第3章矿物的化学成分
内容提要：本章介绍矿物化学成分的类型、胶体矿物、矿物中的水及矿物的化学式等。
学习目标：了解矿物的化学成分类型，熟悉引起矿物化学成分变化的主要影响因素；掌握矿物中水的存在形式和矿物结构式的含义。
学习建议：
1、本章中介绍的矿物中的水和胶体吸附都是影响矿物化学成分
变化的因素，但胶体吸附不改变矿物化学式的写法，注意二者
的区别。
2、类质同象虽然放在上一章讲，但它是影响矿物化学成分变化的
另一重要因素。
3、本章建议学时：3-4学时
§3-1 矿物的化学成分类型
自然界的矿物，就其化学组成来说，可以分为单质和化合物两大类。
1 单质
由同种元素的原子自相结合组成的矿物，称为单质矿物，即自然元素矿物，如自然金Au、自然铜Cu、金刚石C等。
2 化合物
由两种或两种以上不同元素的离子或络阴离子等组成的矿物，称为化合物矿物，化合物按其组成特点又分为：
(1)简单化合物
(2)络合物
(3)复化合物胶体矿物
3 胶体矿物的概念
1.1 胶体
胶体是一种物质的微粒(粒径100-l0000μm)分散于另一种物质之中所形成的均匀的细分散系。前种物质称为分散相(或分散质)，后种物质称为分散媒(或分散介质)。
在胶体分散体系中，当分散媒远多于分散相时，称为胶溶体，而当分散相远多于分散媒时，称为胶凝体。
胶体矿物一般分为水胶凝体和结晶胶溶体两类，矿物学中通常所说的胶体矿物是指前者。
水胶凝体－由水胶溶体凝结而成，其分散媒是水，分散相是固态的微粒，如蛋白石(SiO2·nH2O)，当它进一步失水（称晶化或老化）则变为隐晶质石髓(SiO2)。
1.2 胶体矿物
胶体矿物中微粒的排列和分布是不规则和不均匀的，外形上不能自发地形成规则的几何多面体。
4 胶体的吸附作用
2.1 胶体的双电层结构
2.2 胶体吸附的特点
胶体的选择吸附，是指胶粒在不同溶液中仅能吸附某些与胶粒电荷相反的离子，而对其他物质吸附很少或完全不吸附。
负胶体吸附介质中的阳离子，如MnO2负胶体可以吸附Cu+、Pb2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、K+、Li+等40余种阳离子。
正胶体吸附介质中的阴离子，如Fe(OH)3正胶体能吸附V、P、As、Cr等元素的络阴离子。
胶体对离子吸附的选择性，还表现在对一些离子吸附的难易程度不同，进而表现为被吸附离子之间的交换。金属阳离子置换能力按下列顺序递减(其中H+是例外的)：
H+>Al3+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+
5 胶体矿物的形成
自然界中，胶体矿物除少数形成于热液作用及火山作用外，绝大部分形成于表生作用中，经历两个阶段：
形成胶体溶液；胶体溶液的凝聚。
§3-2 矿物中的水
1 吸附水
吸附水以中性水分子(H2O)存在，不参与组成矿物的晶体结构，其含量变化很大，如蛋白石SiO2·nH2O(n表示水分子含量不固定)。
2 结晶水
结晶水以中性水分子存在于矿物中，结晶水分子的数量与矿物中其他组分的含量成简单的比例关系。
如石膏CaSO4·2H2O、胆矾CuSO4·5H2O等。
由于受到晶格的束缚，要使它从晶格中释放出来，就需要有较高的温度，但一般不超过600℃，通常为100-200℃。
3 结构水
结构水也称化合水。是以(OH)-、H+或(H3O)+离子的形式参加矿物晶格的水。如滑石(Mg3[Si4O10](OH)2)、高岭石(Al4[Si4O10](OH)3)。
结构水在晶格中占有固定的位置，具有确定的含量比。需要较高的温度(大约在600-1000℃之间)才能溢出。
4 沸石水
沸石水是存在于沸石族矿物中的中性水分子。
沸石族矿物，当加热至80-400℃范围内，水即大量溢出，失水后原矿物的晶格不发生变化，失水后的沸石仍能重新吸水，恢复原有的物理性质。
5 层间水
层间水是存在于某些层状结构硅酸盐的结构层之间的中性水分子。它参与矿物晶格的构成，但数量可在相当大的范围内变动，具有一定的吸附水性质。
研究水在矿物中存在形式的最好方法是差热分析法。同时，也可用红外吸收光谱、X射线衍射等配合进行。
§3-3 矿物的化学式
将矿物的化学成分用元素符号按一定原则表示出来，就构成了矿物的化学式。它是以单矿物的化学全分析所得各组分的相对石分含量为基础计算出来的。其表示方法有两种，即实验式和结构式(晶体化学式)。
1 实验式
只表示矿物化学成分中各组分数量比的化学式，称为实验式。
实验式不能反映出矿物中各组分之间的相互结合关系。
2 结构式(或称晶体化学式)
是一种既能表明矿物中各组分的种类及其数量比，又能表明各组分在晶体结构中的相互关系的化学式。
3 结构式计算
结构式计算最常用的是以氧原子数为基准的氧原子计算法。如下表举例：
天青石的化学组成为Sr[SO4]，晶体属正交（斜方）晶系的硫酸盐矿物。 与重晶石形成完全类质同象系列，富含 钡的称为钡天青石。常呈厚板状或柱状 晶体，多为致密块状或板状、粒状集合 体。质纯时无色透明，有些带浅蓝或蓝 灰色调，条痕白色，玻璃光泽，透明至 半透明。三组解理完全，夹角等于或近 于90°。摩氏硬度3-3.5，比重3.9-4.0。 灼烧天青石碎片时火焰为深紫红色。 沉积形成的天青石与碳酸盐和石膏伴生，热液成因的天青石常以矿脉产 出。中国江苏溧阳爱景山天青石脉状矿 床是亚洲最大的锶矿产地。天青石主要 用于制造碳酸锶以及生产电视机显像 管玻璃等。 十字石 十字石化学组成为Fe2Al9[SiO4]4，晶体属单斜晶系的岛状结构硅酸盐矿 物。晶体通常粗大，呈短柱状，十字形 贯穿双晶常见，并因此而得名。棕红、 红褐、淡黄褐或黑色，玻璃光泽。摩氏 硬度7.5，比重3.74-3.84。 十字石常产于富铁、铝质的泥质岩石的区域变质岩中，如云母片岩、千枚 岩、片麻岩等。透明的十字石可作为宝 石。
化学成分为Al2[SiO2]O，晶体属正交（斜方）晶系的岛状结构硅酸盐矿物。 通常晶体呈柱状，横断面接近四方形。 集合体呈放射状或粒状，呈放射状的， 俗称菊花石。粉红色、红褐色或灰白色， 玻璃光泽，柱面解理中等。摩氏硬度 6.5- 7.5，比重3.15-3.16。红柱石在 生长过程中俘获部分碳质和粘土矿物， 在晶体内部定向排列，在横断面上呈十 字形，俗称空晶石。 红柱石常见于泥质岩和侵入岩的接触变质带中。世界著名产地有西班牙 的安达卢西亚、奥地利的蒂罗尔州、巴 西的米纳斯吉拉斯等。中国北京西山盛 产放射状的红柱石。红柱石是高级的耐 火材料，菊花石是美丽的观赏石。 霞石 化学成分为KNa3[AlSiO4]4，晶体属六方晶系的架状结构硅酸盐矿物，是最 主要的似长石矿物。通常晶体呈六方短 柱状、厚板状，集合体呈粒状或致密块 状。无色或灰白色，因含杂质而呈浅黄、 浅绿或浅红等色，玻璃光泽。贝壳状断 口，断口呈典型的油脂光泽。摩氏硬度 5.5-6，比重2.55-2.66。 霞石主要产于富钠贫硅的碱性火成岩和伟晶岩中。世界著名产地有挪 威、瑞典、俄罗斯的科拉半岛和伊尔门 山、肯尼亚和罗马尼亚等地。霞石主要
第四章矿物的成因 一、形成矿物的地质作用 二、矿物的演化 三、矿物标型 一、形成矿物的地质作用与矿物组合的概念 这里有两个概念必须明确。 （一）矿物形成作用类型 矿物是自然作用的产物，其形成有着一定的物理化学条件。地质作用是形成矿物的最重要作用，按性质及能量来源的不同，一般将其划分为内生作用、外生作用和变质作用。 1、内生作用：岩浆作用、伟晶作用、热液作用 2、外生作用：风化作用、沉积作用 3、变质作用：接触变质作用、区域变质及作用 上述几种作用间经常存在着一些过渡性质的作用类型，如火山作用与沉积作用之间的火山沉积作用等。 （二）矿物组合的概念 不同或相同的自然作用在一定空间中可形成几种矿物，将这些矿物之间的关系称为组合关系，而将处于一定空间中的几种矿物的集合称为“矿物组合”。显然，矿物组合本身不具任何成因意义，它只表示矿物的空间联系。 在一定的时空范围内和一定的物理化学条件下，由一定的自然作用所形成的几种矿物的集合，称为“矿物共生组合”。显然，共生在
一起的矿物不仅满足“同空间”这个一般矿物组合的要求，其形成过程还应基本满足“同时间”、“同介质”、、和“同条件”这三个条件，即是在同一时空域发生的同一自然作用。 如果处在一定空间范围内的几种矿物分别是在不同时间、或相同时间的不同介质在不同物理化学条件下形成的，这样的矿物组合称为“矿物伴生组合”。在近地表有时见到黄铁矿被褐铁矿包裹，褐铁矿是黄铁矿形成后的氧化产物，它们只不过是在近地表这个特定空间的伴生矿物而已。 还应指出，有的矿物彼此间从不共生，或者说是“禁止”共生。如橄榄石绝不与石英共生，因为橄榄石属硅酸不饱和矿物，当有游离SiO2存在时，它必然要与橄榄石反应形成辉石族矿物，而不可能析离出来形成石英；同理，似长石、霓石也不能与石英共生。 矿物共生组合的研究在探讨矿物岩石成因及指导找矿勘探方面具有重要意义，也有助于野外较简单地质体中矿物的鉴定。 1.岩浆作用及其矿物组合 岩浆作用是地下深处高温（700℃~1250℃）高压（n×103Pa~3Gpa）下形成的岩浆熔融体在上侵运移过程中与周围环境不断交换能量及成分并逐渐冷却形成岩浆岩的地质作用。已知岩浆岩主要为硅酸盐质，极少数为碳酸盐质。它们主要来源于上地幔物质的部分熔或地壳物质的局部熔融。由于来源及成分不同，硅酸盐岩浆可分为：
230种晶体学空间群的记号 Symbolsofthe230CrystallographicSpaceGroups 晶系(Crystalsystem) 点群 (Pointgroup) 空间群(Spacegroup)国际符 号(HM) 圣佛利斯 符号 (Schfl.) 三斜晶系1C1P1 C i P 单斜晶系 2P2P21C2 m P m P c C m C c 2/m P2/m P21/m C2/m P2/c P21/C C2/c 正交晶系222P222P2221P21212P212121C2221C222F222I222I212121 mm2 Pmm2Pmc21Pcc2Pma2Pca21Pnc2Pmn21Pba2Pna21 Pnn2Cmm2Cmc21Ccc2Amm2Abm2Ama2Aba2Fmm2 Fdd2Imm2Iba2Ima2 mmm Pmmm Pnnn Pccm Pban Pmma Pnna Pmna Pcca Pbam Pccn Pbcm Pnnm Pmmn Pbcn Pbca Pnma Cmcm Cmca Cmmm Cccm Cmma Ccca Fmmm Fddd Immm Ibam Ibca Imma 四方晶系 4P4P41P42P43I4I41 P I 4/m P4/m P42/m P4/n P42/n I4/m I41/a 422 P422P4212P4122P41212P4222P42212P4322P43212I422 I4122 4mm P4mm P4bm P42cm P42nm P4cc P4nc P42mc P42bc I4mm I4cm I41md I41cd 2m P2m P2c P21m P21c P m2P c2P b2P n2I m2 I c2I2m I2d 4/mmm P4/mmm P4/mcc P4/nbm P4/nnc P4/mbm P4/mnc P4/nmm P4/ncc P42/mmc P42/mcm P42/nbc P42/nnm P42/mbc P42/mnm P42/nmc P42/ncm I4/mmm I4/mcm
各种矿物详细图文解析 (Siver) 名字来源：源于古代文明社会； 化学组成：成分中常含Au、Cu、Hg等；类别：自然元素-金属元素-自然铜族晶系和空间群：等轴晶系，Fm3m； 晶胞参数:a0=0.4077nm； 形态：单晶呈立方体和八面体或两者的聚形，但极少见。集合体成树枝状、不规则薄片状、 粒状和块状； 颜色：新鲜断口呈银白色，但表面往往呈灰黑的锖色；条痕：银白色 透明度：不透明
光泽：金属光泽 硬度：2.5 解理和断口：无解理，锯齿状断口； 比重：10.5g/cm3 （纯银） 其他性质：具延展性，是电和热的最良导体；鉴定特征新鲜断口呈银白色，锯齿状断口，比重大，富延展性； 成因和产状：热液成因的自然银见于一些中低温热液矿床，它呈显微粒状分布于铅锌热液矿 床的硫化物中。外生成因的自然银见于硫化物矿床的氧化带。 主要用途：为银的唯一来源； 著名产地：墨西哥和挪威。 (Selenium) 名字来源：来源于希腊语Selene，意思是月之女神； 化学组成：主要成份是硒，含有微量的硫；类别：自然元素-半金属元素-自然硒族；晶系和空间群：三方晶系，P3221；晶胞参数:a = 0.4366nm，c = 0.4954nm；形态：为粒状或浸染状分布于基质中；颜色：灰，灰紫色或微红色；
条痕：红色； 透明度：：不透明； 光泽：亚金属光泽； 硬度：2； 解理和断口：（0112）完全解理；比重：4.81 g/cm3；g/cm3 其他性质：晶体易弯曲，具有挠性；鉴定特征： 成因和产状：自然硒为硒化物的风化产物，常由硒铅矿变来，与褐铁矿共生并被其胶结。 主要用途：硒的最显著性质是它的光电效应，由此它可作光电池，用于电视方面；还可用于 玻璃工业、橡胶工业等部门，玻璃中加入硒可消除铁杂质引起的绿色，再橡胶配料中加入硒， 能提供橡胶的抗热、抗氧化及耐磨性； 著名产地：玻利维亚Potosí，意大利Liguria，美国Nevada。 (Antimony)
石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物即低温石英（a-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（b-石英）。 黄铁矿化学成分是FeS2，晶体属等轴晶系的硫化物矿物。成分中通常含钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。 萤石又称为氟石，化学成分为CaF2，晶体属等轴晶系的卤化物矿物。在紫外线、阴极射线照射下或加热时发出蓝色或紫色萤光，并因此而得名。晶体常呈立方体、八面体或立方体的穿插双晶，集合体呈粒状或块状。 石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为3.40人，同一网层中碳原子的间距为1．42A。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。 金刚石化学式为c，正八面体，没有杂质时，无色透明，与氧反应时，也会生成二氧化碳，与石墨同属于碳的单质。 硫磺块有三种晶形，即斜方晶硫，单斜晶硫和非晶形硫，其中以斜方晶硫为最安定，一般商品都是两种晶形。 滑石是一种常见的硅酸盐矿物，它非常软并且具有滑腻的手感。 赤铁矿的化学成分为Fe2O3，晶体属三方晶系的氧化物矿物。 方解石是地壳最重要的造岩矿石。英文名;caicife，属变岩，碳酸盐矿物，化学成分：CaCO3 ，三方晶系，三组完全解理完全解理。 白云母化学组成：KAl2[Si3AlO10](OH,F)2,理想的组份是八面体片含Al ，也可少量地被Fe 3+ 、Mg 、Fe 2+ 甚至Mn 、Cr 、V 等所置换。白云母具有高度完全的底解理、颜色淡白。薄片富弹性的特点。 田黄石的化学成分为多种矿物集合，属于晶质集合体结构。 褐铁矿属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3·nH2O），成分不纯，水的含量变化也很大。通常呈黄褐至褐黑色，条痕为黄褐色，半金属光泽，块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状，也常呈结核状或黄铁矿晶形的假象出现。 冰洲石为无色透明纯净的方解石晶体。
第四章矿物 第一节矿物及晶体的概念 一矿物的概念 二晶体与非晶体 石英及玛瑙 一矿物的概念 地质作用中产生的具有一定化学成分、物理性质、晶体结构的元素或化合物的均匀固体称矿物。 天然产出 具有一定的内部结构 具有一定的化学成分 组成岩石的基本单位 萤石 二晶体与非晶体 石英晶体（SiO2） 晶体：结晶质点呈规则排列的固体。如：石英晶体，石盐晶体。 非晶体：质点无规则排列。如：玻璃质，胶体等。 自然界中以晶体矿物为主，也存在非晶质矿物。 宝石 石盐的晶体结构（立方体） 金刚石（架状）石墨（层状） 晶体结构 非晶质的蛋白石(SiO2) 橄榄石（孤立四面体结构） (Mg,Fe)2SiO4 硅酸盐矿物占地壳质量的85%。硅氧四面体是硅酸盐矿物主要晶体结构，硅氧四面体的组合决定了矿物的类型。 普通辉石 硅氧四面体单链晶体结构，化学成分由Ca Mg Fe Al的硅酸盐组成。 角闪石的双链结构。 黑云母 云母的层状结构。 矿物晶体（晶系） １等轴２四方３斜方４单斜５三斜６六方
石盐 钼铅矿 黄玉 白云母 斜长石 石英 第二节矿物的化学成分 一地球中的元素 矿物的化学成分与地壳中 元素的关系 三矿物化学成分的变化 四矿物的化学式 一地球中的元素 上图说明了什么？ 地球各圈层元素特征 地核：Fe、Ni 地慢：O 、Si 、Mg 、Fe 、Ca 、Al 、Na 、k 地壳：O 、Si、Al 、Fe 、Ca 、Mg 、Na 、K 水圈：O 、H 、Cl 、Na 大气圈: N 、O 生物圈：O 、C 、H 、N 、Ca 图中元素占地壳元素组成98%以上。 二矿物的化学成分与地壳中元素的关系 克拉克值：元素在地壳中的百分含量。 元素克拉克值大，矿物种数多、数量大。 克拉克值较高的Si、AI、Fe、k、Na、Ca、Mg组成地壳主要的氧化物及含氧盐矿物。 硅酸盐矿物占矿物总数的24％，占地壳总重量的75％；氧化物矿物占矿物总数的14％，占地壳总重量的17％。 三矿物化学成分的变化 矿物的类质同象 在矿物晶体结构中，某种离子或原子的位置，被性质类似的其它离子或原子占据的现象，并未引起化学键性和晶体结构发生质的变化。 例如：闪锌矿ZnS中 的Zn2+可被Fe2+部分 取代。 闪锌矿 四矿物的化学式 实验式：只表示矿物中各组分数量比。 例如：方解石的实验式为CaCO3 或CaO·CO2。 结构式（晶体化学式）：既能反映矿物中各组分种类、比例，又能反映组分之间的结合关系。使用较普遍。 例如：白云石CaMg［CO3] 2
第3章矿物的化学成分 内容提要：本章介绍矿物化学成分的类型、胶体矿物、矿物中的水及矿物的化学式等。 学习目标：了解矿物的化学成分类型，熟悉引起矿物化学成分变化的主要影响因素；掌握矿物中水的存在形式和矿物结构式的含义。 学习建议： 1、本章中介绍的矿物中的水和胶体吸附都是影响矿物化学成分 变化的因素，但胶体吸附不改变矿物化学式的写法，注意二者 的区别。 2、类质同象虽然放在上一章讲，但它是影响矿物化学成分变化的 另一重要因素。 3、本章建议学时：3-4学时
§3-1 矿物的化学成分类型 自然界的矿物，就其化学组成来说，可以分为单质和化合物两大类。 1 单质 由同种元素的原子自相结合组成的矿物，称为单质矿物，即自然元素矿物，如自然金Au、自然铜Cu、金刚石C等。 2 化合物 由两种或两种以上不同元素的离子或络阴离子等组成的矿物，称为化合物矿物，化合物按其组成特点又分为： (1)简单化合物 (2)络合物 (3)复化合物胶体矿物 3 胶体矿物的概念 1.1 胶体 胶体是一种物质的微粒(粒径100-l0000μm)分散于另一种物质之中所形成的均匀的细分散系。前种物质称为分散相(或分散质)，后种物质称为分散媒(或分散介质)。 在胶体分散体系中，当分散媒远多于分散相时，称为胶溶体，而当分散相远多于分散媒时，称为胶凝体。 胶体矿物一般分为水胶凝体和结晶胶溶体两类，矿物学中通常所说的胶体矿物是指前者。 水胶凝体－由水胶溶体凝结而成，其分散媒是水，分散相是固态的微粒，如蛋白石(SiO2·nH2O)，当它进一步失水（称晶化或老化）则变为隐晶质石髓(SiO2)。 1.2 胶体矿物 胶体矿物中微粒的排列和分布是不规则和不均匀的，外形上不能自发地形成规则的几何多面体。 4 胶体的吸附作用 2.1 胶体的双电层结构
《矿物岩石学》综合复习资料 第一章结晶学基础 一、名词解释 1、晶体； 2、科塞尔理论； 3、布拉维法则： 4、对称型； 5、单形；6.米氏符号；7.晶体常数；8双晶； 二、填空 1 、空间格子的要素包 括___________ 、_______ 、_________ 、 ______________________ 。 2、格子构造决定了晶体和非晶体的本质区别，因而晶体具有 一些共同性质：________ 、____________________________ 、_____________ ___________________________ O 3、晶体的形成过程就是由一种相态转变成晶质固相的过程， 其形成方式主要有______________________________ 、 ______________________________ 4.晶体的对称操作包 括________ 、_____________________________ 、______________ 和
5.晶体的对称要素 有______________________________________________________________ ______ 。某晶体存在以下对称要素：C 6L2、4L3、9P、3L4，该晶体的对称型为,属 于____________________ 晶族, _______________ 晶系。 三、问答题 1、三个晶族、七个晶系的划分原则是什么？ 2、晶体定向时，各晶系的晶轴如何选择？（至少举例说明三种 不同类型的晶系） 第二章矿物通论 一、名词解释 1.配位数； 2.球体最紧密堆积原理； 3.八面体空隙； 4.矿物的共生组合 5.标型矿物 二、填空 1、元素的离子类型，最外电子层结构不同，可将其 分_____________________ 、 _________________ 、_________________ 。 2、晶体中化学键有四种基本类型。根据占主导地位的化学键特征， 可以将晶体结构:划分为离子晶格、原子晶格、金属晶格、分子晶格。 3 、水在矿物中的存在形式分 丿为_________ 、_______ 、 ___________ 、______ 、 _________ 。 4. _______________________ 在离子晶体中，主要取决于阳离子与阴离
常见岩石矿体成分构成
花岗岩 花岗岩（Granite）是一种 岩浆在地表以下凝却形成的火 成岩，主要成分是长石和石英。花岗岩的语源是拉丁文的granum，意思是谷粒或颗粒。因为花岗岩是深成岩，常能形成发育良好、肉眼可辨的矿物颗粒，因而得名。花岗岩不易风化，颜色美观，外观色泽可保持百年以上，由于其硬度高、耐磨损，除了用作高级建筑装饰工程、大厅地面外，还是露天雕刻的首选之材。 花岗岩是岩浆在地下深处经冷凝而形成的深成酸性火成岩，部分花岗岩为岩浆和沉积岩经变质而形成的片麻岩类或混合岩化的岩石。花岗岩主要组成矿物为长石、石英、黑白云母等，石英含量是10％～50％。长石含量约总量之2/3，分为正长石、斜长石（碱石灰）及微斜长石（钾碱）。根据世界各地2485份花岗岩中不同化学成分比例平均，依所占重量百分比由重到轻为：SiO2— 72.04% Al2O3— 14.42% K2O — 4.12% Na2O —3.69% CaO —1.82% FeO —1.68% Fe2O3— 1.22% MgO — 0.71% TiO2— 0.30% P2O5— 0.12% MnO — 0.05% 不同品种的矿物
成份不尽相同，还可能有含辉石和角闪石。不同品种的矿物成份不尽相同，还可能有含辉石和角闪石。 花岗岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、耐腐蚀、耐磨损、吸水性低，美丽的色泽还能保存百年以上，是建筑的好材料，但它不耐热。花岗岩石材按色彩、花纹、光泽、结构和材质等因素，分不同级次。台湾经济部矿物局将花岗岩分为黑色系、棕色系、绿色系、灰白色系、浅红色系及深红色系六类。 闪长岩 闪长岩为全晶质中性深 成岩的代表岩石，也是花岗石 石材中主要岩石类型之一。主要由斜长石（中－更长石）和一种或几种暗色矿物组成，后者总量一般为20～35％。不含或仅含少量的钾长石，一般不超过长石总量的10％。不含或含极少量石英，其量不超过浅色矿物总量的5％。暗色矿物以角闪石为主，有时有辉石和黑云母。副矿物主要有磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石等。
[课外阅读]化学俗名及其化学式中国常见矿物一览表说明：表中列入的是中国最常见的或特有的部分矿物。按中文名称首字的汉语拼音字母顺序排列，同音字按四声排列，同声字按单笔部首排列。首字相同的名称，按字数归类，即先排两个字的名称，再依次排三个字以上的名称。字数也相同时，则按名称第二字的汉语拼音字母顺序排列。每个中文名称之后均有英文对照，并附有化学成分、中国产地和用途。表中的矿物名称，以一种一名为原则。凡同种异名的，选择其中最合理又最常用的一个作为主名。对于异种同名的名称，按上述原则将它定为其中一种矿物的主名。至于它种，则另选名称。矿物名称的选择，以尽可能简明无误为总原则。对于业已惯用的名称，尽量沿用。 序号名称英文名称化学式主要产地主要用途 1 白钨矿Scheelite Ca[WO4] 湖南等地提炼钨 2 白云母Muscovite Kal2[AlSi3O10](OH，F)2 新疆电子工业 3 白云石Dolomite CaMg[CO3]2 河北冶金、建材 4 板钛矿Brookite TiO2 四川提炼钛
5 斑铜矿Bonnite Cu5FeS4 吉林提炼铜 6 包头矿Baotite Ba(Ti，Nb)8[Si4O12]O16Cl 内蒙古提炼稀土 7 钡长石Celsian Ba[Al2Si2O8] 河北冶金、建材 8 冰长石Aduaraia K[AlSi3O8] 内蒙建材、肥科 9 车轮矿Bournonite CuPbSbS3 湖南等地冶金 10 辰砂Cinnabar HgS 贵州、湖南等地冶金、药用、颜料 11 赤铁矿Hematite Fe2O3 河北冶金 赤铜矿赤铜矿Cuprite Cu2O 四川、湖北冶金 13 磁铁矿Magnetite FeFe2O4 湖北、河北冶金 14 磁黄铁矿Pyrrhotine Fe1-XS 广西冶金 15 雌黄Orpiment As2S3 湖南冶金、药用
花岗岩（Granite）是一种岩浆在地表以下凝却形成的 火成岩，主要成分是长石和石英。花岗岩的语源是拉丁文 的granum，意思是谷粒或颗粒。因为花岗岩是深成岩，常 能形成发育良好、肉眼可辨的矿物颗粒，因而得名。花岗 岩不易风化，颜色美观，外观色泽可保持百年以上，由于 其硬度高、耐磨损，除了用作高级建筑装饰工程、大厅地 面外，还是露天雕刻的首选之材。 花岗岩是岩浆在地下深处经冷凝而形成的深成酸性火成岩，部分花岗岩为岩浆和沉积岩经变质而形成的片麻岩类或混合岩化的岩石。花岗岩主要组成矿物为长石、石英、黑白云母等，石英含量是10％～50％。长石含量约总量之2/3，分为正长石、斜长石（碱石灰）及微斜长石（钾碱）。根据世界各地2485份花岗岩中不同化学成分比例平均，依所占重量百分比由重到轻为：SiO2— 72.04% Al2O3— 14.42% K2O — 4.12% Na2O — 3.69% CaO — 1.82% FeO — 1.68% Fe2O3— 1.22% MgO — 0.71% TiO2— 0.30% P2O5— 0.12% MnO — 0.05% 不同品种的矿物成份不尽相同，还可能有含辉石和角闪石。不同品种的矿物成份不尽相同，还可能有含辉石和角闪石。 花岗岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、耐腐蚀、耐磨损、吸水性低，美丽的色泽还能保存百年以上，是建筑的好材料，但它不耐热。花岗岩石材按色彩、花纹、光泽、结构和材质等因素，分不同级次。台湾经济部矿物局将花岗岩分为黑色系、棕色系、绿色系、灰白色系、浅红色系及深红色系六类。 闪长岩 闪长岩为全晶质中性深成岩的代表岩石，也是花岗 石石材中主要岩石类型之一。主要由斜长石（中－更长 石）和一种或几种暗色矿物组成，后者总量一般为20～ 35％。不含或仅含少量的钾长石，一般不超过长石总量 的10％。不含或含极少量石英，其量不超过浅色矿物总 量的5％。暗色矿物以角闪石为主，有时有辉石和黑云母。副矿物主要有磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石等。 闪长岩是一种颜色较深的岩石，多呈灰黑色，带深绿斑点的灰色或浅绿色，色率20%～35%。当暗色矿物因蚀变而绿泥石化，纤闪石化时，岩石显出不同程度的绿色色调，作为饰面石材更具美感。闪长岩的物理特征是：压缩强度130～200MPa（干）或100～160MPa（湿），抗弯强度为10～25MPa，体积密度2.85～3.00g/cm3,吸水率0.4%。 SiO2含量52%～65%，FeO、Fe2O3、MgO各约3%～5%，Al2O3约16%～17%，Na2O 3%，K2O 2%。矿物成分主要由中性斜长石和一种或数种暗色矿物组成。最常见的暗色矿物是角闪石，有时为辉石、黑云母。岩石中可含少量石英和钾长石，石英﹤20%，钾长石﹤10%。典型的闪长岩中浅色矿物含量65%～75%，暗色矿物20%～30%。结构多半为半自形粒状，斜长石晶形一般较好，呈板柱状，矿物颗粒均匀，多为块状构造。根据石英含量和暗色矿物种类，闪长岩（类）又可分为闪长岩、石英闪长岩、辉石闪长岩。
第十一章 1、何谓矿物?矿物学的主要研究内容就是什么? 答:矿物就是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分与内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物,它们就是岩石或矿石的基本组成单位。 矿物学就是一门研究地球及其它天体的物质组成及演化规律的地质基础学科。它就是研究矿物(包括准矿物)的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系,以及矿物的时空分布规律及其形成与变化的历史的科学。它为地质学的其她分支学科及材料科学等应用科学在理论上与应用上提供了必要的基础与依据。 2、玻璃、石盐、冰糖、自然金、花岗岩、合成金刚石、水晶、水、煤、铜矿石就是不就是矿物?为什么? 答:根据矿物的定义,我们可知矿物的两个特点:天然形成与结晶质。这两个特点可以作为我们判断物质就是否就是矿物的依据。上述物质中,就是矿物的有石盐、自然金、水晶,其她的均不就是矿物。原因如下: 玻璃就是非晶质体;冰糖为人工合成;花岗岩就是岩石,它就是多种矿物的集合体;合成金刚石也就是人工合成;水就是液态,为非晶质体;煤就是混合物,它由多种矿物与非晶质体以及有机物组成;铜矿石就是矿石,也就是多种矿物的集合体。 3、综论矿物学与相关学科的关系。 答:矿物学与一系列理论学科、技术学科与应用学科有着密切的关系。首先,矿物学以基础理论学科为基础,这些学科包括结晶学、数学、物理学、化学、物理化学等,尤其就是固体物理学、量子化学与化学方面的理论及实验技术与计算机科学。它们促进现代矿物学全面发展。同时,矿物学作为相关的地质学科(例如:岩石学、矿床学、地球化学等)与应用学科(例如:材料学、宝石学)的基础,为它们的进一步研究提供了借鉴与理论知识。 第十二章习题 1、试述地壳中化学元素的丰度特点及其意义。 答:元素在地壳中的丰度就是指各种化学元素在地壳中的平均含量。它通常有两种表示方法:质量克拉克值与原子克拉克值。化学元素在地壳中的分布极不均匀,含量最多的前八种元素(O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg)占99%以上。因此, 地壳中分布最广的矿物也以这些元素组成。例如:地壳中含氧盐与氧化物分布最广,特别就是硅酸盐矿物占矿物总种数的24%,占地壳总重量的3/4。其意义为:地壳化学元素丰度直接影响地壳中矿物种类与含量。 2、矿物学上,划分离子类型的依据就是什么?不同类型的离子各有何特点? 答:矿物学上,我们通常根据离子的外层电子构型将其分为三种类型,现分别描述 如下:
奥长石：（[NaSi]0.9-0.7[CaAl]0.1-0.3）AlSi2O8 化学成分介于钠长石和钙长石之间，白色、灰色、浅绿色、粉红色或无色，三斜晶系，熔点1120～1380℃。 白榴石：K2O·Al2O3·4SiO2 火山熔岩结晶出来的硅酸钾铝，白色、灰色、无色或微黄红色，立方晶系，成偏斜方二十四面体，具有玻璃光泽或油状光泽，条痕白色，熔点1686±5℃，不溶于水，溶于酸分解，易变为瓷土、云母、正长石、石英等。 白云石：CaCO3·MgCO3 成分比例：CaCO3，56％；MgCO3，44％，理论组成：CaO，30.4％；MgO，21.7％；CO2， 47.9％；常含Fe、Mn等杂质，难溶于水，大部分为灰白，三方晶系，晶体常呈弯曲 马鞍状之菱面体，集合体呈结晶粒状和致密块状，具有玻璃光泽，有时显珍珠光泽，条痕白色，分解温度：730～900℃。在730～790℃分解为游离氧化镁和碳酸钙，900℃碳酸钙分解。 钡长石：BaO·Al2O3·2SiO2 长石族矿物中熔融温度最高的长石，组成为：SiO2，32.0%；Al2O3，27.12%；BaO， 40.88%；无色，单斜晶系，具有玻璃光泽，熔点1715℃，具有较好的电学性质。 冰晶石：3NaF·AlF3 组成：Na，32.9%；Al，12.8%；F，54.3%；另外还含有CaF2,0.3%；SiO2,0.2%； Fe2O3,0.07%；H2O,0.03%；无色半透明，通常为白色、灰白、浅黄、浅红、红色、浅褐、褐色、蓝色或黑色，单斜晶系，常为不可分割的致密体，具有玻璃光泽或油脂状光泽，条痕白色，熔点1000℃，由单斜晶系转变为立方晶系的转变点为565℃，可与SiO2,Al2O3,CaO等氧化物具有极好的溶解能力，从而形成一些低熔物。 氮化硅：灰色、白色或灰白，六方晶系，熔点1900℃（加压下），在常压下1900℃分解，空气中1300～1400℃开始氧化，氧化后在表层形成氧化物保护膜。 氮化铝：白色固体，六方晶系，熔点2400℃，易在水和酸中分解。 氮化镁：绿黄色晶体，800℃分解，在水中分解。 氧氮化硅：Si2ON2 在1400℃下具有极好的抗氧化性。最高使用温度为1540℃，具有很好的耐熔融冰晶石和熔融铝的渗透和侵蚀作用。 钙长石：CaO·Al2O3·2SiO2 组成：CaO,20.1%；Al2O3,36.6%；SiO2,43.3%；白色、灰色、黄色、绿色、黑色或无色，三斜晶系，常为板状或板柱状晶体，具有玻璃光泽，熔点1532℃，盐酸中分解。钙铝黄长石：2CaO·Al2O3·SiO2 无色、灰绿色、绿色或褐色，正方晶系，具有松脂光泽。 钙镁橄榄石：CaO·MgO·SiO2 无色或灰色，斜方晶系，具有玻璃光泽，盐酸中分解。 钙霞石：Na3CaAl3Si3O12CO3(OH)2 一种网硅酸盐类的似长石，无色、白色。浅蓝色、浅绿色、黄色或浅红色，六方晶系，常为致密或分散的块状体，产于霞石正长岩中。 橄榄石：(Mg,Fe)2SiO4 组成：NgO,45～50％；FeO,8～12％；SiO2,24～43％;常含有钼、镍、钴等杂质，多为绿色，含铁多的呈黄褐色、红色，斜方晶系，晶体呈厚板状或短柱状（较少见），常成粒状集合体，条痕白色或带黄色，多产于玄武岩或结晶片岩中，常与辉石、顽辉石、角闪石、铬铁矿等伴生。