沉积岩
一、岩浆岩 1.物质成分 物质成分
SiO2 是 最 重 要 的 成 分。 是 岩 石 酸 性 程 度 （ 基 性 程 度） 的 标 志。 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 SiO2<45% 橄榄岩 SiO2=45～53% 辉长岩 ～ SiO2=53～66% 闪长岩 ～ SiO2>66% 花岗岩
光泽 解理与断口 硬度 土状或 贝壳状或 蜡状光 粗糙状断 泽 口 鉴定特征
土状、 土状、细 白色， 粒片状、 白色，含 粒片状、 杂质其他 鳞片状或 色调 块状集合 体
2
光泽和可 塑性
多种含水硅酸盐矿物的混合物。主要化学组成是 多种含水硅酸盐矿物的混合物。主要化学组成是Al2O3和SiO2两种氧化物
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
玻璃光泽
三、矿物的物理性质
2.力学性质 力学性质
（1）硬度 ） 矿物抵抗机械作用(刻画、压入、研磨）的能力。 矿物抵抗机械作用 刻画、压入、研磨）的能力。 刻画
摩氏硬度表
硬度等级 1 2 3 4 5 代表矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 硬度等级 6 7 8 9 10 代表矿物 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
第二章 矿物与岩石
第一节 矿物的形态与物理性质
第二节 常见矿物及其鉴定特征 第三节 岩浆岩、变质岩与沉积岩
第一节 矿物的形态与物理性质
一、矿物的概念
天然产出的、具有一定的化学成分、结晶构 造、外部形态和物理性质的元素或化合物，是 岩石的基本组成单位。
第二章 岩石与矿物
4 胶体吸附作用 对于某些胶体矿物，因胶体的吸附作用，会引起矿物的化学成分的变化。 胶体是一种微小团粒，具有很强的吸附作用，能吸附多种离子。胶体矿物有 蛋白石，软锰矿等。
纳米TiO2的TG和DTA热分析图 The results of TG of nano-sized TiO2
纳米TiO2不同温度处理下的红外光 谱图 The IR-spectra of nano-sized TiO2 atdifferent heatedtreatment temperature a: sol at room temperature; b:100℃; c:200℃; d:300℃; e:400℃; f:500℃
沸石族矿物硬度较低（3.5-5.5），相对密度小,空隙率大，多呈淡红色、淡 黄色、浅绿色、无色；具玻璃光泽（透明）纤维状的呈丝绢光泽。准确鉴定需要 借助X-RAY，光学显微镜，热分析（失水的特征温度），红外光谱。 Na，K，Ca处于离子状，[Si-O4] 四面体中的Si有一部分被Al取代，结构比较 松散，还有些结点被H2O占据，Na+、K+、Ca2+易被其他离子取代，所以工业上与K+ 或NH+4的交换容量作为工业指标（沸石在我国尚处于摸索阶段，无严格的工业要 求）。 边界指标：K+交换量大于等于10mg/g±，或NH+4交换量大于等于100mmol(毫克 当量)/100g（相当于沸石总量的40%±） 工业指标：K+交换量大于等于10mg/g±；NH+4交换量大于等于130mmol(毫克当 量)/100g（相当于沸石总量的55%±）
XPS是表面分析，对表面的组成进行价态和含量分析
类质同象替换有三个条件： A、互相替换的原子或离子半径相等或相近； B、互相替换的原子或离子类型及极化性相似； C、互相替换的离子的总电价相应。（也可以置换的离子价态不同，但要借 助其他离子来平衡电价，OH-，F-，Cl-,Na+,K+等，所以矿物的化学成分应 该是相对稳定的，有一定量的杂质离子。） 2 类质同象类型 A、完全类质同象：组分间可以任意相互取代，以至完全取代。如橄榄石中 的铁与镁。(Ca,Mg)(CO3)3中的Ca和Mg B、不完全类质同象：替代组分受量的限制，不能完全取代。如闪锌矿中铁 可代锌，但不超过30％。 C、异电价类质同象。
第二章矿物
矿物的解理：是矿物在受到机械力作用沿着一定方向裂开的性质。
方解石（三组解理） 角闪石（二组解理）
云母（一组解理）
3.
断口：
1）概念：矿物受到外力打击后不沿固定的结晶方向断 开时所形成的断裂面。 2）断口与解理的区别：一是断口由于沿任意面断开形 成的二是断口面不会象解理面那样是平滑的。 3）类型：据形状不同可分为： 贝壳状：断面呈椭圆形曲面，具以受力点为中心的同 心圆状线纹，如石英。 参差状：断面参差起伏不齐、粗糙不平，块状及粒状 集合体常具这种断口。如磷灰石。 锯齿状：断面呈锯齿状，常见于延展性较强的金属矿 物，如自然铜。 平坦状：断面相对较为平坦，如致密块状高岭石。
2. 解理: 1)概念：晶体受到外力打击时能沿着一定的结晶方向 分裂成为平面（解理面）的能力。 解释：晶体具有内部格子构造，格子构造是质点按一 定规律在三维空间内排列形成的。。质点在不同方向 组成了不同的面网，面网质点密度越大，该方向面网 间距离最大，其联结力最小，受到外力打击后也最易 沿面网方向裂开。所以说，解理面方向总代表着面网 质点密度最大，面网间联结力最小的方向。某些矿物 质点在几个方向上联结力比较弱，因此这种矿物可能 沿几个方向，产生解理面（方解石三组解理）。相反 有些以金属键结合的矿物，就没有解理产生。 2）类型：据矿物沿不同方向发生解理的能力不同， 可分为五级： 极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、 极不完全理。 标准：解理面的产生解理的难易程度以及解理的显著 程度、平滑程度、连续程度。
蓝铜矿（蓝）
刚玉（紫）
石英（无色）
三、矿物的力学性质
矿物的力学性质是指矿物受外力作用
后而表现出来的性质。包括矿物的硬 度、解理、断口、弹性、挠性、延展 性等。 1.矿物的硬度： 1)概念：矿物抵抗外力机械作用的强度。 在肉眼鉴定中，主要是指矿物抵抗外 力刻划的能力。
第2章矿物2015
地下水活动中形成的，晶体沿C轴伸伸长。 又如伟晶作用形成的锡石，其形态扁平，呈四方双锥状， 含 Nb、 Ta 、 Mn较多；而热液作用形成的锡石，晶体细 长，四方柱发育，含 Nb、 Ta 、 Mn较少而含 W 较多，颜 色也较伟晶作用中的锡石浅得多。
（a）
（b）Leabharlann 薄板六方 柱方解石 （c） （d）
晶体（crystal）是具格子构造的固体。 晶体包括天然晶体和人工晶体。 格子构造是一切晶体最本质的特征。 内部质点不作格子状规则排列的固体叫做非 晶体。
2
空间格子的概念
空间格子（space-lattice） 表示晶体构造的规 律性的几何图形。 平行六面体 —空间格子中的最小单位。由三对 平行且相等的面构成。
生、生长，以及晶体的外部形态、内部结构
和物理性质的科学。
3
矿物学与结晶学的关系
结晶学是矿物学的一部分
结晶学是一门独立的科学 结晶学依然是矿物学的一个重要组成部分 结晶学是矿物研究需要而产生和发展
结晶学促进矿物学的发展
是各地质专业的一门重要的专业基础课
与其它自然科学的关系十分密切
假象 标型特征 包裹体 矿物的组合——共生和伴生
假象
假象是指矿物受到改造成为新矿物后，仍然保持原来的
晶形，但它已经不能代表新矿物的晶体形态的现象。
风化作用
黄铁矿FeS2
褐铁矿Fe2O3nH2O
黄铁矿晶体遭受 氧化后，其成分 已转变为褐铁矿， 但褐铁矿可保持 黄铁矿原来的立 方体或五角十二 面体等晶形，便 称褐铁矿呈黄铁 矿的假象，而此 种褐铁矿则专门 称为假象褐铁矿
用形成的天然单质或化合物。
2
矿物概念要点
（a）
（b）Leabharlann 薄板六方 柱方解石 （c） （d）
晶体（crystal）是具格子构造的固体。 晶体包括天然晶体和人工晶体。 格子构造是一切晶体最本质的特征。 内部质点不作格子状规则排列的固体叫做非 晶体。
2
空间格子的概念
空间格子（space-lattice） 表示晶体构造的规 律性的几何图形。 平行六面体 —空间格子中的最小单位。由三对 平行且相等的面构成。
生、生长，以及晶体的外部形态、内部结构
和物理性质的科学。
3
矿物学与结晶学的关系
结晶学是矿物学的一部分
结晶学是一门独立的科学 结晶学依然是矿物学的一个重要组成部分 结晶学是矿物研究需要而产生和发展
结晶学促进矿物学的发展
是各地质专业的一门重要的专业基础课
与其它自然科学的关系十分密切
假象 标型特征 包裹体 矿物的组合——共生和伴生
假象
假象是指矿物受到改造成为新矿物后，仍然保持原来的
晶形，但它已经不能代表新矿物的晶体形态的现象。
风化作用
黄铁矿FeS2
褐铁矿Fe2O3nH2O
黄铁矿晶体遭受 氧化后，其成分 已转变为褐铁矿， 但褐铁矿可保持 黄铁矿原来的立 方体或五角十二 面体等晶形，便 称褐铁矿呈黄铁 矿的假象，而此 种褐铁矿则专门 称为假象褐铁矿
用形成的天然单质或化合物。
2
矿物概念要点
第二章 矿物-矿物的化学性质、分类
2.胶体及其吸附作用
1）胶体：一种或几种物质的微细质点（粒径0.001-0.1um）分散在另一种 物质之中所形成的不均匀分散体系。 包括分散相（分散质、胶体颗粒）和分散介质（分散媒）。 自然界胶体主要形成于表生作用，难溶矿物破碎成微细颗粒（ 0.0010.1um）时，分散在水中形成胶体溶液。 2）胶体矿物的形成 胶体颗粒带有电荷，与带不同电荷的胶体颗粒或离子发生相互作用时，胶 体颗粒便相互中和而失去电荷凝聚下沉与分散介质分离，逐渐凝固而形成胶 体矿物。如带负电荷的SiO2胶体颗粒与带正电荷的Fe（OH）3胶体颗粒相遇 时，凝聚成含SiO2的褐铁矿， SiO2含量不固定，因此，胶体矿物的化学组 成常常不固定，成分可以发生变化。 3）胶体吸附作用 除胶体矿物形成时本身的含量变化大，另外胶体颗粒还能吸附分散介质中 的离子，使其矿物成分不稳定而发生变化。如硬锰矿（mMnO2· MnO· 2O） nH 中常混入少量K2O、BaO、CaO、ZnO等组分，原因是带负电荷的MnO2胶 体颗粒能够从水溶液中吸附K+、Ba+、Ca+、Zn+等阳离子。
第三节 矿物的化学性质
矿物的形态和物理性质是其化学成分和内部构造在一定地质 条件下的综合反映，因此研究矿物的化学成分和内部构造对于 鉴定矿物、利用矿物和分析矿物的形成条件极其重要。 一、矿物的化学成分 矿物形成于地壳中，组成元素来自于地壳及其深处，是地壳中 元素永不停止的迁移运动中的相对静止状态的聚集形式，包括 单质和化合物。矿物的化学成分并不是绝对固定的，它可以在 一定范围内发生变化。引起矿物化学成分变化的原因有以下几 种： 二、矿物化学成分变化 1.固溶体：两种或两种以上彼此不能化合的组分，相互混溶成 均匀的固态物质，如日常所见的合金。按其组成方式分为： 1）交替固溶体：类质同像； 2）侵入固溶体：一种组分侵入于另一种组分结晶构造的间隙 之中，其中一部分就是以机械混入物形式出现的杂质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 矿物
一、矿物及其分类 二、矿物的晶体构造与化学组成 三、矿物的物理性质 四、宝石矿物 五、常见矿物描述
一、矿物及其分类
➢ 矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学组成 和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。
➢ 绝大部分矿物具有晶体结构，只有一小部分矿物属于胶 体。
至今发现的矿物已达3000余种
单质－是由同种元素的原子组成的，如金刚石，自然金等 化合物－是由两种或两种以上不同的化学元素组成的。又
可分为： ✓ 简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成：
NaCl、PbS ✓ 单盐化合物：由一种阳离子和一种络阴离子组成：
Ca[CO3]、Mg[SiO4] ✓ 复化合物（复盐）：由两种以上阳离子与同种（络）
矿的分类 ➢ 晶体化学：目前普遍采用的分类 方法 ➢ 地球化学：前苏联 ➢ 矿物成因：前苏联 ➢ 矿物结构：王濮的“系统矿物学”
矿物的晶体化学分类
自然元素：如石墨、自然金；
硫化物：如方铅矿、黄铁矿、黄铜矿；
氧化物及氢氧化物：如磁铁矿、赤铁矿、石英等；
地壳的化学成分限制了矿物的化学成分。
地壳的化学组成
地壳的化学成分
克拉克值：丰度是元素在地壳中的平均含量。美国的克拉 克和华盛顿1882年提出了地壳中50多种化学元素平均含量 表。把地壳中化学元素平均含量的重量百分数称为“克拉 克值”。 O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg这八种元素占地壳总重 量的98.59%，其中O占地壳重量的一半，Si占地壳重量的 1/4多。
同质异像 成分相同的物质在不同的环境条件（温度、压力等）结晶 时，形成内部构造和物理性质完全不同的晶体的现象。 金刚石与石墨
❖吸附水
2、矿物中的水
机械地吸附于矿物表面或裂隙中的水，它不参 与晶体的结构。不计入化学成分，但对风化起 重要作用。其含量是不定的，在常压下，加热 到100~110℃时可全部逃逸出来。
电子衍射检测其晶体结构的矿物或其他固态物质。
结晶质：组成矿物的物质的质点（分子、原子、离 子）有规律地排列成空间格子状构造的固体物质。
晶胞：在晶体结构中具 有代表性的最小重复单位
ClNa+
二、矿物的晶体构造与化学组成
（二）矿物的化学组成
❖不同的化学组成可形成不同的晶体构造。 ❖矿物的化学组成直接或间接地决定矿物的物理性质。
矿物的化学式
3、矿物的化学式
矿物的化学式是根据不含杂质的纯矿物的化学全量分 析资料计算出来的，表示方法有以下两种：
（1）实验式 只表示矿物中各组分数量比的化学式。形式简单，书写 方便。但不能反映元素在矿物结构中的结合关系。 （2）构造式（晶体化学式） 既能表示矿物中各组分的种类和数量比，又能表明它 们在晶体结构中的相互关系及存在形式的化学式。
❖层间水
以水分子形式分布于层与层之间，并参与矿物晶格的构成， 但数量可变。 100~250℃脱水，使层间距离减小，比重和折 射率增高。层间水在一定程度上，可被有机溶液置换。
❖沸石水
以中性水分子存在于沸石族矿物晶格之中，其性质与 层间水类似，水分子存在于晶格的通道之中，水的含 量在一定的范围内变化，80~400℃失水后晶格不发生 变化，只是一些物理性质发生变化，但失水后沸石能 重新吸水，恢复原来的物理性质。
❖结晶水
存在于矿物晶格中，并以一定的配位形式环绕 阳离子形成水化阳离子，占据晶格一定位置， 由于结晶水参加晶格的构造，结合较牢固，其 脱水的温度可达200~500℃ 或更高。
❖结构水
以OH-、H+、H3O＋ 的形式存在于晶格之中，在晶格中占 据严格的位置并有确定的含量比，结合牢固， 600~1000℃ 脱水，晶格结构破坏，可利用此鉴定矿物。
构造式的书写原则
❖ 阳离子写在最前边。两种以上阳离子，按碱性 由强到 弱的顺序排列。
❖ 阴离子或络阴离子写在阳离子之后，络阴离子 用方括号括起来。CaMg[CO3]2
❖ 附加阴离子写在主要阴离子的后面。 ❖ 互为类质同像的离子用圆括号括起来，按含量
由多到少的顺序排列并以逗号分开。(Mg， Fe)2[SiO4]
含氧盐：可细分为硅酸盐类（如橄榄石、辉石、正 长石、斜长石）、碳酸盐类（如方解石）、硫酸盐类 （如石膏）；
卤化物：如萤石。
矿物的晶体构造
二、矿物的晶体构造与化学组成
（一）矿物的晶体构造
❖晶质矿物 指各种原子在三维空间有序地重复排列的矿物。
❖ 非结晶矿物（又称无定形矿物） 指原子作无序或短程有序排列，无法用X射线或
阴离子组成。CuFeS2、CaMg[CO3]
矿物的化学成分无论是单质还是化合物，并不是绝对不变 的，通常都在一定的范围内有所变化。变化的原因: ➢ 对晶质矿物而言，主要是元素的类质同像 ➢ 对胶体矿物来说，主要是胶体是吸附作用
1、类质同像与同质异像
类质同像 矿物晶体在形成过程中，晶体内部构造中本应由某种质点 （离子、原子、分子或络阴离子）所占据的位置被晶体化 学性质相似的其它质点所置换，结果只引起晶胞参数和理 化性质的规律性变化，而晶体构造不发生质变的现象。 例如：菱镁矿（MgCO3）与菱铁矿（FeCO3）
➢ 元素周期表中的绝大多数在地壳中都可以找到，但各种 元素在地壳中的含量却相差很大。
• 对于微量元素，可分为两类： 聚集元素：丰度虽低趋向集中，可形成独立矿种。Au、 Ag、Hg、Sb等。 分散元素：丰度虽高趋向分散，不易形成独立矿种。 以类质同像方式存在于其它矿物中。Cs、Se、In等。
矿物的化成分
水按不同情况书写
结构水写在最后。 结晶水用圆括号括起来写在与之相联的阳离子后面。 沸石水写在化学式的最后，用圆点隔开。 层间水也用圆括号括起来，写在可交换的阳离子后面。 吸附水不属于矿物本身的化学组成，在化学式中不表
示。但胶体水属于胶体矿物特有的，应予以表示。
三、 矿物的物理性质
矿物的基本物理性质包括：
矿物的晶形、比重、硬度、透明度、颜色、光泽 和矿物的导电性等。
（一）矿物的形态特征
➢ 晶体形态是其成分和内部结构的反映，一定成分和 内部结构的矿物，具有一定的晶体形态特征。
➢ 矿物的形态包括：单体、集合体形态。
一、矿物及其分类 二、矿物的晶体构造与化学组成 三、矿物的物理性质 四、宝石矿物 五、常见矿物描述
一、矿物及其分类
➢ 矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学组成 和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。
➢ 绝大部分矿物具有晶体结构，只有一小部分矿物属于胶 体。
至今发现的矿物已达3000余种
单质－是由同种元素的原子组成的，如金刚石，自然金等 化合物－是由两种或两种以上不同的化学元素组成的。又
可分为： ✓ 简单化合物：由一种阳离子和一种阴离子组成：
NaCl、PbS ✓ 单盐化合物：由一种阳离子和一种络阴离子组成：
Ca[CO3]、Mg[SiO4] ✓ 复化合物（复盐）：由两种以上阳离子与同种（络）
矿的分类 ➢ 晶体化学：目前普遍采用的分类 方法 ➢ 地球化学：前苏联 ➢ 矿物成因：前苏联 ➢ 矿物结构：王濮的“系统矿物学”
矿物的晶体化学分类
自然元素：如石墨、自然金；
硫化物：如方铅矿、黄铁矿、黄铜矿；
氧化物及氢氧化物：如磁铁矿、赤铁矿、石英等；
地壳的化学成分限制了矿物的化学成分。
地壳的化学组成
地壳的化学成分
克拉克值：丰度是元素在地壳中的平均含量。美国的克拉 克和华盛顿1882年提出了地壳中50多种化学元素平均含量 表。把地壳中化学元素平均含量的重量百分数称为“克拉 克值”。 O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg这八种元素占地壳总重 量的98.59%，其中O占地壳重量的一半，Si占地壳重量的 1/4多。
同质异像 成分相同的物质在不同的环境条件（温度、压力等）结晶 时，形成内部构造和物理性质完全不同的晶体的现象。 金刚石与石墨
❖吸附水
2、矿物中的水
机械地吸附于矿物表面或裂隙中的水，它不参 与晶体的结构。不计入化学成分，但对风化起 重要作用。其含量是不定的，在常压下，加热 到100~110℃时可全部逃逸出来。
电子衍射检测其晶体结构的矿物或其他固态物质。
结晶质：组成矿物的物质的质点（分子、原子、离 子）有规律地排列成空间格子状构造的固体物质。
晶胞：在晶体结构中具 有代表性的最小重复单位
ClNa+
二、矿物的晶体构造与化学组成
（二）矿物的化学组成
❖不同的化学组成可形成不同的晶体构造。 ❖矿物的化学组成直接或间接地决定矿物的物理性质。
矿物的化学式
3、矿物的化学式
矿物的化学式是根据不含杂质的纯矿物的化学全量分 析资料计算出来的，表示方法有以下两种：
（1）实验式 只表示矿物中各组分数量比的化学式。形式简单，书写 方便。但不能反映元素在矿物结构中的结合关系。 （2）构造式（晶体化学式） 既能表示矿物中各组分的种类和数量比，又能表明它 们在晶体结构中的相互关系及存在形式的化学式。
❖层间水
以水分子形式分布于层与层之间，并参与矿物晶格的构成， 但数量可变。 100~250℃脱水，使层间距离减小，比重和折 射率增高。层间水在一定程度上，可被有机溶液置换。
❖沸石水
以中性水分子存在于沸石族矿物晶格之中，其性质与 层间水类似，水分子存在于晶格的通道之中，水的含 量在一定的范围内变化，80~400℃失水后晶格不发生 变化，只是一些物理性质发生变化，但失水后沸石能 重新吸水，恢复原来的物理性质。
❖结晶水
存在于矿物晶格中，并以一定的配位形式环绕 阳离子形成水化阳离子，占据晶格一定位置， 由于结晶水参加晶格的构造，结合较牢固，其 脱水的温度可达200~500℃ 或更高。
❖结构水
以OH-、H+、H3O＋ 的形式存在于晶格之中，在晶格中占 据严格的位置并有确定的含量比，结合牢固， 600~1000℃ 脱水，晶格结构破坏，可利用此鉴定矿物。
构造式的书写原则
❖ 阳离子写在最前边。两种以上阳离子，按碱性 由强到 弱的顺序排列。
❖ 阴离子或络阴离子写在阳离子之后，络阴离子 用方括号括起来。CaMg[CO3]2
❖ 附加阴离子写在主要阴离子的后面。 ❖ 互为类质同像的离子用圆括号括起来，按含量
由多到少的顺序排列并以逗号分开。(Mg， Fe)2[SiO4]
含氧盐：可细分为硅酸盐类（如橄榄石、辉石、正 长石、斜长石）、碳酸盐类（如方解石）、硫酸盐类 （如石膏）；
卤化物：如萤石。
矿物的晶体构造
二、矿物的晶体构造与化学组成
（一）矿物的晶体构造
❖晶质矿物 指各种原子在三维空间有序地重复排列的矿物。
❖ 非结晶矿物（又称无定形矿物） 指原子作无序或短程有序排列，无法用X射线或
阴离子组成。CuFeS2、CaMg[CO3]
矿物的化学成分无论是单质还是化合物，并不是绝对不变 的，通常都在一定的范围内有所变化。变化的原因: ➢ 对晶质矿物而言，主要是元素的类质同像 ➢ 对胶体矿物来说，主要是胶体是吸附作用
1、类质同像与同质异像
类质同像 矿物晶体在形成过程中，晶体内部构造中本应由某种质点 （离子、原子、分子或络阴离子）所占据的位置被晶体化 学性质相似的其它质点所置换，结果只引起晶胞参数和理 化性质的规律性变化，而晶体构造不发生质变的现象。 例如：菱镁矿（MgCO3）与菱铁矿（FeCO3）
➢ 元素周期表中的绝大多数在地壳中都可以找到，但各种 元素在地壳中的含量却相差很大。
• 对于微量元素，可分为两类： 聚集元素：丰度虽低趋向集中，可形成独立矿种。Au、 Ag、Hg、Sb等。 分散元素：丰度虽高趋向分散，不易形成独立矿种。 以类质同像方式存在于其它矿物中。Cs、Se、In等。
矿物的化成分
水按不同情况书写
结构水写在最后。 结晶水用圆括号括起来写在与之相联的阳离子后面。 沸石水写在化学式的最后，用圆点隔开。 层间水也用圆括号括起来，写在可交换的阳离子后面。 吸附水不属于矿物本身的化学组成，在化学式中不表
示。但胶体水属于胶体矿物特有的，应予以表示。
三、 矿物的物理性质
矿物的基本物理性质包括：
矿物的晶形、比重、硬度、透明度、颜色、光泽 和矿物的导电性等。
（一）矿物的形态特征
➢ 晶体形态是其成分和内部结构的反映，一定成分和 内部结构的矿物，具有一定的晶体形态特征。
➢ 矿物的形态包括：单体、集合体形态。