煤矿地质学第2章 矿物与岩石

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《工程地质学》第二章矿物与岩石

《工程地质学》第二章矿物与岩石

矿物的形态及物理性质
形态、光学性质、力学性质和磁性
大部分矿物为晶体,部分是非晶体。
每一种矿物都有它基本的化学组成和物
理特性
几乎所有造岩矿物都是硅酸盐和氧化物, 常见的造岩矿物只有十余种,如石英、方解石 、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石 、辉石、橄榄石等。
2.1.1矿物的形态
矿物集合体的形态有
块状:细小的矿物颗粒紧密集合在一起,无一定排列形式。
2.1.1形态
矿物集合体的形态有
鲕状 : 胶体物质围绕着某质点凝聚而成一个结核,一个个细小
的结核聚合成集合体形似鱼卵。
块状集合体
2.1.2矿物的物理性质 1 颜色
自色:某些矿物所具有特定的颜色.不受外界的影响。 如石英为无色透明,硫为黄色. 他色:矿物因含有不同杂质而表现的颜色.与矿物本身的性质无关 如:石英含Mn而呈紫色,含C而呈黑色. 假色:矿物因具有裂隙、解理面及氧化膜而产生的光线干涉所呈 现出的颜色. ** 不能单凭颜色鉴定矿物.
斑状结构和似斑状结构:岩石中较大的矿物晶体被细小的晶粒
或隐晶质、玻璃质矿物所包围的一种结构。较大的晶体矿物为 斑晶;细小的晶粒或隐晶质、玻璃质为基质。若基质为显晶质 时则称似斑状结构,基质为隐晶质或玻璃质时称斑状结构。
构造:岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组 成部分之间的排列和充填方式。 (1)块状构造: 无定向排列,各部分均匀分布,花岗岩、闪长岩; (2)流纹构造: 岩石中有不同颜色的条纹,拉长的气孔等是熔岩 流动时物质成份作定向排列所致. 如流纹岩. (3)气孔构造: 熔岩冷却时尚末逸出的气体形成大小不一的气孔. 如玄武岩、安山岩 (4)杏仁构造: 喷出岩的气孔被后来的次生矿物所充填.
4.不完全解理: 5.无解理:

煤矿地质学矿物岩石

煤矿地质学矿物岩石

第一节 矿 物
3、矿物性质
脆性和延展性
颜色、条痕
发光性
光泽、硬度
电性
透明度 解理 断口
矿物物
磁性
理性质
其他性质
比重 弹性和挠性
第一节 矿 物
摩氏硬度计
第一节 矿 物
矿物
自然元素矿物 硫化物及其类似化合物矿物
氧化物及氢氧化物矿物 卤化物
含氧盐矿物
第一节 矿 物
四、常见矿物 方铅矿PbS
晶体常为六面体或六面体与八面体的聚形;一般呈致 密块状或粒状集合体。铅灰色,条痕黑灰色,金属光泽 ,不透明。硬度2.5—2.75,三组立方解理完全,性脆
鉴定特征:浅色,性软(指甲可刻划),具滑 腻感。
滑石是耐火、耐酸、绝缘材料,在橡胶和造纸 工业中也用作填料。我国滑石储量丰富,辽宁盖 平大石桥至海城一带及山东掖县、蓬莱等地为知 名产地。
第一节 矿 物
高岭石Al4[Si4O10][OH]8或Al2O3·2SiO2·2H2O
一般呈隐晶质、粉末状、土状。白或浅灰、浅绿、浅 红等色,条痕白色,土状光泽。硬度1—2.5。比重2.6— 2.63g/cm3。有吸水性(可粘舌),和水有可塑性。
第一节 矿 物 黄铜矿CuFeS2
黄铁矿、黄铜矿与金的区别
第一节 矿物
赤铁矿 Fe 2O3
赤铁矿包括两类:一类为镜铁矿,晶体多为板状、叶片状、鳞片 状及块状集合体。钢灰色至铁黑色,条痕樱红色,金属光泽,不透 明。另一类为沉积型赤铁矿,常呈鲕状、肾状、块状或粉末状。暗 红色,条痕樱红色,半金属或暗淡光泽,硬度较小。
正长石是花岗岩类岩石及某些变质岩的重要造岩矿物 ,容易风化成为高岭土等。正长石是陶瓷及玻璃工业的 重要原料。

第2章 矿物与岩石3

第2章 矿物与岩石3

(四) 沉积岩的分类
2、沉积岩各论 1)陆源碎屑岩——砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩 ① 砾岩
砾岩,美国西部绿河组(刘焕杰摄,1989)
② 砂岩
② 砂岩
③ 粉 砂 岩
④ 泥 岩
四沉积岩的分类
2、沉积岩各论 1)内源沉积岩 ① 碳酸盐岩 a 颗粒灰岩—— 内碎屑灰岩 内碎屑灰岩
(三) 沉积岩的分类
1、以沉积岩的物源分类
基本类型 陆源碎屑岩 内源沉积岩
碳酸盐岩 硅质岩 铝质岩 铁质岩 锰质岩 磷质岩 蒸发岩 可燃有机岩
火山碎屑岩
集块岩 (>64mm) 火山角砾岩 (64-2mm) 凝灰岩 (<2mm)
砾岩(>2mm) 砂岩 (2-0.05mm) 结构及成分 粉砂岩(0.05分类类型 0.005mm) 泥岩 (<0.005mm)
(三) 沉积岩的一般特征
3、构造特征
1)机械成因构造 ① 层理构造 是沉积物在沉积过程中在层内形成的构造,主要由沉积 物的成分、结构、颜色等在垂向上的变化而显示出来。是沉积岩最
重要的沉积构造类型。
常见层理类型
水平层理 波状层理 交错层理—— 板状交错层理、楔状交错层理、
槽状交错层理
(三) 沉积岩的一般特征
B—地表流水剥蚀作用 ——河流的侵蚀作用
河流的下蚀(底蚀)作用 是以河流水体动力及其夹带的砂石, 对构成河床底部的岩石进行冲击、磨蚀、溶蚀等作用的过程。结果 导致河床逐渐降低、河谷加深。 河流的下蚀(底 蚀)作用到一定深度 后,河水就无力继 续向下侵蚀了,河 水的能量消耗在搬 运物质上,这个高 度面称河流的侵蚀 基准面,是控制河 流下蚀的极限面。
沉积岩
(二) 沉积岩的概念
沉积岩是组成岩石圈的三大类岩

第二章 岩石与矿物

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。

工程地质课件 第二章 矿物与岩石

工程地质课件 第二章  矿物与岩石

2矿物与岩石岩石(土)与矿物的关系及其作用人类的工程活动与地壳的组成物质——岩、土密切相关。

当岩石作为地基或建筑材料时,其强度和稳定性影响工程建(构)筑物的造价、正常使用与安全。

岩石是在一定的地质条件下形成的。

各类岩石具有不同的矿物组合、独特的结构构造及成因等特征,这些特征都影响岩石的强度与稳定,也在一定程度上影响土(岩石风化以后的产物)的性质。

组成岩石的各种矿物的成分、性质及其形成环境等因素的不同,也对岩石的强度和稳定性产生影响。

2.1 矿物(mineral)①矿物的概念、造岩矿物②矿物的形态、晶体③矿物物理性质:颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、解理与断口、其它特征等④常见造岩矿物识别与鉴定地壳和地球内部的化学元素绝大多数是以化合物的形态存在(除极少数呈单质存在外),这些具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物,称为矿物。

每种矿物都具有特定的物理性质、化学特性和外部形态,根据每种矿物特有的外表形态和物理化学性质可以将矿物区分开来。

自然界中的矿物是在各种地质过程中不断形成的,同时又经受着各种地质作用的改造,只有在一定的物理化学条件下才是相对稳定的。

当外界条件改变到一定程度后,矿物的原来成分、内部构造和性质就会发生变化,形成新的次生矿物。

地壳中已发现的矿物有三千多种,除个别以气态(如碳酸气、硫化氢气等)或液态(如水、自然汞等)出现外,绝大多数均呈固态。

其中构成岩石的主要矿物称为造岩矿物,大约有二十多种,其中以硅酸盐矿物(斜长石、钾长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石和粘土矿物等)及石英最多,约占地球上矿物总量的90%以上。

2.1.1矿物的形态矿物常具有一定的外形(根据矿物的外形可以区别一些常见的矿物):造岩矿物绝大多数是结晶质,少数为非晶质。

结晶质的基本特点是组成矿物的原子、离子、分子等基本质点在矿物内部按一定的规律排列,形成稳定的结晶格子构造(图2-1)。

矿物由于质点有规律的排列形成晶格,造成矿物的各向异性,几乎所有矿物的物理特征(导热性、导电性、硬度、光性等)都会表现出某一个方向的各向异性,不同方向具有不同性质,被认为是非均质体。

《矿物与岩石》课件

《矿物与岩石》课件

火成岩的分类与特征
总结词
火成岩是岩浆冷却固化而成的 岩石,其分类和特征因形成环
境和条件而异。
侵入岩
由地下岩浆缓慢冷却形成的岩 石,晶体颗粒较小,结构紧密 ,常见的有花岗岩、橄榄岩等 。
喷出岩
由地下岩浆迅速喷出地表冷却 形成的岩石,常呈流纹状或气 孔状,常见的有玄武岩、安山 岩等。
火山岩
由火山活动形成的岩石,包括 熔岩、火山碎屑岩等,具有特
地下开采
对于埋藏较深的矿物和岩 石,需通过挖掘隧道、竖 井等方式进入矿体进行采 集。
水下采集
在浅海水域或河流湖泊中 采集水成矿物和岩石,需 使用特殊工具和技术。
矿物与岩石的加工技术
破碎
将大块矿物和岩石破碎成小块,以便于后续 加工。
选矿
通过物理或化学方法分离出有价值的矿物, 剔除杂质。
磨碎
将破碎后的矿物和岩石磨碎成粉末状,以释 放其中的有用成分。
接触变质岩
在岩浆侵入过程中,接触带附近原有 岩石受高温影响而形成的岩石,常见 的有大理岩、石英岩等。
动力变质岩
在构造运动过程中,原有岩石受挤压 或剪切作用而形成的岩石,常见的有 糜棱岩、片麻岩等。
04
矿物与岩石的采集与加工
矿物与岩石的采集方法
露天采集
适用于地表裸露的矿物和 岩石,通过剥离表层土壤 和岩石获得所需材料。
矿物与岩石是地球科学、地质学等领 域研究的重要对象,对于了解地球历 史、地壳运动等方面具有重要意义。
02
矿物的特征与分类
矿物的物理性质
硬度
根据莫氏硬度计,矿物 的硬度由低到高可分为 软、中软、中硬、硬和
非常硬。
颜色
矿物因成分和结构不同 呈现出不同的颜色,如 铁矿呈黑色,铜矿呈红

矿山地质学第二章矿物和岩石

矿山地质学第二章矿物和岩石

第二章 矿物与岩石——矿物
5 硬度——是指矿物抵抗外力刻划的能力。
摩氏硬度计——互划比较而得到 (10种标准硬度矿物,10级) 1—滑 石 2 —石膏 3 —方解石 4 —萤 石 5 —磷灰石 6—长 石 7 —石英 8 —黄 玉 9 —刚 玉 10—金刚石 在野外工作及室内实习中,常用小刀(硬度5.5)、指甲(硬度2.5)代替硬
矿物的形态—1、单体的形态
一向伸长型——柱状、针状、纤维状、放射状集合体。 二向延展型——呈片状、板状晶形 三向等长型——呈粒状或等轴状晶形
第二章 矿物与岩石——矿物
矿物的形态—2、集合体的形态
矿物集合体(mineral aggregate)是指同种矿物的多个单体 聚集在一起的整体。其形态取决于单体的形态及集合方 式,与矿物的内部结构和生成环境密切相关。
(5) 常 见 矿 物 特 征


氧 盐 矿 物 类
红柱石 透辉石 白云母
蓝晶石 角闪石
黑云母
(5) 常 见 矿 物 特 征


氧 盐 矿 物 类 方解石
绿泥石 长石
方解石
高岭石 正长石
方解石
(5) 常



特 征





硬石膏
物 类
(5) 常



特 征







磷灰石
第二章 矿物与岩石——岩石
超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩
2.矿物成分
SiO2<45% SiO2=45~53% SiO2=53~66% SiO2>66%
浅色矿物(富含Si、Al成分) :正长石、斜长石、石英、白云母 等。 暗色矿物(富含Fe、Mg成分):黑云母、辉石、角闪石、橄

煤矿地质 第2章 矿物与岩石

煤矿地质  第2章 矿物与岩石
煤矿地质
地质学基础
第二章 矿物与岩石
★ 元素在地壳中的分布 ★ 矿物,及其物理性质 ★ 岩石的概念
第一节 元素在地壳中的分布
一、元素与同位素
由同种原子组成的物质称元素。目前,已知元素有108种,其中自然 界存在的为92种。
同种元素的原子具有的中子数可以不同,因而具有不同的原子量。 具不同原子量的同种元素的变种称为同位素。有的同位素的原子核不 稳定,会自行放射出能量,即具有放射性,称为放射性同位素。
二、矿物的形态特征
6)纤维状集 合体
矿物单体肉 眼可见,单体 呈纤维状或针 状、毛发状, 呈平行排列, 如石棉、纤维 状石膏集合体。
纤水碳镁石
二、矿物的形态特征
7)晶蔟
在岩石的空洞或
裂隙中生长的肉眼可 见的柱状单体,它们 以洞壁或裂隙壁作为 共同的基底大体向着 一个方向生长组成蔟 状的矿物集合体。蔟 状集合体可以由同种 矿物组成,如石英晶 蔟;也可由不同矿物 晶体组成。
1)粒状集合体:矿物单体肉眼可见,单体呈粒状体, 具不规则聚合,如橄榄石、黄铁矿等集合体。
二 、
黄铁矿自形粒状集合体







二 、 矿 物 的 形 态 特 征
黄铁矿集合体
二、矿物的形态特征
2)板状集合体 矿物单体肉眼可见,单体 呈板状,具不规则聚合,如 重晶石、黑钨矿等集合体。
二、矿物的形态特征
② 它有比较固定的化学成分组成。如黄铁矿是由FeS2、方解石由 CaCO3、石英由SiO2、岩盐是由NaCl组成的。
③ 绝大多数具有一定的内部结构和构造,以及一定的外部形态。 如石盐内部质点呈有规律的空间排列。
④ 具有一定的物理性质和化学性质。 ⑤ 绝大多数矿物呈固态出现,但仅少数以液态(自然汞)或气 态产出(天然气)。 ⑥ 矿物一般多数为无机矿物,有机矿物很少。
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(4)花岗岩类:SiO2 >65%。SiO2含量最 多,出现石英、钾长石、酸性斜长石、黑 云母共生。
(四)火成岩的组构 1.结构:主要指岩石的组成部分自身的
特点(结晶程度、颗粒大小、晶体形态、
自形程度)及其相互间的关系。
火成岩的结构主要有以下几种: (1)显晶质结构 (2)隐晶质结构 (3)玻璃质结构 (4)等粒结构和不等粒结构 (5)斑状结构和似斑状结构 (6)自形晶结构、半自形晶结构和他 形结构
2.解理:矿物的解理是指矿物在外力打击之 下,总是沿着一定的方向裂开成光滑平面 的性质。裂开的光滑面称为解理面。完全 解理、中等解理、不完全解理、极不完全 解理。 3.断口:矿物的断口是指矿物在外力作用下 在任意方向产生不平整端面的性质。贝壳 状断口、锯齿状断口、参差状断口。 (四)矿物的其它性质
二、火成岩的分类
火成岩一般根据化学成分、 矿物成分、产状和构造进行分类。 1.化学成分分类 根据SiO2的百分含量,火成岩可以分为: 酸性岩SiO2>65% 中性岩SiO2含量65%~52% 基性岩SiO2含量52%~45% 超基性岩SiO2<45%
2.矿物成分分类 按矿物成分划分的岩石类型与按化 学成分划分的岩石类型对应关系如下: 橄榄岩——苦橄岩类 超基性岩
同质多象:同种化学成分的物质,化学 成分完全相同,但内部结构迥然不同。
三、晶体与非晶体
自然界产出的矿物都是晶体。内部
具有格子状结构才是晶体的本质。
锰结核
石棉
绿柱石
四、矿物的主要性质
(一)矿物的形态 1.单体的形态: 一向延长的:形态呈柱状、针状、纤维状。 二向延展的:形态呈板状、片状、鳞片状。 三向等长的:形态呈等轴状或粒状。
2.集合体的形态:
(1)柱状、针状、纤维状、放射状。
(2)板状、片状、鳞片状。
(3)粒状集合体。
(4)晶簇。
(5)其它形态 :鲕状、豆状、结核、钟
乳状。
(二)矿物的光学性质 1.颜色:矿物的颜色是矿物对可见光中不同
波长的单色光波选择吸收的结果。矿物的
颜色可以分为自色、他色、假色三种。
2.条痕:矿物的条痕是矿物粉末的颜色。
2.构造
主要指岩石的组分在空间的分布、 排列、充填的方式。 火成岩的构造主要有以下几种:
(1)块状构造
(2)斑杂构造
(3)气孔构造和杏仁构造
(4)枕状构造
(5)流纹构造
(五)火成岩的产状:火成岩的产状是指 岩石的大小、形状、与围岩的接触关系, 以及形成时所处的地质构造环境和距离 当时地表的深度等。 1.侵入岩的产状 2.喷出岩的产状
黑钨矿
英、赤铁矿、磁铁矿、
钛铁矿、铌钽氧化物。
水晶 铌钽矿
盐 华
第四大类:卤化物
矿物。如石盐、萤 石等。 萤 石
石膏
白云母
第五大类:含氧盐矿物。 如橄榄石、辉石、角闪 石、云母、长石、方解
石、石膏等。
二、常见的造岩矿物
自然金、石墨、方铅矿、闪锌矿、 黄铜矿、黄铁矿、石英、赤铁矿、磁铁 矿、褐铁矿、萤石、石盐、橄榄石、石 榴子石 、红柱石、蓝晶石、辉石、角闪 石、白云母、黑云母、绿泥石、高岭石、 蒙脱石、海绿石、 方解石、白云石、石 膏、硬石膏、磷灰石。
3.光泽:矿物的光泽指矿物表面反射可见
光的能力。金属光泽、半金属光泽、金
刚光泽、玻璃光泽、丝绢光泽、土状光
泽、油脂光泽、树脂光泽。
4.透明度:矿物的透明度指矿物透过可见 光光波的程度。透明矿物、半透明矿物、 不透明矿物。
(三)矿物的力学性质 1.硬度:矿物的硬度是指矿物抵抗外力作 用。将10种标准硬度矿物相对大小排列 为10个等级 1.滑石、2.石膏、3.方解石、 4.萤石、5.磷灰石、6.正长石、7.石英、 8.黄玉、9.刚玉、10.金刚石。
辉长岩——玄武岩
闪长岩——安山岩
基性岩 中性岩
酸性岩
正长岩——粗面岩类
花岗岩——流纹岩 3.产状和结构分类
1.相对密度
2.磁性
第二节 常见矿物
一、矿物分类
在晶体化学分类中,将矿物根据其化 合物的类型或阴离子的类型分为五大类。
第一大类:自然元素矿物。 如自然铜、石墨等。
石墨
自然铜
自然硫
锑矿
第二大类:硫化物及其类 似化合物矿物。如方铅矿、 闪锌矿、黄铜矿等。
铅锌矿
第三大类:氧化物及
氢氧化物矿物。如石
二、岩石的分类
1.火成岩
2.沉积岩
3.变质岩
第四节
火成岩
一、火成岩的基本特征
(一)火成岩的化学成分 O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、 Ti 等。氧的含量最高,占火成岩总重
量的46%以上。
(二)火成岩的矿物成分 长石、石英、云母、角闪石、辉石、 橄榄石、霞石、白榴石、磁铁矿、磷灰石 等十余种。
第一节
矿物的概念及性质
一、地壳中的元素
目前已知的元素有108种。
二、矿物的概念
矿物是自然界中一种或多种元素在 各种地质作用下的自然产物,它具有一 定的内部构造、具有一定的外表形态、
Байду номын сангаас
具有一定的化学成分、具有一定的物理
性质。
类质同象:矿物的化学成分可以在一定
范围内变化。但是基本性质即矿物的内
部结构没有发生根本改变。
本章重点:
1. 矿物的肉眼鉴定方法(8种) 2. 常见的造盐矿物(30种) 3.划分三大岩类
(岩浆岩、沉积岩、变质岩)
第一节 第二节 第三节
矿物的概念及性质 常见矿物 岩石的概念及其分类
第四节
第五节 第六节
火成岩
沉积岩 变质岩
固体地球的最外圈是地壳,地壳由
岩石组成,岩石是矿物的集合体,矿物 由化学元素结合而成。
(三)火成岩的矿物共生组合规律及其化学 成分的关系 (1)橄榄岩和辉岩类:SiO2<45%。富含 FeO和MgO主要是橄榄石、辉石,长石含 量很少或无。
(2)辉长石类:SiO2占45%~52%。 Al2O3 含量急剧增多,出现辉石与斜长石共 生。 (3)闪长岩类:SiO2占52%~65% MgO、 FeO、CaO减少,出现普通角闪石和中性 斜长石共生。
长石:钾长石、钠长石、钙长石。
钾长石中包括正长石、钾微斜长石、
透长石等许多变种,其中最常见的是正 长石。钠长石与钙长石可以任何比例混 溶,所形成的完全类质同象系列称为斜 长石。
第三节 岩石的概念及其分类
一、岩石的概念
岩石的概念是:岩石是天然产出的矿物集 合体,具有一定的结构,构造特征,是地质作 用的产物。
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