第一章-矿物及矿物学课件.ppt

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1、 第一章第一章 矿物学矿物学l 一一、矿物的概念矿物的概念l 矿物矿物（mineral）：是由地质作用地质作用 或宇宙作用宇宙作用所形成的、具有一定的 化学成分化学成分和内部结构内部结构、在一定的 物理化学条件物理化学条件下相对稳定相对稳定的天然天然 结晶态结晶态的单质单质或化合物化合物，它们是 岩石岩石和矿石矿石的基本组成单位基本组成单位。1 矿物和矿物学的概念矿物和矿物学的概念自然金自然银自然铜黄铁矿集合体斑铜矿集合体辉钼矿集合体赤铁矿集合体铬铁矿集合体蔷薇石英冰洲石白云石集合体冰长石正长石晶体卡斯巴双晶文象结构斜长石晶体方解石集合体文石集合体石膏晶体硬石膏晶体萤石解理块l l 说明说明：

2、1）矿物矿物系地球地球、月球月球及其他其他天体天体中 天然天然形成的产物产物。人造矿物人造矿物或合成矿物合成矿物：在实验室实验室或工厂工厂里用人工方法人工方法 制造制造出来的、与相应的天然矿物天然矿物 具有相同相同或相似相似的成分成分、结构结构及 性质性质的产物。l l 2）矿物矿物具有一定一定的成分、结构、成分、结构、形态形态和性质性质，藉此可鉴别鉴别矿物种矿物种。但是，由于形成环境形成环境的复杂性复杂性，矿物的 这些特征可在一定范围内变化一定范围内变化，故 这些特征常可作为反映矿物成因反映矿物成因的 标志标志。3）任何一种矿物矿物均只是在一定一定的物理化学条件物理化学条件下相对稳定相对稳定

3、，得以保存。当外界条件外界条件改变改变至超出超出矿物的稳稳定范围定范围时，矿物矿物即会变成变成在新的条件下稳定的其他矿物其他矿物。l l 4）矿物矿物的集合体集合体即组成岩石岩石或矿矿石石。花岗岩手标本阳起石放射状集合体l l 注意注意：l l 1）当前，矿物学矿物学通常以天然结晶质天然结晶质无机物无机物为主要研究对象主要研究对象，液体液体和气体气体均不在现代矿物之列。l l 2）准矿物准矿物（mineraloidmineraloid）：极少数天天然形成然形成的、具有一定一定的化学成分化学成分的非晶非晶态态的单质单质或化合物化合物，如蛋白石蛋白石和水锆石水锆石等。l l 3）经过漫长的地质时代

4、，准矿物准矿物有自自发发地向结晶态向结晶态的矿物矿物转变转变的必然趋势。蛋白石 二二、矿物学的概念矿物学的概念 矿物学矿物学(mineralogy)：是一门研究地球地球 及其他天体及其他天体的物质组成物质组成及演化规律演化规律的地质 基础学科。是研究矿物矿物(包括准矿物准矿物)的 成分成分、结构结构、形态形态、性质性质、成因成因、产状产状、用途用途及其相互间相互间的内在联系内在联系，以及矿物矿物 的时空分布规律时空分布规律及其形成形成和变化变化的历史历史的 科学。它为地质学地质学的其他分支学科分支学科及材料材料 科学科学等应用科学应用科学在理论上理论上和应用上应用上提供了 必要的基础基础和依据

5、依据。l 1十九世纪十九世纪以前以前，矿物学矿物学始终处于 对矿物矿物的记载记载和表面特征表面特征的描述描述。2 矿物矿物学发展简况学发展简况 2自十九世纪十九世纪中叶中叶以来，矿物学矿物学飞速发展，经历了四次重大四次重大的变革变革。l l 1）1857年年偏光显微镜偏光显微镜创制成功创制成功，并应用于对矿物矿物的研究研究和鉴定鉴定。l l 2）1912年劳埃年劳埃将x射线射线成功地应用于矿矿物晶体结构分析物晶体结构分析。l l 3）1930s以来以来，物理化学理论物理化学理论和热学热学相平衡理论相平衡理论被引入矿物学矿物学。l l 4）1960s以来以来，由于一系列现代测试技现代测试技术术、

6、高温超高压实验技术高温超高压实验技术、量热实验量热实验手手段段及电子计算机电子计算机的应用。3 矿物学与其他学科的关系矿物学与其他学科的关系 一一、矿物的应用矿物的应用l 1矿物应用的历史矿物应用的历史l 1）最早可追溯到旧石器时代旧石器时代，当时即已利用脉石英脉石英、水晶水晶和燧石燧石等制作制作各种石器各种石器。2）至中石器时代中石器时代，已知用粘土矿物粘土矿物 烧制陶器烧制陶器。4 矿物和矿物学的应用矿物和矿物学的应用 l l 3）青铜时代青铜时代，已能从某些矿物中 提取金属提取金属。l l 4）矿物材料矿物材料的广泛应用广泛应用及许多 矿物性能矿物性能的开发开发和利用利用，主要兴起于 二

7、十世纪中叶二十世纪中叶，并日显其重要地位，新兴边缘学科新兴边缘学科 矿物材料科学矿物材料科学。l 2矿物的用途矿物的用途l 矿物矿物的用途用途：l l 作为提取提取其中有用成分有用成分l （特别是冶炼金属冶炼金属）的原料原料；l l 作为制造其他产品制造其他产品的原料原料；l l 利用利用矿物矿物的某种特殊性能特殊性能 而作为材料直接应用作为材料直接应用。l 注注：l 以提取提取有用成分有用成分为目的矿物主要 是金属矿物金属矿物；而作为作为材料材料直接应用直接应用 或用作用作制造其他产品制造其他产品的原料原料的矿物，则以非金属矿物非金属矿物为主。金刚石晶体块状石墨自然硫晶体雌黄集合体雄黄集合体

8、l 3矿物的应用领域矿物的应用领域l 矿物矿物作为作为材料材料或原料原料，广泛 应用于冶金冶金、陶瓷陶瓷、玻璃玻璃、建材建材、机械机械、化工化工、轻工轻工、造纸造纸、电子电子、农业农业、食品食品、医药医药、环保环保、宝石宝石、航天航天及国防国防等诸多领域诸多领域。l 对非金属矿物非金属矿物的性能要求性能要求：高强高强、高速高速、高温高温、轻质轻质、绝缘绝缘和耐腐蚀耐腐蚀等。l 非金属矿产非金属矿产的开发开发势必成为衡量衡量一个国家国家工业化工业化成熟程度成熟程度的标志。l 可以预言，二十一世纪二十一世纪将是非金属非金属时代时代，是人类更高级的石器时代石器时代。l 二二、矿物学的应用矿物学的应用

9、l 矿物学矿物学的应用应用主要包括两大方面：l l 应用于地质找矿地质找矿；l l 研究作为矿产资源作为矿产资源的矿物矿物本身 的开发开发和应用应用。l l 现代矿物学现代矿物学的发展，不断与与相关相关 科学相互渗透科学相互渗透，从而产生了一些 新兴新兴的边缘学科边缘学科和新分支新分支。l l 成因矿物学成因矿物学（genetic mineralogy）和 找矿矿物学找矿矿物学（prospecting mineralogy），），揭示岩石岩石和矿床矿床的成因成因及地质构造地质构造 变动条件变动条件，指导找矿勘探找矿勘探、矿床矿床的 工业评价工业评价和矿石矿石的加工利用加工利用等，不断深化深化矿

10、物结晶化学理论矿物结晶化学理论。l l 矿物物理学矿物物理学（mineral physics）和 量子矿物学量子矿物学（quantum mineralogy），揭示矿物矿物的物理性质物理性质及表面态表面态、化学吸附化学吸附等本质，了解了解和控制控制各种 矿物性能矿物性能的变化变化，扩大扩大矿物矿物的应用应用 范围范围，综合利用综合利用矿物资源矿物资源，促进促进矿物矿物 材料材料的研究研究。l l 实验矿物学实验矿物学(experimental mineralogy)，是研究矿物矿物的合成合成以及在各种条件下 模拟模拟和探索探索矿物矿物的形成形成和演变过程演变过程 的一门矿物学矿物学的分支学科分

11、支学科，不仅为 成矿理论成矿理论提供了基础资料基础资料，也为高新高新 技术领域技术领域功能材料功能材料的合成合成奠定了基础基础。应用矿物学应用矿物学（applied mineralogy），是矿物学矿物学向材料科学材料科学方向延伸而产生的 矿物学矿物学新分支新分支，是矿物材料研究矿物材料研究及许多 相关应用科学相关应用科学的重要基础重要基础，在矿物材料矿物材料 合成合成（包括宝石宝石的人工合成人工合成及天然宝石天然宝石 的优化处理优化处理等）、尖端科技材料尖端科技材料（如 光学材料光学材料、超导材料超导材料、磁性材料磁性材料等）等方面的研究应用十分重要，其研究是 工业工业、农业农业及材料工业材

12、料工业等发展发展的动力动力。l 当前，对矿物材料矿物材料或原料原料的应用应用 日益提出更高的要求，而自然界矿物矿物 资源资源有限有限且日渐枯竭日渐枯竭，矿产资源危机矿产资源危机 已成为当今世界令人瞩目的问题。故当务之急当务之急：不断挖掘挖掘资源资源潜力潜力，开拓开拓矿物应用矿物应用新领域新领域，开发开发矿物应用矿物应用 新品种新品种，加速提高提高采、选、冶采、选、冶工艺技术工艺技术 及矿物矿物的人工合成人工合成和改性技术改性技术等。返回返回蛋白石下一页下一页萤石集合体下一页下一页萤石集合体下一页下一页萤石集合体返回返回橄榄石晶体下一页下一页金刚石晶体下一页下一页金刚石晶体下一页下一页紫水晶下一页下一页祖母绿戒面下一页下一页石榴子石戒面下一页下一页紫水晶晶洞下一页下一页绿柱石晶体下一页下一页绿柱石集合体下一页下一页石榴子石晶体下一页下一页玛瑙下一页下一页天河石晶体下一页下一页硬玉返回返回刚玉晶体