02 第2章 矿物.pptx

第1页：第二章 地壳的物质组成

第二章 地壳的物质组成

• 一、地壳的元素组成
• 二、地壳的矿物组成
• 三、地壳的岩石组成

第2页：地壳的元素组成

地壳的元素组成

• 一、地壳的元素组成地壳中主要元素的重量百分比克拉克值，%元素
• 46.95O
• 27.88Si
• 8.13Al
• 5.17Fe
• 3.65Ca
• 2.78Na
• 2.58K
• 2.06Mg
• 0.62Ti
• 0.14H

第3页：一向延长（伸）型

一向延长（伸）型

第4页：二向延长型

二向延长型

第5页：三向延长型

三向延长型黄铁矿石盐

第6页：矿物单体的其他形态

除上述三种基本类型外，还有一些过渡类型：如一向延长与二向延长间的板柱状（下图），二向延长与三向延长间的厚板状，一向延长与三向延长之间的短柱状等。

第7页：显晶集合体粒状集合体晶簇状集合体片状集合

显晶集合体粒状集合体晶簇状集合体片状集合体放射状集合体

第8页：隐晶和胶态集合体鲕状和豆状

物质围绕悬浮的核心沉淀而成，有明显的圈层构造

第9页：分泌体：在不规

则形状或球状空洞中由胶体或晶质从孔洞的洞壁向中心沉淀充填而成，常见环带，有时其中还长有晶簇玛瑙

第10页：结核（状）：物质围绕一中心

由内向外生长而成的球状、透镜状、瘤状等形态的集合体。

第11页：钟乳状集合体：溶液或胶体

在较宽敞空间蒸发、逐层凝固堆积而成。

第12页：鲕状及豆状集合体

锰矿肾状、葡萄状集合体肾状集合体（赤铁矿）

第13页：物理性质主要取决于化学成分和内部结构

物理性质主要取决于化学成分和内部结构

• 物理性质主要取决于化学成分和内部结构是鉴别矿物的重要依据。
• 三、矿物的物理性质
• 1、矿物的光学性质
• 2、矿物的力学性质
• 4、矿物的磁性
• 5、矿物的放射性
• 3、矿物的比重（密度）
• 6、矿物的化学性质

第14页：矿物的光学性质

--是

矿物对可见光吸收、反射、折射、透射时表现的性质，包括颜色、条痕、光泽和透明度等。

1、矿物的光学性质（1）颜色：矿物选择性吸收可见光中不同波长的光线以后，显示出未被吸收的其余波长可见光的混合色。

如果矿物对各种波长可见光均匀吸收，则表现为白色、灰色、黑色；

如果矿物选择性吸收某些波长可见光，则表现为各种不同的颜色。

自色：由矿物本身固有的化学成分和结构所决定的，如赤铁矿的红色。

假色：因光的干涉引起的颜色，如白云母片表面上的晕色等。

他色：因混入杂质而表现出的颜色，如刚玉Al2O3的Al3+被Cr3+代替则为红宝石；

被Fe3+、Ti代替则为蓝宝石。

第15页：赤铁矿白云母

赤铁矿白云母

第16页：水晶紫水晶烟水晶不同颜色的水晶

水晶紫水晶烟水晶不同颜色的水晶

第17页：（2）条痕色：矿物

在白色条痕板上擦划后留下的矿物粉末的颜色。（3）光泽：是矿物表面对可见光的反射能力，即可见光照射到矿物新鲜表面上之后反射出来的光线强度。按照反射光的强弱可以将光泽分为以下几种级别：金属光泽、半金属光泽、非金属光泽等。

条痕色消除了假色、减弱了他色，较稳定，利于鉴定矿物。大部分矿物的颜色与条痕一致，少数矿物二者不一致，如黄铁矿为金黄色，而条痕色为绿黑色。金属光泽—反射光的强度(光泽)最强，灿烂夺目，如黄铁矿。

多数金属都具有此类光泽。半金属光泽—如同未磨光的金属表面的光泽，如磁铁矿。

第18页：黄铁矿

黄铁矿

第19页：非金属光泽—反射光线的能力较弱

。金刚光泽—象钻石表面一样，反光较强。以金刚石为代表；玻璃光泽—如同玻璃表面的光泽，反光弱，如石英、方解石等；油脂光泽—均匀块状透明矿物断口上的光泽，石英断口的光泽；丝绢光泽—透明矿物纤维状集合体，如石棉、纤维石膏等；珍珠光泽—解理面反射光相互干涉形成类似珍珠的光亮，如白云母等；土状光泽—矿物表面暗淡无光，如高岭土、白垩土等。

金刚石方解石

第20页：石膏高岭土

石膏高岭土

第21页：（4）透明度

指允许可见光透过的程度。透明度受厚度影响很大，因此，要以某一规定厚度（一般为0.03mm）为标准进行对比。在实际工作中，一般隔着薄片或刃边观察。

在肉眼鉴定矿物工作中，通常把透明度大体分为三级：透明——可见物体的颜色。如：石英、长石；半透明——如辰砂、雄黄；不透明——如磁铁矿、黄铁矿。石英晶簇雄黄

第22页：矿物的力学性质

矿物的力学性质

• 矿物的力学性质是矿物晶体受外力作用后产生的特性，与矿物的晶体结构有关，包括矿物的硬度、解理、断口等。
• 2、矿物的力学性质
• （1）硬度：是矿物晶体表面抵抗外力刻划、研磨或压入的能力。肉眼鉴定矿物，主要涉及刻划硬度。鉴定矿物时常用相对硬度，一般用10种矿物作为标准--摩氏硬度计，将所要鉴定的矿物与该10种标准矿物相互刻划比较来确定。摩氏硬度计磷灰石萤石方解石石膏滑石矿物54321硬度金刚石刚玉黄玉石英正长石矿物109876硬度在野外鉴定矿物的硬度，通常用小刀(硬度约为5～
• 5.5）、铜钥匙（硬度约为3）、碎瓷片(硬度约为6～
• 6.5）和指甲（硬度为2～
• 2.5）等进行测定。

第23页：（2）解理：矿物受力

后沿一定方向裂开成一系列光滑平面的性质。光滑的平面称解理面。矿物有无解理以及存在几组解理，取决于矿物内部质点排列规律和质点间的结合力。

例如，方解石具有三个方向的解理，习惯称为三组解理，解理面之间的夹角不垂直；石盐则具有三组相互垂直的解理。方解石方铅矿、岩盐重晶石萤石

第24页：云母：一组解理长石

两组解理方解石

三组解理萤石：四组解理

第25页：极完全解理：极易产生解理

解理面大而平，如云母。依据解理面产生的难易、解理面面积的大小以及光滑程度，可将解理划分为：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理。完全解理：易产生解理，形成规则的解理块，解理面大、光滑，如方解石。

第26页：中等解理：较易产生

但解理面不大，光滑、平坦程度差，如角闪石。不完全解理：较难产生解理，解理面小，且平坦光滑程度差，碎块以断口为主，如橄榄石。

第27页：（3）断口：矿物受力

后，在任意方向上裂成凹凸不平的面。断口形状，包括：参差状断口(瓷状断口)—断口参差不平，多数矿物如此；贝壳状断口—断口呈贝壳形的曲面，面上有不规则的同心纹，如石英；锯齿状断口—断口呈尖锐的锯齿状，如自然铜；土状断口——断口面呈细粉状，如高岭土。石英自然铜

第28页：矿物的比重—

矿物的比重—

• 指矿物的重量与同体积4℃时水的重量之比。矿物的比重相差很大，从1（石蜡）至23（铂），通常分为三类：轻矿物：比重＜
• 2.5，如石墨、石膏、自然硫等；中等矿物：比重介于
• 2.5～
• 4.0，如石英、长石等，绝大多数矿物属于此类；重矿物：比重＞
• 4.0，如石榴石、红柱石、黄铁矿、重晶石等。
• 3、矿物的比重（密度）
• 4、矿物的磁性矿物的磁性—指矿物在外磁场作用下被磁化时所表现的性质。主要是由于矿物中含有铁、钴、镍、钛、钒等元素所致。在矿物的手表本鉴定中，通常根据矿物粉末能否被普通磁铁吸引，分为：磁性矿物、无磁性矿物。

第29页：放射性—含放射性的矿物自发地放出粒子或

射线，同时释放能量，这种性质称放射性。通常将含有放射性元素的矿物叫做放射性矿物。放射性矿物（方钍石ThO2）、含放射性矿物（锆石）5、矿物的放射性6、矿物的化学性质对于某些矿物，由于它们的物理性质十分相似，肉眼甚至一起也难于发现它们之间所存在的差别，此时应考察它们的化学性质。

例如：方解石与白云石，前者加稀盐酸，强烈起泡；后者加稀盐酸，基本不起泡。此外，某些矿物还具有导电性、介电性等电学性质。

第30页：四、矿物的分类

四、矿物的分类

• 自然界的矿物种类繁多，目前已知的矿物有3000多种，按照矿物的化学成分，可以将矿物分为五大类：
• 1、自然元素矿物
• 2、硫化物矿物
• 3、氧化物和氢氧化物矿物
• 4、卤化物矿物
• 5、含氧酸盐矿物

第31页：以单质形式产出的矿物称为自然元素矿物

有20种左右，包括：自然金属元素矿物类—如铜Cu、银Ag、金Au、铂Pt等；自然半金属元素矿物类—如As(砷)、Sb(锑)、Bi(铋)等；自然非金属元素矿物类—如碳C、硫S等。这些矿物中有些可以富集成具有工业意义的矿床，如自然金、自然铂、自然硫、金刚石、石墨等矿床。1、自然元素矿物大类自然硫自然铜

第32页：石墨：化学成分为C

多有杂质。完整晶体呈六方片、板状，一般为鳞片状、块状。层状结构。

物理性质：黑色、半金属光泽，不透明，硬度1-2，一组极完全解理，比重2.09—2.33，具良导电性。成因：煤或碳质高温变质而成，可以形成石墨矿床。

第33页：2、硫化物

2、硫化物

• 及其类似化合物矿物大类阴离子为硫，已知350余种，占地壳的
• 0.25%。由一系列金属或半金属元素与S、Se（硒）、Te（碲）、As（砷）等化合形成的矿物。根据阴离子或络阴离子的特点，可分为三类：
• ①简单硫化物及其类似化合物矿物类，如闪锌矿ZnS等，阴离子主要呈S2-、Se-、Te2-等简单形式。
• ②复硫化物及其类似化合物矿物类，如黄铁矿FeS2等。阴离子呈S22-、Se22-、（As-S）3-等形式。
• ③含硫盐矿物类，如硫砷银矿Ag3AsS3等，是由金属元素与由半金属元素和硫组成的络阴离子[AsS3]3-、[SbS3]3-、[BiS3]3-相结合构成的。

第34页：黄铁矿：化学成分为FeS2

单体呈立方体、五角十二面体形态，集合体呈块状、粒状。物理性质：浅铜黄色，条痕黑绿色，强金属光泽，不透明，解理极不完全，断口呈参差状，比重4.9-5.2；成因：常见热液作用和沉积条件下，还原环境。在氧化带中，黄铁矿处于不稳定状态，易分解形成铁的硫酸盐和氢氧化物。

第35页：由金属阳离子和非金属阳离子（如Si4+

由金属阳离子和非金属阳离子（如Si4+

• 等）与O2－或OH－结合形成的矿物。已知矿物200余种，占17%，其中最多的为石英，约占地壳的
• 12.6%。
• 3、氧化物和氢氧化物大类硬度：氧化物矿物的硬度一般在
• 5.5以上，如石英、刚玉分别为7和9，氢氧化物的硬度则较小，如水镁石[Mg(OH)2]仅为
• 2.5。比重：各种氧化物矿物的比重相差甚大，有的大于
• 6.5（如钨、锡、铀等的氧化物），而石英的比重仅为
• 2.65。氢氧化物的比重普遍较低，如水镁石为
• 2.35。光学性质：由Mg、Al、Si等元素的离子组成的氧化物或氢氧化物矿物，通常呈浅色或无色，透明至半透明，玻璃光泽为主；而Fe、Mn、Cr等元素的离子组成的矿物，一般呈深色或暗色，不透明至微透明，半金属光泽，并有一定磁性。

第36页：形态：板状、菱面体状

。显晶质集合体有片状、鳞片状、块状；隐晶质呈鲕状、豆状、肾状。主要矿物之一：赤铁矿（Fe2O3）物理性质：显晶质呈铁黑色、钢灰色，金属光泽；隐晶质呈暗红色；无解理，比重5～5.3。

成因：热液、沉积、沉积变质作用为主。

第37页：形态：八面体

较少呈菱形十二面体；主要矿物之二：磁铁矿（Fe3O4）物理性质：铁黑色，半金属-金属光泽，不透明；比重4.9-5.2；无解理；强磁性。成因和产状：岩浆作用和变质作用。八面体菱形十二面体

第38页：形态：六方柱状、菱面体及其聚形

集合体常呈粒状、晶簇状等。主要矿物之三：石英（SiO2）物理性质：无色、乳白色，玻璃光泽；无解理，贝壳状断口（油脂光泽）；硬度7是三大类岩石的主要造岩矿物

第39页：金属阳离子与卤族元素阴离子

金属阳离子与卤族元素阴离子

• (F、Cl、Br、I）结合形成的矿物，其中以氯化物和氟化物为主，溴化物和碘化物少见，金属阳离子为K、Na、Ca、Mg、Al等离子。该类矿物约有100种，如石盐NaCl、钾盐KCl、萤石CaF2等。
• 4、卤化物矿物大类形态：晶体立方体、集合体呈粒状、致密块状；物理性质：无色透明，玻璃光泽，硬度2，三组完全解理，易溶于水，有咸味，比重
• 2.1－
• 2.2。成因：主要形成于泻湖、海湾和盐湖中，浓缩的结果。主要矿物之一：石盐（NaCl）

第40页：主要矿物之二：萤石（CaF2）

形态

立方体、八面体、菱形十二面体，集合体为晶粒状、块状、球粒状。

物理性质：常见紫、绿、兰等色，玻璃光泽、透明、硬度4，解理完全，多有萤光性，比重3.18±。

成因：可由多种地质作用形成，有中低温热液成因，也有沉积成因，还有表生成因的。

第41页：由金属阳离子和各种含氧酸根络阴离子结合而

成的矿物。其矿物种数占已知矿物的2/3，重量超过地壳总重量的4/5，不仅是三大类岩石的主要组成矿物，也是工业上重要的矿物资源。包括：硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。

5、含氧盐类矿物大类（1）硅酸盐矿物硅酸盐矿物包括各种金属阳离子与硅酸根[SiO4]4－络阴离子结合形成的矿物。应该说明的是，这其中的Si可以被Al所替代，即[AlO4]5－。硅酸盐矿物是地壳中分布最广、含量最多的一类矿物，目前已发现800多种，是各种岩石的主要组成矿物。

常见矿物：橄榄石、黑云母、钾长石、斜长石、高岭石、绿泥石、石榴石等。

第42页：形态：粒状集合体物理性质：黄绿、橄榄绿

形态：粒状集合体物理性质：黄绿、橄榄绿

• 玻璃光泽，硬度
• 6.5－7，解理不完全，贝壳状断口，比重
• 3.3－
• 4.4成因：形成于岩浆作用，与地幔物质有关的基性、超基性岩中常含有，SiO2不饱合，易风化蚀变为蛇纹石（石棉）。橄榄石：（Mg，Fe）2[SiO4]

第43页：形态：短柱状

横截面八边形。集合体粒状、块状。物理性质：绿黑色、或黑色，有时暗绿。

玻璃光泽，两组中等至完全解理，夹角87°。成因：岩浆作用、变质作用。普通辉石：(Ca,Mg,Fe,Al)2[(Si,Al)2O6]

第44页：形态：长柱状、针状

横切面菱形或假六边形物理性质

深绿色至黑绿色，玻璃光泽，两组中等－完全解理，夹角56°成因：岩浆作用和变质作用普通角闪石：Ca2Na(Mg，Fe2+)4（Al，Fe3+）[(Si，Al)4O11]2(OH)2

第45页：形态：假六方柱状、板状或片状物理性质

无色透明，珍珠光泽，具一组完全解理。成因：岩浆岩及变质岩中白云母：KAl2[AlSi3O10](OH,F)2

第46页：形态：假六方柱状、板状或片状物理性质

褐黑色、绿黑色，玻璃光泽，一组极完全解理成因：岩浆作用及变质作用黑云母：K(Mg,Fe)3[AlSi2O10](OH,F)2

第47页：形态：电镜下呈假六方形鳞片状

集合体块状或土状。物理性质：白色，土状光泽，硬度2—3，比重2.6，具可塑性，但不膨胀，阳离子交换低。成因：酸性条件下风化或交代作用。

高岭石：Al4[Si4O10](OH)8

第48页：形态：短柱状或厚板状

集合体粒状物理性质

肉红色，褐黄色，玻璃光泽，一组完全解理，另一组中等或完全解理，夹角90°成因：酸性、中性尤其是碱性岩浆岩中，片麻岩、混合岩及碎屑岩中常见。

正长石：K[AlSi3O8]

第49页：形态：板状、板柱状物理性质：白色或灰白色

玻璃光泽，两组解理，一组完全，另一组中等，夹角86°，是岩浆岩、变质岩和沉积岩的主要造岩矿物斜长石：Na1-xCax[(Al1+xSi3-x)O8]

第50页：（2）碳酸盐矿物

该类矿物约有80余种，常见的有方解石、白云石等。主要矿物之一：方解石（Ca[CO3]）形态：晶体形态多样，以菱形为主。集合体粒状、块状、晶簇状、片状、钟乳状、结核状。

物理性质：白色或无色透明（冰洲石），玻璃光泽，硬度3，三组完全解理，比重2.72成因：沉积、变质、岩浆、热液、风化

第51页：主要矿物之二：白云石（CaMg[CO3

主要矿物之二：白云石（CaMg[CO3

• ]）形态：晶体为菱面体；集合体多为致密隐晶状或粒状。物理性质：灰白色，有时微带黄、红、褐色；玻璃光泽；硬度
• 3.5～4；三组完全菱形解理；比重
• 2.83～
• 3.0。

第52页：石膏（CaSO4·2H2O）

形态

晶体常为板状、板状或纤维状，集合体呈粒状、板状、纤维状等。

物理性质：白色或无色透明，有时被染成灰、黄、褐色；

玻璃光泽，解理面具丝绢光泽；

硬度2；

比重2.3；

有一组完全解理。

成因：主要为沉积成因，风化、低温热液该类矿物约260余种，常见的有石膏、芒硝、重晶石等（3）硫酸盐矿物

第53页：三、地壳的岩

石组成岩石种类

地壳中的岩石种类很多，根据成因，通常将岩石分为3大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。

岩石---天然产出的具有一定结构、构造和稳定外形的矿物集合体，是地质作用的产物。

例如，花岗岩主要由石英、长石、黑云母等矿物组成的集合体。

岩浆岩—由熔融状态的岩浆冷凝、固结而成的岩石。

沉积岩—在地表附近（或地壳表层）的条件下，由母岩风化剥蚀的产物、火山物质、有机物质等，经搬运、沉积和成岩作用而形成的一类岩石。

变质岩—由变质作用形成的岩石。

具体讲即为：由地壳中已经存在的岩石，因物理、化学条件的改变，使得原岩的成分、结构、构造等发生改变再造所形成的岩石。

第54页：三大类岩石的分布比例

沉积岩变质岩岩浆岩5%6%89%在地壳中的重量百分比75%25%在地表分布面积中比例岩浆岩、沉积岩、变质岩在地壳中的分布是极不均衡的：三大类岩石的循环过程