第三章矿物与岩石cc优秀PPT.ppt

第一节第一节 元素元素一、元素和同位素 地壳的基本组成是各种元素。各种元素在地壳中的含量相差很大。目前已知元素108种，自然界存在92种。元素：是具有相同的质子数（原子序数）的一类原子的总称.同位素：具有不同原子量的同种元素的变种称为。放射性同位素：具有放射性的同位素，称为放射性同位素。稳定同位素：不具有放射性的同位素，称为稳定同位素。半衰期：放射性元素蜕变到它原来数量的一半所需的时间。二、克拉克值 美国克拉克最早估算地壳中元素的平均含量，鉴于他在这项工作中的贡献，国标上确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)。O，Si，Al，Fe，Ca，Na，K，Mg，Ti，H 等10种元素占地壳总重量99.96%，其中O，Si，Al，Fe占88.31%。克拉克值大小有时能反映元素在地壳中局部富集，如Fe，Al等。但有时不能反映，如锆克拉克值比铅大12倍，钛比锌大120倍，事实上却常有铅锌矿，而锆钛较分散，不易集中成矿体。故元素富集除克拉克值外，还与元素地球化学性质及地质作用有关。其次节其次节 矿物的概念矿物的概念矿物：是由自然产出且具有特定的矿物：是由自然产出且具有特定的（但一般并非固定的）化学成分和内（但一般并非固定的）化学成分和内部晶体结构的匀整固体，通常由无机部晶体结构的匀整固体，通常由无机作用所形成。它们在确定的物理化学作用所形成。它们在确定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。的基本单元。一、矿物的定义1 1矿物是自然产出的，是地壳中矿物是自然产出的，是地壳中各种地质作用的产物。试验室制造的各种地质作用的产物。试验室制造的物质，如人造金刚石、人造水晶等，物质，如人造金刚石、人造水晶等，通常叫人造矿物通常叫人造矿物 。2 2矿物具有确定的化学成分矿物具有确定的化学成分(如石如石英英SiO2SiO2，石墨，石墨C C，金刚石，金刚石C C等等)和确定的和确定的内部结构，并可用化学式表达，从而内部结构，并可用化学式表达，从而也有确定的形态、物理和化学性质也有确定的形态、物理和化学性质.3.3.矿物是匀整的固体。矿物是匀整的固体。4.4.任任何何一一种种矿矿物物都都只只在在确确定定的的地地质质条条件件下下才才是是相相对对稳稳定定的的，当当外外界界条条件件变变更更至至确确定定程程度度时时，其其成成分分、结结构构就就要要发发生生变变更更，同同时时生生成成适适应应新新环环境境的的新新矿矿物物。如如黄黄铁铁矿矿与与空空气气、水水分分接接触触，就就要要发发生生变变更更，生生成成褐褐铁铁矿矿(铁铁的的氢氧化物氢氧化物)。5.5.部分学者对矿物的定义：部分学者对矿物的定义：他他们们认认为为大大多多数数矿矿物物以以固固态态产产出出(如如长长石石、岩岩盐盐)，但但也也可可以以呈呈液液态态(如如水水、石石油油、水水银银)或或气气态态(如如火火山山蒸蒸气气中中的的CO2CO2、水水蒸蒸气气和和自自然然气气等等)形形态态产产出出或或胶胶态态产产出出(蛋蛋白白石石)。冰冰也也是是矿矿物物。矿矿物物多多为为无无机机物物，但但也也有有若若干干有机物，如甲烷等。有机物，如甲烷等。二、晶体与非晶质体 1晶晶体体:内部质点(原子、离子、分子、离子团)在三维空间有规律重复排列(即有序排列)的固体。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。(1)晶体结构:由于质点呈有序排列，晶体内部就具有格子状结构。格子状结构，依据各质点之间联线的长度及夹角即空间排列方式的差异，有七种不同的形态，它们归属于按晶体的对称特点所划分的三个晶族，七个晶系。(2)不同晶体，其质点的种类不同，质点的排列方式和间距不同，因而具有不同的晶体结构。(3)同质多像：相同化学成分的物质在不同的地质条件(如T，P)下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物。如碳原子可以形成金刚石或石墨，它们的性质极不相同，金刚石是无色透亮的最硬的矿物，石墨是黑色不透亮的最软矿物。（4）类质同像：矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相像的它种原子或离子替代而不破坏其晶体结构，此种现象称为类质同像。如橄榄石(Mg，Fe)2SiO4中Mg+与Fe+就是质同像替代关系。钠 长 石 NaAlSi3O8和 钾 长 石KAlSi3O8在高温时可以形成类质同像混晶，低温分解成条纹长石，斜长石(钠长石，钙长石)。(5)由于内部质点排列规则，故在生长条件良好(速度缓慢且有足够生长空间)的状况下，它们能长成规则的几何多面体外形。包围晶体的平面称晶面。几何多面体的外形就是格子构造在宏观上的反映。如石盐NaCl常呈立方体，白云石CaMg(CO3)2常呈菱面体，磁铁矿Fe3O4呈八面体；它们分别由六个正方形的晶面，6个菱形的晶面，8个等边三角形的晶面构成的。多数矿物晶体是由几何形态和大小不同的晶面聚合而成的。如一般角闪石、一般辉石。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辨别出来。2非晶质体：通常是指内部质点既不呈规则排列(无格子状构造)，也无几何多面体外形的固体。由胶体粒子(一个胶体粒子包括一个或多个分子)凝合而成的胶凝体就属于非晶体，如蛋白石SiO2。nH2O；由火山喷发出来的部分物质因冷凝极快，不能结晶，也属于非晶质体(常称其为玻璃质)。三、晶体的性质 1具有最小内能，具稳定性、均一性(比重等)、异向性、对称性、自限性(几何形态)。2依据单个晶体的对称要素(对称面、对称轴、对称中心)不同，即其对称程度不同可将晶体进行分类，分三大晶族，七个晶系。第三节第三节 矿物的主要性质矿物的主要性质一、矿物的形态 矿物的形态即矿物的单体及集合体的形态。具有确定成分和内部结构的矿物具有确定的晶体形态特征，因此在矿物鉴定上具有重要意义。另外，矿物的形态也受生长环境的影响,因此,它又具有成因上的意义。1矿物的单体形态 在相同条件下生长的同种晶粒，总是趋向于形成某种特定的晶形和形态特征，这就是矿物晶体的结晶习性。如石英晶体呈柱状，云母是片状、板状，石盐、黄铁矿呈粒状晶体等。分为三类：一向延长呈柱状、针状、纤维状 等，如石英、角闪石.二向延展呈片状、板状，如石墨、云母.三向等长(等轴状)呈粒状(立方体、八面体)，如石榴石、黄 铁矿、磁铁矿。矿物单体的形态 2矿物集合体的形态 同种矿物的多个单晶聚集在一起成群产出，即构成集合体。A常见的矿物集合体的形态 (1)纤维状、毛发状、柱状、放射状；2)鳞片状、片状；(3)粒状(显晶质集合体，肉眼能分清颗粒界限)(4)块状(肉眼或放大镜难以分辨颗粒边界)，块状集合体中坚实者称为致密块状集合体，疏松者称为土状。B.特殊形态的集合体（1）晶簇(同一基底向外生长)：岩石的空洞或裂隙中，良好的生长条件，晶形完好成群产出。（2）鲕状或豆状：园球状集合体，内部具同心层状，1cm；杏仁体-直径7）硬度的大小主要由矿物内部质点联结力的强弱确定。在肉眼鉴定中，主要指矿物反抗外力刻划的实力。(2)解理：矿物受力后沿确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：磷灰石方解石的解理云母的解理显微镜下视察角闪石的解理 (3)断口：受力后不沿确定方向裂开，而裂开成不规则的裂开面。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。水水晶晶上上的的贝贝壳壳状状断断口口(4)弹性及挠性：矿物受力后发生弯曲而不断裂，外力消退后，又能复原原状的性质叫弹性。外力消退后，不再复原原状的性质叫矿物的挠性。云母具弹性；辉钼矿具挠性。(5)密度：矿物的质量与其体积之比值。比重：与相同体积水之重量比。按相对密度或比重将矿物分为三级：轻-比重小于2.5，如石墨；中等-比重2.5-4，如石英、方解石；重-比重大于4，如重晶石、磁铁矿四、矿物的其它性质 磁性(磁铁矿)、放射性、吸水性等。第四节第四节 几种常见矿物的特征几种常见矿物的特征 矿物分类，7大类：自然元素类，硫化物类，氧化物类，氢氧化物类，卤化物类，含氧盐类，硅酸盐类。石膏、赤铁矿、褐铁矿、粘土矿物、白云石、方解石、蛋白石、萤石、磷灰石、石英、白云母、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、正长石、黑云母、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石、石榴子石、绿帘石红柱石、夕线石、绿泥石、高岭石、阳起石、蓝晶石十字石、透辉石、硅灰石、石墨硅酸盐矿物硅酸盐矿物 ：为金属阳离子与硅酸根化：为金属阳离子与硅酸根化合而成的盐类矿物。合而成的盐类矿物。硅氧四面体是一切硅酸盐矿物都具有的硅氧四面体是一切硅酸盐矿物都具有的基本结构单位。其特点是每一个硅的四基本结构单位。其特点是每一个硅的四周有四个氧。周有四个氧。石英、钾长石、斜长石、云母、角石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石是七种最主要的硅闪石、辉石、橄榄石是七种最主要的硅酸盐矿物酸盐矿物 。孔雀石菱铁矿重晶石硬石膏第四节第四节 岩石岩石 岩石岩石为在地质作用下所形成的矿物的为在地质作用下所形成的矿物的集合体集合体,是组成地壳的主要物质。是组成地壳的主要物质。岩石可岩石可以由一种矿物所组成以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组也可由多种矿物所组成成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。种矿物集合而成。沉积岩、岩浆岩、变质岩沉积岩、岩浆岩、变质岩岩石的化学成分岩石的颜色岩石的结构岩石的构造