补充第三章主要造岩矿物及其物理性质

第一节主要造岩矿物及其物理性质•矿物是地壳中由地质作用所形成的、具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物。–如：金刚石（C）、硫磺（S）、石墨（C）、石英（SiO2）、石膏（CaSO4·2H2O）、正长石（K[AlSi3O8]）•岩石是地壳中由地质作用所形成的固态物质。是由一种或多种矿物组成的天然集合体。–如：砂岩、大理岩、花岗岩等已发现的矿物种类达3000余种，构成岩石的主要矿物则只有二、三十种，将组成岩石的主要矿物称为造岩矿物。本章主要内容•矿物的物质组成•矿物的形态•矿物的物理性质•常见矿物•矿物的鉴定方法硅酸盐碳酸盐硫酸盐氧化物硫化物卤化物单质矿物的物质组成地壳组成矿物中最多的是硅酸盐，如：高岭石,Al3[Si4AlO10](OH)8长石，(K,Ca,Na)[AlSi3O8]斜长石正长石云母，K(Mg,Fe)3[Si3AlO10](OH,F)2角闪石，(Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5[Si3(Si,Al)11](OH,F)2辉石，(Ca,Mg,Fe,Al)2[(Si,Al)2O6]岩浆冷凝形成的岩石中，大部分矿物为硅酸盐橄榄石，(Mg,Fe)2[SiO4]还有碳酸盐，如：方解石,CaCO3，白云石,CaMg(CO3)2；方解石白云石硫酸盐，如：石膏,CaSO4·2H2O，重晶石（BaSO4）。石膏重晶石重晶石氧化物，如：石英,SiO2，刚玉,Al2O3；刚玉刚玉石英(水晶)水晶硫化物，如：黄铁矿,FeS2，黄铁矿黄铁矿方铅矿闪锌矿方铅矿（PbS），闪锌矿（ZnS）；卤素化合物，如：石盐NaCl萤石CaF萤石萤石也有极少数单质矿物，如：自然金，Au，自然金自然金自然银，Ag。自然银自然银自然银自然铜，Cu自然硫，S，金刚石，C，石墨，C。石墨金刚石自然硫矿物的形态•单晶形态•晶体集合形态第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石1、结晶质与非结晶质–结晶质矿物晶质矿物的内部质点作规则排列，所以在适宜的生长条件下，这种有规律的排列使晶体具有一定的内部结构构造和几何外形(晶体习性）。如：盐岩、石英。–非结晶质矿物非晶质矿物的内部质点呈无规律的排列，杂乱无章，故没有一定的几何外形，如：蛋白石、玛瑙等。矿物的形态：固体矿物按其组成元素质点（离子、原子、分子）的有无规则排列，可分为：结晶质和非结晶质矿物。晶体内部构造石榴子石的晶体形态石英的晶体形态结晶质矿物的晶体形态：绿柱石的晶体形态食盐蛋白石的晶体形态非结晶质矿物的形态：玛瑙石的晶体形态2．矿物的集合体形态由同种矿物许多单体聚合在一起的整体称之为矿物的集合体形态第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石第二节主要造岩矿物及其物理力学性质晶簇粒状集合体纤维状集合体钟乳状集合体土状石英晶簇方解石晶簇粒状集合体簇黄铁矿蛇文石纤维状集合体高岭石土状集合体石膏纤维状集合体赤铁矿鲕状集合体赤铁矿肾状集合体矿物的物理性质•矿物的光学性质•矿物的力学性质1、矿物的光学性质矿物的光学性质：矿物对自然光反射、折射和吸收能力差异等表现出来的各种性质第一章矿物与岩石第一节主要造岩矿物及其物理性质（1）颜色：取决于矿物化学成分和内部结晶构造•自色：矿物自身所固有的颜色。比较固定•他色：由于含外来带色杂质而引起的颜色•假色：某些物理化学因素引起的颜色，称为假色。如氧化膜的颜色。（2）条痕（粉末色）：矿物在条痕板上擦划后所留下的痕迹，即矿物粉末的颜色。条痕板硬度为7第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石第二节主要造岩矿物及其物理力学性质方解石辉石黄铁矿辰砂蓝铜矿磷绿铅矿紫水晶•赤铁矿为樱红色，角闪石、绿泥石为暗绿色，蓝铜矿为蓝色。•石英因为带色的混入物呈紫色、玫瑰色、烟灰色和黑色。•只有矿物的条痕颜色与其本身颜色不一致的深色矿物才是有用的鉴别矿物的特征。例：角闪石为黑绿色、条痕为淡绿色、辉石为黑色、条痕为浅绿色、黄铁矿为铜绿色、条痕为黑色。（3）光泽：矿物表面对光的反射能力依据光泽由强而弱的次序：金属光泽—半金属光泽—金刚光泽—非金属光泽造岩矿物绝大部分为非金属光泽：玻璃光泽—油脂光泽—丝绢光泽—珍珠光泽—土状光泽（4）透明度：矿物透光能力的大小，主要取决于矿物对光的吸收率。透明、半透明、不透明三级。1、矿物的光学性质黄铁矿磁铁矿金刚石长石金属光泽半金属光泽金刚光泽非金属光泽石英断口油脂光泽石棉丝质光泽云母珍珠光泽高岭土土状光泽2、矿物的力学性质矿物在敲打、刻划、拉、压等外力作用下所表现出来的各种物理性质称为矿物的力学性质，主要包括：(1)解理：晶质矿物在外力作用下，始终沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的现象，称为解理。–极完全解理如云母、石墨、石膏等–完全解理如方解石、方铅矿、萤石等。–中等解理如长石、角闪石、白钨矿、普通辉石等–不完全解理如磷灰石等。–极不完全解理如石英、石榴子石等第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石第二节主要造岩矿物及其物理力学性质云母方解石长石石英磷灰石(a)贝壳状;(b)平坦状;(c)参差状;(d)锯齿状断口形态（2）断口：具不完全解理性质的矿物，尤其是没有解理性质的矿物和非结晶质矿物，在外力作用下，发生无一定方向的破裂，其破裂面称为断口2、矿物的力学性质解理等级解理面出现的难易程度解理面的平滑程度断口的发育程度极完全易易剥成薄片最平滑最差完全不能剥成薄片，可裂成解理块平滑中等不易中等不完全难差最发育极不完全最难或不出现最差矿物的力学性质：解理和断口（3）硬度：是指矿物抵抗刻划、压入和研磨的能力一般用两种不同的矿物互相刻划，来比较矿物的相对硬度。德国矿物学家摩氏用这种互相刻划的方法，挑选了十种矿物作为衡量矿物硬度的标准，叫摩氏硬度计。如有一种未知硬度的矿物，用它能刻划正长石，但不能刻划石英，则此矿物的硬度可定为6－7度。2、矿物的力学性质金刚石的抗摩硬度是刚玉的140倍，超过石英的1100倍，是摩氏硬度10级的唯一的矿物。摩氏（F.Mols）硬度计滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石测试硬度的简便物件2、矿物的力学性质（3）其他：脆性和延展性矿物受外力作用时容易破碎的性质称为脆性矿物在锤击或拉引下，容易形成薄片和细丝的性质称为延展性弹性和挠性矿物受外力作用时发生弯曲形变，但当外力作用取消后，则能使弯曲形变恢复原状，此性质称为弹性。如云母、石棉等矿物。如当外力取消后，弯曲了的形变不能恢复原状，则此性质称为挠性。如滑石、绿泥石、蛭石等。三、常见矿物介绍主要造岩矿物（常见矿物），就其化学成分而言，绝大多数为硅酸盐，其余为氧化物、硫化物、卤化物、碳酸盐和硫酸盐等。地壳中主要元素的克拉克值：氧49.13硅26.00铝7.45铁4.20钙3.25钠2.40钾2.35镁2.35氢1.00第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石第二节主要造岩矿物及其物理力学性质黄铁矿(Pyrite)石英(Quartz)方解石(Calcite)橄榄石(Olivine)斜长石(Plagioclase)正长石(Orthoclase)白云母(Biotite)黑云母(Muscovite)三、常见矿物介绍块状或立体单晶颜色：浅铜黄色条痕：绿黑色硬度：6～6.5相对密度：52FeS黄铁矿(Pyrite)断口：参差状石英(Quartz)单晶或晶簇无色透明玻璃光泽无解理，贝壳状断口硬度：7相对密度：2.652SiO方解石(Calcite)3CaCO单晶或晶簇无色透明玻璃光泽硬度：3完全解理相对密度：2.72遇稀盐酸起泡橄榄石(Olivine)粒状集合体颜色：浅黄绿色、橄榄绿色玻璃光泽硬度:6-7不完全解理相对密度:3.2-4.442,MgFeSiO斜长石(Plagioclase)板条状颜色：白色、灰白色玻璃光泽硬度：6－6.52两组中等解理相对密度：2.61－2.7538NaAlSiO228CaAlSiO正长石(Orthoclase)板柱状颜色：肉红色玻璃光泽硬度：6两组相互正交的解理相对密度：2.54－2.5738KAlSiO黑云母(Biotite)鳞片状及片状颜色：棕褐色或黑色珍珠光泽硬度：2.5－3平行片状方向的极完全解理，薄片有弹性相对密度：2.7－3.331032,,KMgFeAlSiOOHF白云母(Muscovite)鳞片状及片状颜色：无色透明珍珠光泽硬度：2.5－3平行片状方向的极完全解理，薄片有弹性相对密度：2.77－2.8823102,KAlAlSiOOHF四、矿物的鉴定方法1、野外鉴定矿物的方法手段：肉眼观察、简单工具（小刀、钢针、放大镜、磁铁、条痕板）、简易的化学分析步骤：观察光泽—确定硬度—观察颜色—观察其它物理性质注意：要善于抓住矿物的主要特征第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石第二节主要造岩矿物及其物理力学性质2、实验室鉴定矿物的方法借助于高度精密的仪器，采用物理和化学的方法，通过对矿物化学成分、晶体形态和构造及物理特性的测定，来鉴定矿物，并精确给矿物定名。测试方法研究内容化学成分晶体结构晶体形貌物理性质化学分析发射光谱分析原子吸收光谱分析X射线荧光光谱分析电子探针分析电子显微镜分析红外吸收光谱热电系数分析偏光显微镜第一篇基础地质知识第一章矿物与岩石第二节主要造岩矿物及其物理力学性质思考题：如何从矿物的形态、矿物的物理性质等特征去鉴定和掌握常见的主要造岩矿物？