地壳的组成物质矿物

三、矿物的化学组成
1、矿物化学成分的类型 （1）单质矿物（自然金、金刚石） （2）化合物 （3）含水化合物（含有H2O和OH-、H+、 H3O-离子的化合物） A、吸附水 B、结构水

三、矿物的化学组成

类质同像——组成矿物的离子被性质相近的离子所置 换，而置换后矿物的晶体结构不变。
镁橄榄石 橄榄石 铁橄榄石 Mg2[SO4] [Mg,Fe][SO4] Fe2[SO4] 酸性斜长石 中性斜长石 基性斜长石 Na2[AlSi3O8] [Na,Ca][(Al,Si)4O8] Ca[Al2Si2O8] 方解石 白云石 CaCO3 [Ca,Mg][CO3]2
水晶，无色透明，六方柱及菱 面体的聚形
墨水晶，含锰

二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物，白 色、灰白色者称玉髓（或称石髓、髓玉）， 白、灰、红等不同颜色组成的同心层状或平 行条带状者称玛瑙，不纯净、红绿色各色称 碧玉，黑、灰各色者称燧石。
玛瑙（雨花石）
碧玉（据中国地质博物馆）
石 英 的 生 长 纹
11、石英 SiO2

石英有多种同质多像变体。最常见的石英晶体 为六方柱及菱面体的聚形，柱面上有明显的横 纹。在岩石中常为它形粒状，晶洞中常形成晶 簇，在石英脉中常为致密块状。无色透明的晶 体称水晶。此外，还有含杂质的带颜色的紫水 晶、烟水晶、蔷薇水晶等。鉴定特征：六方柱 及晶面横纹，典型的玻璃光泽，很大的硬度， 小刀不能刻划），无 解理。隐晶质各类具明 显的脂肪光泽。
滑石，致密块状集合体
滑石
14、石榴子石R″3R″2[SiO4]3 晶体发育良好。呈菱形十二面体、四角三八面体，或两 者的聚形。 鉴定特征：晶体良好，颜色较深，硬度很高，比重较大。 石榴子石常见与变质岩中，有的产于火成岩中，如福建 同安城北花岗岩中。可做磨料，透明美丽者可做宝石。
石榴子石，立方 体与八面体聚形 粒径2.6cm 石榴子石，菱形十二面体
摩 氏 硬 度 计
解理
断口
相对密度
矿物分类
矿物分类：
自然元素矿物 如金，金刚石、石墨、硫磺、铜、银、汞 卤化物矿物 如石盐、钾盐、萤石等 硫化物矿物 黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、雄黄等 氧化物和氢氧化物矿物 如赤铁矿、磁铁矿、石英等。 硫酸盐矿物 石膏、芒硝、重晶石等 碳酸盐矿物 如方解石、孔雀石 硅酸盐矿物 如云母、长石、角闪石、辉石、橄榄石等 其中硅酸盐矿物种类繁多，约占已知矿物种数的1/4， 占地壳总重量的85%，最常见的就是长石、云母、辉石、 角闪石、橄榄石等几种。
石棉，纤维状集合体 蛇纹石，致密块状集合体
蛇纹石和石棉
蛇 纹 石
石棉
13、滑石Mg3[Si4O10][OH]2 一般为致密块状叶片状集合体。 鉴定特征：浅色，性软（指甲可刻划），具滑 腻感。 滑石为典型的热液变质矿物，橄榄石、白云石 等在热水溶液作用下可以产生滑石
滑石是耐火、 耐酸、绝缘材 料，在橡胶和 造纸工业中也 用做填料。
磁铁矿，强磁性
磁铁矿
Fe3O4 或 FeO•Fe2O3
完美的八面体
磁 铁 矿
完美的八面体
9、褐铁矿 FeO（OH）· nH2O 褐铁矿是许多氢氧化铁和含水氧化铁等隐晶 矿物和胶体矿物（针铁矿、纤铁矿及其它杂质） 集合体的总称。 鉴定特征：颜色由铁黑至黄褐， 但条痕比较固定，为黄褐色。 褐铁矿多为
沉积型赤铁矿
赤铁矿
8、磁铁矿 Fe3O4或FeO· Fe2O3 晶体常为小八面体，有时为菱形十二面体，通 常呈粒状或块状集合体。 鉴定特征：铁黑色，条痕黑色，强磁性。
磁铁矿主要是在还原条件下形 成的，多产于岩浆活动或变质作 用有关的矿床或岩石中。磁铁矿 是重要的炼铁矿石之一。磁铁矿 中的Fe3+可以为Ti4+、Cr3+、V3+ 等所代替，当V、Ti较多时，称钒 钛磁铁矿，如我国四川攀枝花即 为大型钒钛磁铁矿基地。
集合体形态
簇状
放射状
毛发状
粒状
四、矿物的物理性质
四、矿物的物理性质
矿物的颜色、条痕、光泽、和透明度之间的关系
颜色 无色 浅色 彩色 黑色或金属色
条痕
无色或白 浅色或无 色 色 玻璃--金刚 透明
黑绿、灰黑、 浅色或彩 褐黑或金属 色 色 半金属 半透明 金属 不透明
光泽 透明度
美国化学家克拉克根据大陆 地壳中的5千多个岩石、矿物、 土壤和天然水的样品分析数据 ，于1889年首次算出元素在地 壳中的平均含量数值(重量百分 比) 。后人为了纪念克拉克， 将元素在地壳中的重量百分比 称为克拉克值。
二、矿物的概念及其与非矿物的区别
矿物——指岩石圈的化学元素的原子或离子在地质作 用下形成的，在一定条件下相对稳定的、具有一定 的化学成分和物理性质的单质或化合物天然物体， 是组成岩石的基本单元。 矿物只在各种地质作用下形成的（天然的）； 所有矿物都具有一定的化学成分； 绝大多数矿物具有一定的内部结构和外表形态； 所有矿物都具有一定的物理性质； 矿物是在一定的条件下才稳定，条件一旦改变，矿 物就可能发生变化，形成新的矿物。
紫 晶
墨晶
绿晶
水晶的发丝状体
水胆水晶
含有水的包裹体
玛瑙
☆玛瑙
玛 瑙 工 艺 品
12、蛇纹石和石棉 Mg6[Si4O10][OH]8 完整晶体少见，一般呈致密块状、纤维状集合 体等。 鉴定特征：黄绿等色，中等硬度，脂肪光泽。 蛇纹石主要由含镁矿物在热水溶液作用下变质 而成。蛇纹石的纤维状变种称温石棉，是石棉的 一种。具有典型的丝绢光泽。 我国众多石棉产地 中以青海芒崖、四川石 棉县为显著。
第二章 地壳的组成物质--矿物 (Mineral)
一、元素 二、矿物的概念及其与非矿物的区别 三、矿物的形态特征 四、矿物的化学性质 五、矿物的物理性质 六、矿物的分类 七、主要矿物 八、矿物的识别和利用
一、元素(Element)
构成地壳物质的基本单元就是化学元素。地壳 物质中包括了元素周期表中的绝大部分元素，但其 含量极不均匀。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、 钾八种元素占了地壳物质重量的98%以上。
（二）矿物集合体的形态
2、隐晶质和胶态集合体 （1）胶体：蛋白石、褐铁矿 （2）隐晶质：<2mm

杏仁体（<1mm）和晶腺（>1mm） 结核（>2mm）和鲕状体（<2mm） 钟乳状和葡萄状集合体 块状
（3）土状体和被膜
杏仁体
晶腺
☆玛瑙
鲕状赤铁矿
钟乳状集合体
水晶晶簇
高岭石
孔雀石和蓝铜矿
1、石墨 C
石墨
二、硫化物类矿物
2、方铅矿PbS 晶体常为六面体 或六面体与八面 体的聚形。 鉴定特征： 铅灰色，硬度低 比重大，可以碎成 立方小块。

方铅矿PbS
3、闪锌矿 ZnS 一般多为致密块状或粒状集合体。 鉴定特征：颜色不太固定，但条痕经常比颜色 浅（浅黄褐色），稍具松脂光泽，棱角或碎块透光， 多向完全解理。 闪锌矿为重 要的锌矿石，我 国产地以云南金 顶、广东凡口、 青海锡铁山等最 著名。
FeS2
黄铁矿
☆ 黄铁矿
三、氧化物及氢氧化物类矿物
7、赤铁矿Fe2O3 鉴定特征：镜铁矿常以板状、鳞片状集合体、 钢灰颜色及樱红色条痕为特征。沉积赤铁矿呈鲕状、 肾状、块状或粉末状。暗红颜色及樱红色条痕。 赤铁矿是重要炼铁矿石。
镜铁矿，晶体为片状
沉积形赤铁矿，叠层状
11、赤铁矿 Fe2O3
镜铁矿
含铁胶体溶液在 地质时代的海湖 沉积而成，或者 是含铁硫化物的 风化产物。褐铁 矿 为炼铁矿石， 也可以颜料。
褐铁矿有多种集合体形态和颜色， 如图中左标本为钟乳状集合体， 右标本为土状集合体，
10、铝土矿Al2O3· nH2O 铝土矿是由若干铝的氢氧化物矿物（如三水铝 石Al[OH]3、软水铝石AlO[OH]、软水铝石AlO[OH]所 组成的混合物。 鉴定特征：外表似粘土岩，但硬度较高，比重 较大，没有粘性、可塑性及滑腻感。 铝土矿主要是在湿热气候条件下由岩石风化在 原地或经搬运沉积而成。铝土矿是炼铝的主要矿石， 我国分布广泛，储量居世界前列，但多数铝硅比值 较低，冶炼比较困难。
图2-2 矿物的47种单形（晶体形态）（一）
图2-2 矿物的47单形（晶体形态）（二）

聚形---两个或两个以上的单形聚合而成的形 体。特点是在一个晶体上具有大小不等、形 状不同的晶面。常见的有六面体、八面体聚、 六方柱、六方双锥体聚形。
2. 结晶习性
一向延伸型：针状、柱状、纤维状； 二向延伸型：片状、鳞片状、板状； 三向延伸型：粒状。
闪锌矿，半透明，断面松脂光泽
闪锌矿

4、辉锑矿Sb2S3 晶体为具有锥面的长柱状或针状， 一般呈柱状、针状或块状集合体。 鉴定特征：柱状、针状集合体， 铅灰色，硬度低（指甲可刻动），单 向完全解理，极易熔化。 辉锑矿与方铅矿相似,但后者具立 方解理,比重大，不易熔，可以区别。 辉锑矿是重要锑矿石。我国为著 名产家，储量占世界第一位，尤以湖 南锡矿山的锑矿储量大、质量高。

同质异（多）像——指同样的化学成分，在不同的外 界条件（温度、压力和介质条件）下，结晶出不同晶 体结构和性质的矿物。

形成类质同像的条件：
① 互相替换的离子，其半径大小要相近 ② 互相替换的离子对周围其他离子的作用力必须相近 ③ 互相替换的离子，其电价总和必须相等 ④ 环境条件主要是指矿物结晶时所处的温度、压力和 介质的化学组成等条件，特别是温度条件。
2、力学性质
矿物的硬度：是矿物抵抗外力刻划的能力。
野外工作中我们常用指甲和小刀来判断矿物的硬度，并将其分为三 级：软矿物（指甲能刻划）；中等硬度矿物（硬度介于指甲与小刀之间）； 硬矿物（小刀不能刻划）。 矿物学中常用摩氏硬度计来测量矿物的硬度，并将矿物的硬度分为十 级，分别用十种硬度不同的矿物代表。