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地质学基础03第三章 矿物PPT课件
按矿物的化学成分，将矿物分成单质矿物和化 合物矿物两大类。在化合物矿物类中再进一步 按化合物的种类进行分类。
1 单质矿物
由一种元素组成的矿物为单质矿物。如结构分类
运用现代科技手段对矿物内部进行观察发现，有些矿 物的内部质点（原子、离子）在三维空间作周期性重 复排列，即作有序排列；而有些矿物则无序。
菱锰矿呈菱面体； 黄铁矿呈立方体。
辰砂呈鲜红色；自然硫为鲜黄色；兰晶石呈兰色；
硬度：金刚石 > 石英 > 方解石 > 滑石
闪锌矿的分子式是ZnS，其晶格构造中锌离子 与硫离子的排列方式与金刚石的形式相同，因 此，闪锌矿晶体也呈四面体等轴粒状外形。
由于闪锌矿是由两种性质 不同的离子组成，离子间 的间距比金刚石大，质点 间的结合力比金刚石小， 因此，闪锌矿的比重比金 刚石小（3.9~4.1），闪锌 矿的硬度也比金刚石 小 （3.5~4）。
凡内部质点在三维空间作有序排列的固体矿物 称为晶体或晶质矿物；反之，内部质点排列无 序者称非晶体或非晶质矿物。 1，晶质矿物 矿物在其形成时，若有足够的时间、空间、温 度、压力、浓度等条件，容许其自由生长，其 内部质点都可按一定规律排列成晶体。例如：含 过饱和的钠离子和氯离子的盐水中可形成立方体形的 石盐晶体，观察石盐晶体的内部，可见Na+与Cl-在三 维空间呈立方体状周期性重复排列。
3.1.1 地壳中元素的分布
地壳元素丰度（克拉克值）：美国人克 拉克最早估算出地壳中元素的平均含量， 鉴于他在这项工作中的贡献，国标上决 定把元素在地壳中的重量百分含量，称 为克拉克值(地壳元素丰度)。
地壳中元素的分布特点
3·1·2 矿物的分类
矿物一般都具有一定的化学成分和内部结构， 从而也有一定的物理和化学性质，但由于地质 条件的复杂性和多样性，矿物的成分、内部结 构和它们的物理、化学性质也并非绝对均一。 矿物可按化学成分或内部构造进行分类。 3·1·2·1 矿物的成分分类
1 单质矿物
由一种元素组成的矿物为单质矿物。如结构分类
运用现代科技手段对矿物内部进行观察发现，有些矿 物的内部质点（原子、离子）在三维空间作周期性重 复排列，即作有序排列；而有些矿物则无序。
菱锰矿呈菱面体； 黄铁矿呈立方体。
辰砂呈鲜红色；自然硫为鲜黄色；兰晶石呈兰色；
硬度：金刚石 > 石英 > 方解石 > 滑石
闪锌矿的分子式是ZnS，其晶格构造中锌离子 与硫离子的排列方式与金刚石的形式相同，因 此，闪锌矿晶体也呈四面体等轴粒状外形。
由于闪锌矿是由两种性质 不同的离子组成，离子间 的间距比金刚石大，质点 间的结合力比金刚石小， 因此，闪锌矿的比重比金 刚石小（3.9~4.1），闪锌 矿的硬度也比金刚石 小 （3.5~4）。
凡内部质点在三维空间作有序排列的固体矿物 称为晶体或晶质矿物；反之，内部质点排列无 序者称非晶体或非晶质矿物。 1，晶质矿物 矿物在其形成时，若有足够的时间、空间、温 度、压力、浓度等条件，容许其自由生长，其 内部质点都可按一定规律排列成晶体。例如：含 过饱和的钠离子和氯离子的盐水中可形成立方体形的 石盐晶体，观察石盐晶体的内部，可见Na+与Cl-在三 维空间呈立方体状周期性重复排列。
3.1.1 地壳中元素的分布
地壳元素丰度（克拉克值）：美国人克 拉克最早估算出地壳中元素的平均含量， 鉴于他在这项工作中的贡献，国标上决 定把元素在地壳中的重量百分含量，称 为克拉克值(地壳元素丰度)。
地壳中元素的分布特点
3·1·2 矿物的分类
矿物一般都具有一定的化学成分和内部结构， 从而也有一定的物理和化学性质，但由于地质 条件的复杂性和多样性，矿物的成分、内部结 构和它们的物理、化学性质也并非绝对均一。 矿物可按化学成分或内部构造进行分类。 3·1·2·1 矿物的成分分类
第三章矿物Mineral课件
2．类质同像的形成条件
（1）离子半径必须相近；
（2）离子类型相同或相近；
（3）置换前后，离子的总电价相等。
闪锌矿 （ZnS） 菱镁矿Mg[CO3] （三）矿物的化学式
（Zn,Fe）S 铁闪锌矿
完全类质同像
Fe[CO3]菱铁矿
矿物的化学式是指用化学元素符号表示矿物化学成分
的方法，目前普遍采用结构式。
金属光泽 半金属光泽 金刚光泽
玻璃光泽
2．矿物的力学性质
（1）解理和断口 解理：矿物晶体在外力作用下，严格沿着一定结晶方向裂 开成光滑平面的性质，称解理。 主要级别：极完全解理、完全解理、中等解理、 不完全解理、极不完全解理。 断口：矿物晶体在外力作用下，不沿着一定结晶方向破裂 而形成的断面，称为断口。 主要类型有：贝壳状断口、参差状断口、平坦状断口、 土状断口。
❖ 解理的分级
根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个 等级：
A 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。如云母、石墨、辉 钼矿等；
B 完全解理 矿物在外力作用下，很容易沿解理方向 裂成平面（但不成薄片）。解理面平滑。如方解石、 方铅矿、萤石等；
C 中等解理 矿物在外力作用下，产生明显的解理， 但解理面不太连续和光滑，有断口。如白钨矿等；
孔雀石Cu2[CO3](OH)2 蛋白石SiO2 • H2O 铁闪锌矿 （Zn,Fe）S
三．矿物的形态与物理性质
（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）
1第二章---矿--物PPT课件
-
5
3） 任何一种矿物均只是在一定的 物理化学条件下相对稳定，得以保存。
当外界条件改变至超出矿物的稳 定范围时，矿物即会变成在新的条件下 稳定的其他矿物。
-
6
• 大部分矿物是固体（如石英、金刚石），也有的是液体（如自然汞）或气体 （如火山喷发中的水蒸气)，也有的是胶态（如蛋白石）
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7
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8
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9
第二章 矿 物
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1
第二章 矿 物
• 第1节 矿物的概念 • 第2节 矿物的形态 • 第3节 矿物的物理性质 • 第4节 矿物的化学性质 • 第5节 矿物的形成与共生 • 第6节 矿物的分类与鉴定
-
2
1、概 念
• 矿物：矿物(mineral)是由地质作用或宇宙作 用所形成的、具有一定的化学成分和内部结 构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天 然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿 石的基本组成单位。
-
33
• 鲕状集合体： ＞50%球粒的直径＜ 2mm，形状、大小如鱼卵。
• 豆状集合体： 球粒大小似豌豆，直 径一般为几mm 。
-
34
鲕状集合体：
-
返35 回
豆状集合体：
-
返36回
• 4）钟乳状 集合体：
• 在岩石的洞
穴或裂隙中，由 真溶液蒸发或胶 体凝聚，在同一 基底上向外逐层 堆积而成。
2、类型 根据形成原因可分为： 原生矿物——由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。 次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。
如方解石是碳酸钙溶液沉淀而来的；高岭石是由钾长石风化来的。
目前广泛采用的是结晶化学分类法。这种方法将矿物分为自然元素、硫化物、卤化物、 氧化物及氢氧化物和含氧盐五个大类。
矿物学PPT
（二）蓝晶石Al[SiO4]O
• 蓝晶石的物性数据 • 1.性状：蓝晶石属三斜晶系， 晶形常呈扁平柱状。颜色多为 蓝色或蓝灰色，浅白色等。玻 璃光泽，解理面呈珍珠片光泽。 • 2.相对密度：3.56～3.68 • 3.硬度：5.5～7 • 4.常见颜色：浅至深蓝、绿、 黄、灰、褐、无色。 • 5.光 泽：玻璃光泽，断口可具 玻璃光泽至珍珠光泽。 • 6.摩氏硬度：平等 C 轴方向： 4-5 ;垂直 C 轴方向： 6-7 。 • 7.密 度： 3.68 (+0.01 ，—0.12) • 8.光性特征：非均质体，二轴 晶，负光性。
（一）石榴子石族
铝榴石系列 钙榴石系列
石榴子石基本性质
石榴子石族化学 组成的通式为 L3M2(SiO4)3。它包括 两个类质同象系列，六 种端元组分。自然界的 石榴子石的成分通常是 类质同象替代的过渡态， 很少有端元组分的石榴 子石宝石存在。
形态：等轴晶系，经常呈现菱形十二面体【110】 和四角三八面体【211】等晶形，集合体呈粒块 状。 物理性质：常呈暗红色，红褐色至褐黑色。条痕白 色或呈黄褐色；玻璃光泽，硬度7~7.5；无解理。 相对密度变化较大，3.53~4.32。 成因：主要产于变质岩中。 石榴子石硬度高，化学性质稳定，常见于漂砂中。 强烈风化可使铁质石榴子石分解形成褐铁矿。
用途
• 矽线石主要为制造高铝耐火材料和耐酸材 料，而用于技术陶瓷，内燃机火花塞的绝 缘体，铸钢坩埚，高温测定管及飞机、汽 车、火车、船舰部件用的硅铝合金。色泽 艳丽的矽线石是宝石的原料。晶体结构和 形态
蓝晶石晶形
鉴定特征：良好的晶形，带红的色调，断口 上的油脂光泽以及高硬度均可为其鉴定依 据。 用途：（1）变质岩造岩矿物；（2）研磨材 料，水的过滤砂。
地质学课件 矿物
是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生 的反射、干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的 矿物呈色。假色只对个别矿物有辅助鉴定意义。
矿物中常见的假色主要有：
① 锖色(tarnish)：
指某些不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的干涉而呈现出的彩色。如斑
铜矿表面的蓝、靛、红、紫斑驳色。
ห้องสมุดไป่ตู้
② 晕色(iridescence)：
③自然金属或硫化物矿物——能带间电子跃迁 (interband transition)：
能带理论认为，矿物中的原子或离子，其外层电子均处于一定的能带。能 带的下部为价带(valence band)，上部为导带(conduction band)，两者间 为禁带(forbidden band) 。 矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色。
矿物的形态是指矿物的单体及同种矿物集合体的形状而 言。 由于化学成分与内部结构不同，不同矿物具有不同性质 与特征，根据其性质与特征就能识别和鉴定它们。 晶质体与非晶质体 晶质体是指内部质点（原子、离子或分子）在三维空 间周期性重复且有规律排列的固体，简称晶体。所以矿 物大都属于晶体。晶体中各质点间的结合力就是化学键， 包括离子键、共价键、金属键。此外，还有分子间的引 力。由于晶体内质点呈有序的排列，所以晶体内部就具 有格子构造，称为晶体结构。在晶体中，习惯上还根据 肉眼对晶粒的能否分辨而分为显晶质和隐晶质两类。按 规律排列且具有格子构造的物质既为结晶质，结晶质在 空间的有限部分即为晶体。
2、矿物的呈色（致色）机理
①含过渡型离子的矿物——离子内部电子跃迁(internal electron transition)：
当自然光照射时，矿物中致色元素离子吸收光能而从基态跃迁 到激发态。矿物将呈现所吸收色光的补色。
矿物中常见的假色主要有：
① 锖色(tarnish)：
指某些不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的干涉而呈现出的彩色。如斑
铜矿表面的蓝、靛、红、紫斑驳色。
ห้องสมุดไป่ตู้
② 晕色(iridescence)：
③自然金属或硫化物矿物——能带间电子跃迁 (interband transition)：
能带理论认为，矿物中的原子或离子，其外层电子均处于一定的能带。能 带的下部为价带(valence band)，上部为导带(conduction band)，两者间 为禁带(forbidden band) 。 矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色。
矿物的形态是指矿物的单体及同种矿物集合体的形状而 言。 由于化学成分与内部结构不同，不同矿物具有不同性质 与特征，根据其性质与特征就能识别和鉴定它们。 晶质体与非晶质体 晶质体是指内部质点（原子、离子或分子）在三维空 间周期性重复且有规律排列的固体，简称晶体。所以矿 物大都属于晶体。晶体中各质点间的结合力就是化学键， 包括离子键、共价键、金属键。此外，还有分子间的引 力。由于晶体内质点呈有序的排列，所以晶体内部就具 有格子构造，称为晶体结构。在晶体中，习惯上还根据 肉眼对晶粒的能否分辨而分为显晶质和隐晶质两类。按 规律排列且具有格子构造的物质既为结晶质，结晶质在 空间的有限部分即为晶体。
2、矿物的呈色（致色）机理
①含过渡型离子的矿物——离子内部电子跃迁(internal electron transition)：
当自然光照射时，矿物中致色元素离子吸收光能而从基态跃迁 到激发态。矿物将呈现所吸收色光的补色。
矿物ppt课件
石英晶体（SiO2）
• 自然界中以晶体矿物为主， 也存在非晶质矿物。
金
刚
石
（
架
晶状
体）
结 构
石
墨
（
层
状
）
非晶质的蛋白石(SiO2)
橄榄石（孤立四面体结构） (Mg,Fe)2SiO4
• 硅酸盐矿物占 地壳质量的85%。 硅氧四面体是硅 酸盐矿物主要晶 体结构，硅氧四 面体的组合决定 了矿物的类型。
黑云母
石盐 方解石
• 无色透明
• 立方体，
•
黑色片状，金刚光泽， • 玻璃光泽
一组极完全解理，硬度小 • 三组直交
于指甲。
• 完全解理。
• 硬度大于
• 指甲。
无色透明菱面体 玻璃光泽，三组斜 交完全解理，硬度 大于指甲、小于小 刀。
正长石（单体） 斜长石（聚片双晶）
普通辉石
透辉石
自然金
金刚石
第二章 矿物
2.1 地球中的元素 2.2 矿物的概念 2.3 矿物的晶体结构和形态 2.4 矿物的物理性质 2.5 常见矿物
第一节 地球中的元素
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
地球
地壳
上图说明了什么？
Fe O Si Mg Ni S Ca+Al Na K
地球各圈层元素特征
• 硬度 ：矿物抗刻划的能力。
• 光泽 ：矿物反射光线的能
力。
• 条痕 ：矿物粉末的颜色。
• 黄铁矿晶体
解理类型 A、一组 B、两组直交 C、两组斜交 D、三组直交
E、三组斜交 F、四组斜交 G、六组斜交
白云母 一组极完全解理
• 方解石（CaCO3）的 三组斜交完全解理。 （左）
矿物PPT课件
原因:环境不同。如:金刚石C(高压)-石墨C（常压） 类质同象（isomorphism)
化学成分类似，晶体结构相同的现象。 如：橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4] 显晶质phanero-crystalline 肉眼可辨的晶粒 隐晶质crypto-c二节 矿物标本的鉴定特征 一.矿物的形态(Shape)
第三节 常见矿物
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 Ag 3 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CuFeS2 5 药用：辰砂 HgS，雄黄 As4S4 6 环境示踪矿物
贝壳状(石英), 锯齿状(石膏), 参差状(黄铁矿), 平坦状(高岭土)
贝壳状断口
3. 其它物理性质
3.1密度（比重）：单位体积的质量。
轻<2.5; 中2.5-4; 重>4 (方解石2.7,黑钨矿7.5,金19.3)
3.2 磁性:本身具有磁性或能被磁铁吸引。如磁铁矿 3.3 发光性:紫外光照射后能发光。有荧光、磷光之分 3.4 双折射:冰洲石; 3.5 导电性:石墨; 3.6 感觉性:滑感:滑石；味觉：石盐；吸水性等等。 3.7 弹性：受力后能恢复原状的，如云母 3.8 挠性：受力后不能恢复原状的, 如蛭石 3.9 延展性：可用外力任意改变其形状的。
3.克拉克值(Clark value):
地壳内各种元素的平均含量与总质量的比值。
国际通用，亦称地壳元素丰度(abundance) 。
常量元素单位为%；微量元素单位10-6，或g/t(克/吨)。
地壳中各元素含量差别很大，其中 O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K 8种元素占98.03%； 而 O、Si、Al、Fe、Ca 5种元素占91.26% 。
化学成分类似，晶体结构相同的现象。 如：橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4] 显晶质phanero-crystalline 肉眼可辨的晶粒 隐晶质crypto-c二节 矿物标本的鉴定特征 一.矿物的形态(Shape)
第三节 常见矿物
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 Ag 3 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CuFeS2 5 药用：辰砂 HgS，雄黄 As4S4 6 环境示踪矿物
贝壳状(石英), 锯齿状(石膏), 参差状(黄铁矿), 平坦状(高岭土)
贝壳状断口
3. 其它物理性质
3.1密度（比重）：单位体积的质量。
轻<2.5; 中2.5-4; 重>4 (方解石2.7,黑钨矿7.5,金19.3)
3.2 磁性:本身具有磁性或能被磁铁吸引。如磁铁矿 3.3 发光性:紫外光照射后能发光。有荧光、磷光之分 3.4 双折射:冰洲石; 3.5 导电性:石墨; 3.6 感觉性:滑感:滑石；味觉：石盐；吸水性等等。 3.7 弹性：受力后能恢复原状的，如云母 3.8 挠性：受力后不能恢复原状的, 如蛭石 3.9 延展性：可用外力任意改变其形状的。
3.克拉克值(Clark value):
地壳内各种元素的平均含量与总质量的比值。
国际通用，亦称地壳元素丰度(abundance) 。
常量元素单位为%；微量元素单位10-6，或g/t(克/吨)。
地壳中各元素含量差别很大，其中 O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K 8种元素占98.03%； 而 O、Si、Al、Fe、Ca 5种元素占91.26% 。
小学科学认识矿物课件ppt
操作注意事项
在进行酸碱反应实验时，需要穿戴实验服和护目镜，确保实验安全。同时，要 按照实验步骤逐步进行，避免酸碱溅出或混合比例不当导致危险。
氧化还原反应在矿物中应用举例
氧化还原反应原理
在氧化还原反应中，物质失去或获得电子，从而改变其化学性质。在矿物中，一 些金属矿物可以通过氧化还原反应提取金属元素。
根据岩浆冷却凝固的环境不同，岩浆岩可进一步分 为侵入岩和喷出岩（火山岩）。侵入岩冷却凝固缓 慢，晶体颗粒较大；喷出岩冷却凝固迅速，晶体颗 粒细小。
常见的侵入岩有花岗岩、橄榄岩等；常见的喷出岩 有玄武岩、安山岩和流纹岩等。
沉积岩类岩石及其组成矿物
沉积岩是由风化的碎屑物和溶 解的物质经过搬运、沉积、成 岩等作用而形成的岩石。其组 成矿物主要包括石英、长石、 云母、方解石、白云石、高岭 石等。
小学科学认识矿物
目录
CONTENCT
• 矿物基本概念与分类 • 矿物物理性质探究 • 矿物化学性质实验演示 • 常见岩石类型及其组成矿物 • 矿物开采、加工与利用现状 • 课堂互动环节：我是小小地质学家ຫໍສະໝຸດ 01矿物基本概念与分类
矿物定义及特征
矿物定义
矿物是天然产出的，具有一定的化学成分和内部结构，在一定物 理化学条件下形成的固态无机物。
影响因素探讨
可以探讨温度、浓度、催化剂等因素对矿物化学反应速率的影响。例如，升高温度可以加快反应速率；增加反应 物浓度也可以提高反应速率；使用催化剂可以降低反应活化能，从而加快反应速率。同时，可以通过实验验证这 些因素对反应速率的影响程度。
04
常见岩石类型及其组成矿物
岩浆岩类岩石及其组成矿物
岩浆岩是由岩浆冷却凝固而形成的岩石，其组成矿 物主要包括橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长 石、正长石、副长石、石英等。
在进行酸碱反应实验时，需要穿戴实验服和护目镜，确保实验安全。同时，要 按照实验步骤逐步进行，避免酸碱溅出或混合比例不当导致危险。
氧化还原反应在矿物中应用举例
氧化还原反应原理
在氧化还原反应中，物质失去或获得电子，从而改变其化学性质。在矿物中，一 些金属矿物可以通过氧化还原反应提取金属元素。
根据岩浆冷却凝固的环境不同，岩浆岩可进一步分 为侵入岩和喷出岩（火山岩）。侵入岩冷却凝固缓 慢，晶体颗粒较大；喷出岩冷却凝固迅速，晶体颗 粒细小。
常见的侵入岩有花岗岩、橄榄岩等；常见的喷出岩 有玄武岩、安山岩和流纹岩等。
沉积岩类岩石及其组成矿物
沉积岩是由风化的碎屑物和溶 解的物质经过搬运、沉积、成 岩等作用而形成的岩石。其组 成矿物主要包括石英、长石、 云母、方解石、白云石、高岭 石等。
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• 矿物基本概念与分类 • 矿物物理性质探究 • 矿物化学性质实验演示 • 常见岩石类型及其组成矿物 • 矿物开采、加工与利用现状 • 课堂互动环节：我是小小地质学家ຫໍສະໝຸດ 01矿物基本概念与分类
矿物定义及特征
矿物定义
矿物是天然产出的，具有一定的化学成分和内部结构，在一定物 理化学条件下形成的固态无机物。
影响因素探讨
可以探讨温度、浓度、催化剂等因素对矿物化学反应速率的影响。例如，升高温度可以加快反应速率；增加反应 物浓度也可以提高反应速率；使用催化剂可以降低反应活化能，从而加快反应速率。同时，可以通过实验验证这 些因素对反应速率的影响程度。
04
常见岩石类型及其组成矿物
岩浆岩类岩石及其组成矿物
岩浆岩是由岩浆冷却凝固而形成的岩石，其组成矿 物主要包括橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长 石、正长石、副长石、石英等。
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金刚石
自然金
(2)硫化物及类似化合物大类：辰砂HgS，黄铁矿 FeS2等
辰砂
辰砂
辰砂
黄铁矿
(3)氧化物和氢氧化合物大类：
氧化物类： 红、蓝宝石 石英族 赤铁矿 锡石 尖晶石 金绿宝石 金红石
Al2O3 SiO2 Fe2O3 SnO2 MgAl2O4 BeAl2O4 TiO2
Al4[Si4O10](OH)8 单位晶胞结构 高岭石 地开石 珍珠陶土
单元层 单层 双层 六层
晶系 三斜 单斜 单斜
6. 水在矿物中存在的形式
(1)吸附水：呈中性的水分子存在(H2O)，不参与矿 物晶体结构
薄膜水
毛细管水
胶体水：是水胶凝体矿物中的分散媒而存在的水， 即固定吸附在分散相表面的水。
5．同质多象
同种化学成分的物质，在不同物理化学条件下（温 度、压力、介质）形成不同结构晶体的现象，称为 同质多象。
碳（C）的同质多象变体：
金刚石
等轴晶系
石墨
六方晶系
六方金刚石 六方晶系（陨石撞击地表 时所形成）SiO2的同质ຫໍສະໝຸດ 象变体573℃（常压）以上
β
石英（高温石英）六方晶系
573℃以下
(4)类质同象元素，写在小括号中，用逗号隔开， 含量高者写在前面，如橄榄石(Mg, Fe)2[SiO4]。
(5)若有分子水则排在最后，中间用·隔开，如欧泊
SiO2·nH2O
矿物的化学式是根据矿物的定量化学全分析数据， 经过换算得来的，但由此得到的只是实验式、结 构式要根据晶体结构和晶体化学原理确定或进行 晶体结构分析。
矿物的化学式有两种，即实验式和结构式
a、实验式：仅表示出组成矿物元素的种类及其原 子数之比的化学式，可用元素的形式写出如 BeAl2O4，也可用简单氧化物组合方式写出 BeO·Al2O3 b、结构式（晶体化学式）：除了能表示出组成元 素的种类及其原子数之比外，还可反映矿物晶体 结构中各组分相互结合的情况。
如方解石：实验式CaO·CO2 结构式Ca[CO3]
※结构式（晶体化学式）的书写原则（自己 复习）
(1)阳离子在前，阴离子在后，如果有一种以上阳 离子则按碱性强弱的顺序排列。如MgAl2O4
(2)当出现阴离子团时，一定用方括号括起来，如 锆石Zr[SiO4]。
(3)附加阴离子氟、氯及羟基等，一般写在络阴离 子之后，如托帕石 Al2[SiO4]F
磷灰石
磷灰石
绿松石
磷铝锂石
硫酸盐类：重晶石、天青石
柱状天青石晶体
硼酸盐类：硼砂等
硼砂
3．宝石矿物的化学成分与化学式
目前已知的矿物约有3000种左右，绝大多 数是固态无机物。液态的（如自然汞）、气 态的（如氮）以及有机物（如琥珀），仅占 数十种。在固态矿物中，绝大部分都属于晶 质矿物，只有极少数（如水铝英石、蛋白石） 属于非晶质矿物。
矿物的晶体化学分类是以矿物的化学组成和晶体结 构作为分类的依据（既考虑化学成分又考虑晶体结 构的分类），因为成分和晶体结构决定了矿物的性 质，并与一定的生成条件相关联，在一定程度上也 反映了自然界化学元素结合的规律，该分类比较合 理，目前被广泛采用。
矿物的晶体化学分类： (1)自然元素大类：金刚石C，自然金Au等
类质同象可根据代换量的多少分为两种类型：
完全类质同象：代换量不受限制如橄榄石
不完全类质同象：代换量不能超过一定限度，如 红宝石
此外类质同象还可分为等价类质同象和异价类质 同象
影响类质同象的外界条件很多，但主要是温度
类质同象可以影响矿物的颜色、折射率、密度等， 例如橄榄石，随着Fe2+的增加，颜色变深，折射率、 密度等均增大。
黑欧泊
白欧泊
火欧泊
“晶质”欧泊
c.不符合化学比的矿物 如方铁矿Fe1-x 0是由于晶体结构中存在某种缺陷 所造成的。 水钙铝榴石Ca3Al2[SiO4]3 – x(OH)4x 主要成分：1-100% 次要成分：1%-1/万 微量成分：<1/万
水钙铝榴石中的黑色包体
(2)矿物的化学式
化学式：表示矿物组成、元素种类、比例及某些 结构特征的符号。
(1)矿物的化学成分
a.化学组成基本固定的矿物 这类矿物的化学成分基本上是固定不变的，或者
说其成分上变异范围非常小，以致在通常情况下可 以忽略不计，它们遵守化学上的定比定律或倍比定 律。
如：金刚石C 红宝石Al2O3等
b.化学组成不固定的矿物 如固溶体，含沸石水和层间水的矿物、胶体等 SiO2·nH2O欧泊
α
石英（低温石英）三方晶系
石英（SiO2）与欧泊（SiO2·nH2O）不是同 质多象！！
Al2SiO5:
红柱石 蓝晶石 矽线石
斜方Al2[SiO4]O 三斜Al2[SiO4]O 斜方Al[AiSiO4]O
较低温、低压 中压、中高温 较高温
红柱石
矽线石
蓝晶石
Ca[CO3]： 方解石 文石
三方 斜方
§4 矿物学、宝石学基础
一、矿物学基础
1．矿物：矿物是指地质作用形成的天然单 质或化合物，它们具有相对固定的化学组成， 固态者还具有确定的内部构造；它们在一定 的物理化学条件内稳定，是组成岩石和矿石 的基本单元。
金刚石
蓝宝石 海蓝宝石
2．矿物的分类：
矿物的分类方法很多，其中晶体化学分类是目前被 广泛采用的一种分类方法。
4．类质同象：
晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）为它 种类似的质点所代替，仅使晶格常数（格子要素）
发生不大的变化，而结构类型保持不变，这种现 象称为类质同象。
如橄榄石 (Mg, Fe)2[SiO4]
Mg2+
Fe2+
橄榄石
①红宝石和蓝宝石
Al3+
Cr3+
Al2O3
②祖母绿和海蓝宝石
③红碧玺和绿碧玺
如：欧泊中的水
SiO2·nH2O
(2)结晶水：也是以中性水分子(H2O)的形式存在， 但它参与组成矿物的晶格，有固定的配位位置。
如石膏Ca[SO4]·2H2O 绿松石CuAl6[PO4](OH)8·4H2O
刚玉晶体 石英簇
赤铁矿
锡石
尖晶石
金红石
金绿宝石
(4)卤化物大类：萤 石 CaF2
萤石晶体
▪ (5)含氧盐大类： ▪ 硅酸盐类：锆石、橄榄
石……约占宝石的50%
锆石晶体
橄榄石晶体
橄榄石
各种颜色品种锆石
碳酸盐类：孔雀石、 菱锰矿、冰洲石
菱锰矿
孔雀石 冰洲石
磷酸盐类：磷灰石、绿松石、磷铝锂石等
自然金
(2)硫化物及类似化合物大类：辰砂HgS，黄铁矿 FeS2等
辰砂
辰砂
辰砂
黄铁矿
(3)氧化物和氢氧化合物大类：
氧化物类： 红、蓝宝石 石英族 赤铁矿 锡石 尖晶石 金绿宝石 金红石
Al2O3 SiO2 Fe2O3 SnO2 MgAl2O4 BeAl2O4 TiO2
Al4[Si4O10](OH)8 单位晶胞结构 高岭石 地开石 珍珠陶土
单元层 单层 双层 六层
晶系 三斜 单斜 单斜
6. 水在矿物中存在的形式
(1)吸附水：呈中性的水分子存在(H2O)，不参与矿 物晶体结构
薄膜水
毛细管水
胶体水：是水胶凝体矿物中的分散媒而存在的水， 即固定吸附在分散相表面的水。
5．同质多象
同种化学成分的物质，在不同物理化学条件下（温 度、压力、介质）形成不同结构晶体的现象，称为 同质多象。
碳（C）的同质多象变体：
金刚石
等轴晶系
石墨
六方晶系
六方金刚石 六方晶系（陨石撞击地表 时所形成）SiO2的同质ຫໍສະໝຸດ 象变体573℃（常压）以上
β
石英（高温石英）六方晶系
573℃以下
(4)类质同象元素，写在小括号中，用逗号隔开， 含量高者写在前面，如橄榄石(Mg, Fe)2[SiO4]。
(5)若有分子水则排在最后，中间用·隔开，如欧泊
SiO2·nH2O
矿物的化学式是根据矿物的定量化学全分析数据， 经过换算得来的，但由此得到的只是实验式、结 构式要根据晶体结构和晶体化学原理确定或进行 晶体结构分析。
矿物的化学式有两种，即实验式和结构式
a、实验式：仅表示出组成矿物元素的种类及其原 子数之比的化学式，可用元素的形式写出如 BeAl2O4，也可用简单氧化物组合方式写出 BeO·Al2O3 b、结构式（晶体化学式）：除了能表示出组成元 素的种类及其原子数之比外，还可反映矿物晶体 结构中各组分相互结合的情况。
如方解石：实验式CaO·CO2 结构式Ca[CO3]
※结构式（晶体化学式）的书写原则（自己 复习）
(1)阳离子在前，阴离子在后，如果有一种以上阳 离子则按碱性强弱的顺序排列。如MgAl2O4
(2)当出现阴离子团时，一定用方括号括起来，如 锆石Zr[SiO4]。
(3)附加阴离子氟、氯及羟基等，一般写在络阴离 子之后，如托帕石 Al2[SiO4]F
磷灰石
磷灰石
绿松石
磷铝锂石
硫酸盐类：重晶石、天青石
柱状天青石晶体
硼酸盐类：硼砂等
硼砂
3．宝石矿物的化学成分与化学式
目前已知的矿物约有3000种左右，绝大多 数是固态无机物。液态的（如自然汞）、气 态的（如氮）以及有机物（如琥珀），仅占 数十种。在固态矿物中，绝大部分都属于晶 质矿物，只有极少数（如水铝英石、蛋白石） 属于非晶质矿物。
矿物的晶体化学分类是以矿物的化学组成和晶体结 构作为分类的依据（既考虑化学成分又考虑晶体结 构的分类），因为成分和晶体结构决定了矿物的性 质，并与一定的生成条件相关联，在一定程度上也 反映了自然界化学元素结合的规律，该分类比较合 理，目前被广泛采用。
矿物的晶体化学分类： (1)自然元素大类：金刚石C，自然金Au等
类质同象可根据代换量的多少分为两种类型：
完全类质同象：代换量不受限制如橄榄石
不完全类质同象：代换量不能超过一定限度，如 红宝石
此外类质同象还可分为等价类质同象和异价类质 同象
影响类质同象的外界条件很多，但主要是温度
类质同象可以影响矿物的颜色、折射率、密度等， 例如橄榄石，随着Fe2+的增加，颜色变深，折射率、 密度等均增大。
黑欧泊
白欧泊
火欧泊
“晶质”欧泊
c.不符合化学比的矿物 如方铁矿Fe1-x 0是由于晶体结构中存在某种缺陷 所造成的。 水钙铝榴石Ca3Al2[SiO4]3 – x(OH)4x 主要成分：1-100% 次要成分：1%-1/万 微量成分：<1/万
水钙铝榴石中的黑色包体
(2)矿物的化学式
化学式：表示矿物组成、元素种类、比例及某些 结构特征的符号。
(1)矿物的化学成分
a.化学组成基本固定的矿物 这类矿物的化学成分基本上是固定不变的，或者
说其成分上变异范围非常小，以致在通常情况下可 以忽略不计，它们遵守化学上的定比定律或倍比定 律。
如：金刚石C 红宝石Al2O3等
b.化学组成不固定的矿物 如固溶体，含沸石水和层间水的矿物、胶体等 SiO2·nH2O欧泊
α
石英（低温石英）三方晶系
石英（SiO2）与欧泊（SiO2·nH2O）不是同 质多象！！
Al2SiO5:
红柱石 蓝晶石 矽线石
斜方Al2[SiO4]O 三斜Al2[SiO4]O 斜方Al[AiSiO4]O
较低温、低压 中压、中高温 较高温
红柱石
矽线石
蓝晶石
Ca[CO3]： 方解石 文石
三方 斜方
§4 矿物学、宝石学基础
一、矿物学基础
1．矿物：矿物是指地质作用形成的天然单 质或化合物，它们具有相对固定的化学组成， 固态者还具有确定的内部构造；它们在一定 的物理化学条件内稳定，是组成岩石和矿石 的基本单元。
金刚石
蓝宝石 海蓝宝石
2．矿物的分类：
矿物的分类方法很多，其中晶体化学分类是目前被 广泛采用的一种分类方法。
4．类质同象：
晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）为它 种类似的质点所代替，仅使晶格常数（格子要素）
发生不大的变化，而结构类型保持不变，这种现 象称为类质同象。
如橄榄石 (Mg, Fe)2[SiO4]
Mg2+
Fe2+
橄榄石
①红宝石和蓝宝石
Al3+
Cr3+
Al2O3
②祖母绿和海蓝宝石
③红碧玺和绿碧玺
如：欧泊中的水
SiO2·nH2O
(2)结晶水：也是以中性水分子(H2O)的形式存在， 但它参与组成矿物的晶格，有固定的配位位置。
如石膏Ca[SO4]·2H2O 绿松石CuAl6[PO4](OH)8·4H2O
刚玉晶体 石英簇
赤铁矿
锡石
尖晶石
金红石
金绿宝石
(4)卤化物大类：萤 石 CaF2
萤石晶体
▪ (5)含氧盐大类： ▪ 硅酸盐类：锆石、橄榄
石……约占宝石的50%
锆石晶体
橄榄石晶体
橄榄石
各种颜色品种锆石
碳酸盐类：孔雀石、 菱锰矿、冰洲石
菱锰矿
孔雀石 冰洲石
磷酸盐类：磷灰石、绿松石、磷铝锂石等