地殼中的礦物與巖石

1、第十章第十章地殼中的礦物與巖石地殼中的礦物與巖石10.110.1地殼中的礦物地殼中的礦物礦物是單個元素或若干個元素在一定地質(zhì)條件下形成的具有特定理化性質(zhì)的化合物，是構(gòu)成巖石的基本單元。礦物多數(shù)是在地殼（地球）物理化學(xué)條件下形成的無機(jī)晶質(zhì)固體，也有少數(shù)呈非晶質(zhì)和膠體。自有人類以來人們就開始了對礦物的認(rèn)識和利用，人類有了文字就有了對礦物認(rèn)識的記載。礦物學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科已有近三個世紀(jì)的歷史了，20世紀(jì)20年代以來在礦物學(xué)研究中逐步引入了現(xiàn)

2、代科學(xué)技術(shù)的研究手段和方法，使礦物學(xué)進(jìn)入了由表及里、由宏觀到微觀的研究層次，開始了礦物成分、結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)、開發(fā)應(yīng)用綜合研究的新階段。10.1.110.1.1礦物的基本化學(xué)組成礦物的基本化學(xué)組成(basic(basicchemicalchemicalcompositioncompositionofofmineral)mineral)一、礦物化學(xué)組成一、礦物化學(xué)組成(mineral(mineralchemicalchemicalcompo

3、sition)composition)自然界中每種礦物都有一定的化學(xué)成份，根據(jù)它們的化學(xué)組成大致可以分為以下幾種類型。（1）單質(zhì)礦物）單質(zhì)礦物僅由一種元素組成的礦物。如自然的金屬元素Au、Ag、Cu等；自然的非金屬元素，硫磺、石墨、金剛石等。（2）化合物）化合物由兩種或兩種以上的元素組成的礦物?；衔锏姆N類很多，主要有硫化物、鹵化物、氧化物、氫氧化物、含氧鹽類。（3）含水化合物）含水化合物礦物中的水除了普通水H2O外，還包括H、OH、H

4、3O等水的形式。礦物中的水常以不同的方式存在于礦物中，最主要的形式有膠體水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水。二、晶質(zhì)與非晶質(zhì)（二、晶質(zhì)與非晶質(zhì)（crystalloidcrystalloidamphousamphous）（1）晶質(zhì)與晶質(zhì)體）晶質(zhì)與晶質(zhì)體晶質(zhì)是指礦物內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)（分子、離子、原子）在空間上規(guī)則地進(jìn)行排列，形成具有平移對稱的晶體格架（圖96）。晶質(zhì)體則是具有晶質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的礦物實(shí)體。（2）非晶質(zhì)與非晶質(zhì)體）非晶質(zhì)與非晶質(zhì)體非晶質(zhì)是指礦物內(nèi)部的質(zhì)

5、點(diǎn)（分子、離子、原子）在空間上排列不規(guī)則，不具有平移對稱。晶質(zhì)體則是具有非晶質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的礦物實(shí)體。三、晶體外形（三、晶體外形（crystalloidcrystalloidfigurationfiguration）晶質(zhì)體與非晶質(zhì)體都具有相對穩(wěn)定的外部形態(tài)特征，突出的特點(diǎn)是具有與內(nèi)部結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)的外部幾何對稱性。完整的晶質(zhì)體外為一封閉的幾何多面體。它是由一個或多個幾何單形組成的。根據(jù)對稱操作推導(dǎo)出的幾何單形共有47種。晶體外部平坦面稱為晶面

6、，晶面上常見晶體生長中交替生長不同單形而造成的晶面紋飾。由兩個晶面相交組成晶棱，由三個晶面相交構(gòu)成一個頂角。10.1.210.1.2同質(zhì)多象與類質(zhì)同象（同質(zhì)多象與類質(zhì)同象（polymphismpolymphismisomphismisomphism）一、一、同質(zhì)多象（同質(zhì)多象（polymphismpolymphism）同質(zhì)多象是指具有同樣的化學(xué)組成，而在自然界中以不同物理特性的兩種或兩種以上的礦物形式出現(xiàn)的現(xiàn)象。這些具有相同的組成，而物

7、理性質(zhì)不同的礦物則稱為同質(zhì)多象變體。按不同的光澤特點(diǎn)分不同的類型。如玻璃光澤、珍珠光澤、脂肪光澤、臘狀光澤等?？傊?，礦物光澤特性既與礦物組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)，又與礦物表面特征有關(guān)。（4）透明度）透明度透明度與礦物對礦物透射光的多少有關(guān)。一般肉眼鑒別礦物是選取礦物邊緣較薄的地方，能看到對面物體時，說明礦物是透明的，不能看到對面物體則是不透明的。二、力學(xué)性質(zhì)二、力學(xué)性質(zhì)(mechanics(mechanicsacteristics)acteris

8、tics)（1）硬度）硬度礦物的硬度是指礦物的堅硬程度。目前有兩種監(jiān)別礦物硬度的方法。一種稱為相對硬度方法，也稱為摩氏硬度法。即采用標(biāo)準(zhǔn)礦物的硬度對未知礦物進(jìn)行相對硬度的監(jiān)別。摩氏硬度中選取十種礦物作為標(biāo)準(zhǔn)礦物，將礦物分為10級，稱為摩氏硬度計。這十種礦物硬度由1級到10級的順序是：①滑石，②石膏，③方解石，④磷灰石，⑤螢石，⑥正長石，⑦石英，⑧黃玉，⑨剛玉，⑩金剛石。（2）解理與斷口）解理與斷口礦物受力后產(chǎn)生破裂出現(xiàn)的沒有一定方向的不

9、規(guī)則的斷開面，謂之?dāng)嗫冢▓D99）。當(dāng)晶質(zhì)體礦物受力斷開時，出現(xiàn)一系列平行的、平整的裂面時，稱為解理。斷口出現(xiàn)的程度跟解理的完善程度相互消長，解理程度越低的礦物越容易形成斷口。因此，斷口具有了非晶質(zhì)體的基本含義。解理與晶質(zhì)體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)間距有明顯的關(guān)系，解理常出現(xiàn)在質(zhì)點(diǎn)密度較大的方向上。（3）延展性）延展性礦物的延展性，也可以稱為礦物的韌性。其特征是表現(xiàn)為礦物能被成長絲和輾成薄片的特性。這是自然金屬元屬具有的基本特性。10.1.410.1.4重

10、要礦物（重要礦物（fundamentalfundamentalmineralsminerals）自然界礦物約三千多種，重要礦物包括具有工業(yè)、經(jīng)濟(jì)價值的礦物，一般指工業(yè)產(chǎn)品的原礦物，以具有商業(yè)價值的寶石礦物，同時哪些比較稀缺的礦物對一個國家和地區(qū)來講也是重要的。從學(xué)科本身來講，最基本的也是最重要的礦物是哪些在各種巖石中經(jīng)常出現(xiàn)的所謂造巖礦物。在火成巖及變質(zhì)巖中，主要造巖礦物通常由暗色礦物和淺色礦物組成，主要的暗色礦物包括橄欖石、輝石、角閃

11、石和黑云母，主要的淺色礦物包括正長石、斜長石、白云母和石英。在沉積巖中，主要的造巖礦物一部分是從母巖中繼承下來的，包括正長石、斜長石、石英、白云母，另一部分則是沉積過程中形成的，象鐵礦、錳礦和鋁土，以及方解石、白云石、石膏等。以下針對這類礦物的礦物學(xué)特征進(jìn)行簡要的介紹。一、自然元素礦物（一、自然元素礦物（naturalnaturalelementelementmineralsminerals）這類礦物較少，其中包括人們所熟知的礦物，如金

12、、鉑、自然銅、硫磺、金剛石、石墨等。這里只介紹石墨和金剛石。（1）石墨C。通常為鱗片狀、片狀或塊狀集合體。鐵黑色或鋼灰色，條痕為黑灰色，晶體良好者具強(qiáng)金屬光澤，塊狀體光澤暗淡，不透明。有一組極完全解理，硬度12。薄片具撓性。比重2.092.23。具滑膩感，高度導(dǎo)電性，耐高溫（熔點(diǎn)高）?；瘜W(xué)性穩(wěn)定，不溶于酸。紅寶石（剛玉）黃鐵礦金剛石水晶（晶簇）圖9797晶體外形晶體外形FigureFigure9797CrystalCrystalshap