第十一章_矿物的形态2015.03
第十一章5矿床水文地质学讲义
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2020/11/28
第十一章5矿床水文地质学讲义
•一、矿床疏干的主要方法
• 为了采矿安全、提高工效和降低成本，采用经 济和技术上合理的各种工程措施，对涌人井巷或威胁 安全的各种水源进行排除或控制等科学管理的工作， 统称为矿床疏干。 •
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第十一章5矿床水文地质学讲义
发生破坏地下水资源、引起地面塌陷和增大排水费用等问题。
• 防渗法的实质是使用注浆工程，在地下筑成不透水体，切断
井巷进水通道，用以隔绝涌水水源或大量减少矿井涌水量。
• 此类工程虽投资多、工程量大和周期长，但只要水文地
•质条件适合，则会收到阻水显著、长期经济收益好的效果，国内
外均有成功实例可予借鉴。
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第十一章5矿床水文地质学讲义
•徐州青山泉煤矿截流
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• 青山泉矿二、三号井 田属同一单斜构造，分布 有11层太原组灰岩含水层 (与开采有关的主要为浅 部岩溶发台的9、10两层)， 各层厚0.5—12m不等，构 成统一的含水组。地表被 3-10m厚的第四系所覆盖。 9层灰岩厚2．6m，距17 层煤顶板5—8m。10层灰 岩厚3.5m，为20层煤的直 接顶板。
第十一章5矿床水文地质学讲义
•徐州青山泉煤矿截流
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• 三号井田枯季涌水量仅为 0.65m3／min左右，雨季一般为56m3／min，最大达7.9—16m3／ min，主要为降水渗入补给。二 号井田涌水量较大，枯季为13m3 ／min，雨季最高达95m3／min。 后因突水淹没，导致其水位不断 上升，地下水通过9、10层灰岩 岩溶通道流入三号矿井，使三号 矿井涌水量亦越来越大。1964年 雨季，三号井因受水威胁而被迫 停产。于是决定用注浆帷幕来切 断二号井水对三号井水的补给
矿物
(2)解理：矿物受力后沿一定方向规则裂开
成光滑面的性质叫解理。裂开面称解理面。云 母一个方向，方解石三个方向。 极完全解理：云母； 完全解理：方解石、方铅矿 中等解理：长石； 不完全解理：磷灰石
(3)断口：受力后不沿一定方向裂开，而
破裂成不规则的破裂面。解理不完全，则断
口愈显著。 贝壳状断口－石英； 参差状断口－黄铁矿； 平坦状断口－块状高岭土。
葡萄状、肾状、结核状：不规则者称结核状， 有时有同心层或放射状。葡萄状、肾状具同心 或放射状。磷质结核，磷灰石和黄铁矿结核可 以是微细晶粒。 粉末状集合体、被膜状、皮壳状：一种矿物 覆盖在其它矿物或岩石表面呈粉末状散布或薄 层、较厚层壳状产出者。
分泌体：在形状不规则或球状空洞中，胶体或晶质矿 物由洞壁向中心逐层沉淀填充而成。晶腺--直径>1cm； 杏仁体--直径<1mm。在晶腺中常见到周期性扩散沉淀 形成的环带，如由SiO2形成的玛瑙，其中常有空腔，空 腔中有时长有晶簇。
3．颜色与条痕：矿物吸引了白光中某种波长的色光后 (黄，绿，红)所表现出来的互补色；对各种色光吸收均 匀，即黑色或灰色；基本上都不吸收即白色。赤铁矿 (红)。 矿物的颜色是由其化学成分和结构特征决定的，固定 不变的，是重要鉴定标志。但是，外来原因可使颜色不 固定， 如纯净的石英为无色，由于混有杂质等原因出 现各种颜色。 条痕是矿物粉末的颜色。它对于基些金属矿物具有重 要的鉴定意义。如赤铁矿有赤红、铁黑或钢灰者，但其 条痕则总为樱红色。比较稳定。透明矿物的条痕都是近 白色，无鉴定意义。
由于生长条件不好，多数晶体的晶面发育不完整，
或很不完整，从而形成外形不规则的晶粒(晶体)。晶粒 大小不一，较粗的用肉眼或放大镜就可以看出来，岩 石中微细的晶粒则要通过显微镜才能分辨出来。
矿物的形态PPT文档58页
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
梦 境
矿物的形态
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。 Nhomakorabea得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
4、守业的最好办法就是不断的发展。
第十一章 风化矿床
第十一章风化矿床1. 影响风化矿床形成的主要因素有哪些？它们对成矿各有哪些影响？(1)气候条件：受纬度、高度及离海洋远近的控制，热带和亚热带易形成化学风化矿床。
（2）原岩条件：含Fe、Ni的基性、超基性岩—红土型Fe、Ni 矿；含硅富Al的霞石正长岩、玄武岩—红土型Al 矿；长石质岩石（gr）—高岑土矿床。
（3）地貌条件：高差不大的山区、丘陵地形对矿床形成有利。
（4）水文地质条件：与地表水、地下水运动情况及水的化学类型有关。
（5）地质构造条件：地台区有利于成矿，造山区不利于成矿；区域构造控制风化矿床形态、位置；侵蚀基准面决定风化壳厚度。
（6）时间条件：需一个较长的时间。
矿床在地表风化作用下可能发生哪些变化？研究这些变化有何意义？机械破碎，氧化，溶解，溶滤。
意义:为找矿提供依据。
2．何谓硫化物的次生富集作用及次生富集带。
它们与地下水的分带有何关系？从硫化的矿床氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下，在还原环境中交化原生硫化物矿石生成次生硫化物，增加了矿石中某种金属的含量，提高了矿石的工业价值，故称硫化物的次生富集作用，发生这种作用的地带，叫次生硫化物富集带。
3．举例说明风化残余矿床。
原生矿床或岩石经化学风化作用和生物风化作用后，形成一些难溶的表生矿物，残留在原地表部，其中有用组分达到工业要求时，即为残余矿床。
残余型粘土矿床：高岑土；蒙托石。
残余红土型Fe、Al矿床：Fe；Al。
离子吸附型REE矿床、Ni、U。
4 . 举例说明淋积矿床？常与哪些矿种有关？它们与何种基岩相对应？原岩或贫矿体经化学风化作用，某些易溶物质被水带到风化壳下面的潜水面附近沉淀下来，所形成的矿床称淋积矿床。
矿种：镍、钴、钒、钠、铁、锰、铀。
5. 何谓红土型风化壳？常与哪些矿种有关？它们与何种基岩相对应？热带和亚热带的气候下，可形成丰富的腐殖质和有机酸，促进化学风化的剧烈进行，如果地形平坦或坡度不大，从硅酸盐岩石中分解的碱和碱土金属，则不易被地表水带出风化场所，因此溶液具碱性反应，SiO2溶胶在碱性介质中不凝结，而被潜水带走，而溶胶Al2O3·mH2O和Fe2O3·pH2O，则可以原地凝聚，这样，在地表就逐渐地堆积起铝的氢氧化物和一水铝矿与铁的氢氧化物和氧化物，他们一起构成红土，形成红土风化壳。
矿物的形态范例
矿物的形态
1、根据晶体在三维空间的发育程度，晶体习性 大致分为三类：
石 棉
（1）一向延长型
如纤维状石棉、 柱状电气石
电 气 石
（2）二向延展型
云 母
如片状云母、 板状钨砷铅矿、 等轴状黄铁矿
黄 铁 矿
2.晶体习性的影响因素
内部因素：主要指化学成分的简单与复杂、晶
玛瑙晶腺
2）结核：与分泌体正好相反，结核由隐晶质或
胶凝物质围绕某一中心（砂粒、碎片、气泡等）自 内向外逐渐生长而成。常见的有黄铁矿、赤铁矿、 磷灰石等结核 。
3）鲕状及豆状集合体
由胶体物质围绕悬浮状态的细砂粒、矿物碎片、有机质碎 屑或气泡等层层凝聚而成，并沉积于水底呈圆球形、卵圆 形的矿物集合体。
体结构对称程度的高低、晶胞形状、面网密度的 大小及化学键的强弱等。
外部因素：直接或间接地使不同晶面间的相对
生长速度发生变化而影响晶体习性。
粒状大理岩
片状黑云母
板状重晶石
柱状绿柱石
放射状阳起石
方解石晶簇
2.隐晶及胶态集合体
根据形成方式及外貌特征，常见的集合体有：
1）分泌体
矿物溶液或胶体溶液通过岩石气孔 或空洞时，常常从洞壁向中心层层 沉淀，最后把孔洞填充起来。
豆状赤铁矿
鲕状赤铁矿
4）钟乳状集合体
指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 而形成。内部常具同心层状、 放射状、致密状、结晶粒状， 外部常呈圆锥形、圆柱形、 圆丘形、半球形。
钟乳状 葡萄状
肾状
块状集合体：
凭肉眼或放大镜不能辨别颗粒界限的 矿物致密块体
土状集合体： 矿物呈粉末状疏松地聚集成块
11第十一章产状和接触关系1
主要内容
一、产状的基本概念 二、面状构造的产状要素 三、线状构造的产状要素 四、岩层产状要素的测定与表示方法
二、面状构造的产状要素（走向、倾向和倾角） 走向线—构造面与水平面的交线 走 向—走向线两端所指的方向。 倾斜线—构造面上垂直走向线向下所作线段。 倾向线—倾斜线的水平投影。 倾 向—倾斜线所指的构造面倾斜方向。 倾 角—倾斜线与倾向线之间的夹角。 视倾角—视倾向线与视倾斜线之间的夹角。
造线的倾斜方向； 侧伏角—构造线与侧伏向的交角；
直线的产状要素 A．箭头示倾伏向，γ为倾伏角；B.水平线右端为侧伏向，α为侧伏角
主要内容
一、产状的基本概念 二、面状构造的产状要素 三、线状构造的产状要素 四、岩层产状要素的测定与表示方法
四、岩层产状要素的测定和表示方法
1．测定：直接测量（罗盘）和间接计算（钻孔资料） 2．表示：
真倾角与视倾角的关系为视倾角为真倾角为真倾向与视倾向之间的夹角倾斜平面的产状要素图示一产状的基本概念二面状构造的产状要素三线状构造的产状要素四岩层产状要素的测定与表示方法主要内容三线状构造的产状要素倾伏向构造线在水平面上的投影所指构造线倾斜方向
第十一章 产状和接触关系
• 本章共有三个知识点 • 一、产状和产状要素 • 二、层状岩石的产状 • 三、接触关系
• 知识点1：
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产状和产状要素
主要内容
一、产状的基本概念 二、面状构造的产状要素 三、线状构造的产状要素 四、岩层产状要素的测定与表示方法
一、产状的基本概念 产状—是指地质体在三维空间的产出状态； 产状要素—-用来表示面状或线状构造要素与水
平参考面和地理方位之间的关系。
线理构造——断层面上的擦痕
⑴．方位角法：记录倾向和倾角 SE1200∠400 或1200 ∠400
矿物2
丝绢光泽
腊状光泽
蜡状光泽
四、 透明度：矿物透光的程度 （以0.03mm薄片为准）
透 明：绝大部分光线可以通过矿物，隔着矿物薄片可以清楚 地看到对面的物体。
半透明：部分光线可以通过矿物，隔着矿物薄片可以模糊地 看到对面的物体
不透明：光线几乎不能通过矿物，隔着矿物薄片看不到对面 的物体
矿物颜色、光泽、透明度、条痕之间的关系
1) 阳离子写在化学式前面，阴离子写在后面， 2) 络阴离子用[ ]括起来。 3) 有多种阳离子时，同种元素按电价由低到高排列，
如磁铁矿：Fe2+Fe3+O4,
4) 不同元素碱性由强到弱排列 白云石：CaMg[CO3]
5) 附加阴离子一般写在主要阴离子和络阴离子之后， 如孔雀石：Cu2[CO3](OH)2
2．同质异象（同质多象）：化学成分相同的物质，在不同的物
理化学条件下，可以生成具有不同的结晶构造，从而具有不同的形 态和物理性质的矿物，这种现象叫同质异象。如石墨和金刚石
三、胶体矿物**
胶体：一种物质的微粒（粒径0.001~0.1m)分散于另一种物质
之中所形成的不均匀细分散体系。前者称为分散相。后
下往往会产生带电现象，称荷电性。 8. 发光性：矿物在外来作用的激发下，如在加热、或受紫外线照射
等时产生发光的现象。 荧光：激发停止，发光也停止。 磷光：激发停止后仍可继续发光。 9. 放射性：含放射性元素的矿物特有的性质。
第三节．矿物的化学性质
一、矿物的化学成分
矿物的化学组成可以有单质和化合物两种，矿物化学成分的微小 差别也能影响矿物的物理性质改变 如刚玉成分是Al2O3，纯净时无色。当含有微量的杂质元素时可
格的“水”。如高岭石Al4[Si4O10](OH)8
单体矿物形态
单体矿物形态
单体矿物形态通常表现为规则的几何多面体形态。
1.当矿物晶体沿一个方向特别发育，呈柱状、针状等，为一向延长型，比如水晶、绿柱石、电气石、角闪石和金红石等。
2.当矿物晶体沿两个方向相对更发育，呈板状、片状、鳞片状和叶片状等时，为二向延展型，例如重晶石、云母、石墨和绿泥石等。
3.当矿物晶体在三维空间的三个方向发育大致相等，呈粒状、等轴状时，为三向等长型，例如黄铁矿、石榴子石和橄榄石等。
此外，尚存在短柱状、板柱状、板条状和厚板状等过渡类型。
除单晶体以外，有些矿物可以连生在一起产出，同种矿物晶体可以形成平行连晶，也可以按一定对称规律形成双晶，有接触双晶、穿插双晶等形态。
认识矿物的形态
认识矿物的形态认识矿物的形态转载一、实验目的要求：通过对矿物标本的观察，认识和熟悉矿物的单体形态、集合体形态、为后继认识单矿物打下基础。
二、实验方法及内容：矿物的单体形态、集合体形态、矿物的双晶及晶面条痕。
由指导教师简单的讲解和介绍后，学生依据本实验，对照标本，逐项认真细致的观察，并作简单记录。
1、单体形态矿物单体在一定外界条件下常趋于形成某种习惯性的形态，称为晶体的习性。
矿物晶形可用肉眼或放大镜分辨出单体时，单个矿物的结晶习性根据其在三维空间的发育程度不同分为三种类型：一向伸长：单体在空间上沿一个方向最为发育，其它两个方向不发育，晶体细长针状：阳起石、石棉柱状：角闪石、石英、绿柱石、电气石棒状或短柱状：电气石二向伸长：单体在空间上沿两个方向发育，另一方向不太发育片状：云母、石墨板状：长石、黑钨矿、石膏三向等长：单体在空间的三个方向基本均匀发育，称等轴状，根据矿物的单体形态常见的有：立方体：方铅矿、黄铁矿；菱面体：方解石；菱形十二面体：石榴子石；八面体：磁铁矿五角十二面体：黄铁矿四角三八面体：石榴子石不规则粒状：石英。
注：一种矿物常以某一种结晶习性为主。
描述矿物单体形态时，要结合结晶习性描述晶形，如黄铁矿常呈带有晶面条纹的立方体；磁铁矿常呈八面体；方解石常呈菱面体。
2、集合体形态(1)显晶矿物集合体形态：一向延长纤维状：石棉、石膏针状、柱状：辉锑矿、电气石放射状：阳起石、符山石晶簇状：石英、石膏、方解石二向延长片状、鳞片状：云母、石墨板状集合体：重晶石、石膏三向延长粒状集合体：橄榄石、石榴子石、磁铁矿(2)隐晶质、胶体矿物集合体形状：分泌体结核状鲕状豆状肾状钟乳状皮壳状葡萄状树枝状玛瑙硬锰矿赤铁矿赤铁矿硬锰矿孔雀石菱锌矿铜、氧化锰此外，按其紧密程度可分为：致密块状集合体：黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、蛇纹石、石英；松散土状集合体：高岭土。
(3)晶面花纹晶面花纹对有些矿物是固定的，可作鉴定标志。
如：石英柱面上的横纹；电气石、黄玉、辉锑矿晶面上的纵纹；黄铁矿立方体晶面上三组互相垂直的条纹。
5、矿物通论11-12章
（0.025ppm）、Hg（0.05ppm）、Ag（0.07ppm）、Au
（0.0031ppm）等；分散元素不易形成矿物，如Cs（3ppm）、Ga （19ppm）、In（0.16ppm）、Se等。
二、元素的离子类型
单质 元素→ 化合物 →矿物→岩石
各种离子能否互相结合，主要决定于离子的最外电子层结
②研究矿物的内部结构（包括晶格缺陷）
例：金刚石——立方面心结构晶胞 ③研究矿物的外表形态 例：金刚石——八面体、菱形十二面体 ④研究矿物的物理和化学性质 例：金刚石——硬度 ⑤研究矿物在地质作用过程中的形成及变化 例：金刚石——金伯利岩和钾镁煌斑岩 ⑥研究矿物的应用 例：金刚石——重要的宝石和矿物材料
2、矿物的非化学计量性 某些含变价元素的矿物其化学组成偏离理想化合比， 不再遵循定比定律，相应的矿物称之为非化学计量矿物。 如：磁黄铁矿（Fe1-xS）
非化学计量矿物对研究矿物成因有何意义？
四、胶体矿物及其组成
四、胶体矿物及其组成
四、胶体矿物及其组成
四、胶体矿物及其组成
分散剂远多于分散相 → 胶溶体 分散质远多于分散相 → 胶凝体
六、矿物晶体化学式及计算
2、表示方式 1）实验式 仅表示矿物中各组分的种类及其数量比。 如 白云母的实验式为K2O· 3Al2O3· 6SiO2· 2H2O或 H2KAl3Si3O12 2）结构式 即晶体化学式。既能表明矿物中各组分的种类及其数量比， 又能反映出它们在晶格中的相互关系及其存在形式。
四、胶体矿物及其组成
胶体矿物（colloidal mineral）：指以水为分散剂、以固相为
分散质的水胶凝体而形成的非晶质或超显微的隐晶质矿物。 前者如蛋白石（SiO2•H2O），后者如大多数黏土矿物。