第 10 章矿物学
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1. 定义
2. 结构
3. 分类
4. 属性
5. 阵型
1.定义
⑴ 构成地壳的基本物质单位
⑵ 定义1. 天然或天然存在的无机化合物或聚集体
① 例外：煤炭
② 合成钻石不是矿物
⑶ 定义2. 室温下为固体
① 例外：水星
⑷ 定义3. 化学成分保持恒定或在特定范围内变化
① 固溶体在有限范围内变化
⑸ 定义4. 具有特定的晶体结构
①同种矿物内部原子或离子排列相同
② 例外：蛋白石的晶体结构因含水量而略有不同
⑹ 定义 5. 无机物质
① 例外：石油、珊瑚
⑺ 定义 6. 每个例外都被视为次矿物并属于更广泛的矿物定义
① 赤铁矿和磁铁矿被认为是广义上的矿物
2.结构
⑴ 结晶与非结晶
①劳厄斑：X射线衍射分析揭示矿物内部结构
② 晶体：分子规则排列，形成不同的外形
③结晶矿物：构成矿物的原子和离子按规则排列
○ 劳厄斑点呈现规则图案
④ 非晶态矿物：构成矿物的原子、离子不规则排列
○ 劳厄斑点呈现不规则图案
⑵ 晶体的规整性
① 晶体三要素：面（F）、边（E）、立体角（S）
② 定律1. 欧拉定律：F + S = E + 2
③ 定律2. 晶面间角度不变的定律
○ 晶面：相邻晶面垂线之间的角度
○ 同一类型矿物的对应角总是相同的
○ 工具：接触式测角仪、反射式测角仪
④ 6个晶系：根据轴长（轴比）和轴间角度分类
○ 等距（立方）系统：立方体
○ 示例：黄铁矿、岩盐、石英、磁黄铁矿、石榴石（钙铬矿）、尖晶石
○ 四方晶系：方形底棱柱
○ 示例：锆石、硫化铜
○ 六方晶系
○ 示例：刚玉、石英、石墨
○ 斜方晶系：长方体
○ 示例：红柱石、硫磺、黄玉
○ 单斜晶系：自然界中最常见
○ 示例：石膏、绿帘石、奥辉石、阳起石
○ 三斜晶系
○ 示例：钠长石、微斜长石
⑶ 晶体生长
①晶体生长受生长环境、晶体取向等影响。
② 晶体的成熟导致自面体、亚面体和反面体形式
○ 所有矿物都有晶体形态
○ 晶体形成从自面体到亚面体再到反面体，反面体形式由于缺乏空间而失去其独特的结构
③ 晶体对称性：晶体旋转时重复其原始形状的次数
⑷火成矿
① 约30种矿物组成的实际岩石
② 7种主要硅酸盐矿物：斜长石>石英>橄榄石>辉石>角闪石>黑云母>白云母（12%）
③硅酸盐矿物的基本结构是SiO44-四面体与(+)离子结合
④ 硅酸盐矿物的晶体结构
○ 孤立结构（例如石榴石）
○ 解理、风化：小
○ 不可共用氧气
○ Si : O = 1 : 4
○ 链状结构 1. 辉石
○ 解理、风化：中»> ○ 两人共享氧气
○ Si : O = 1 : 3
○ 链状结构2. 角闪石
○ 解理、风化：中
○ 两到三个共用氧气
○ Si : O = 4 : 11
○ 片状结构（如黑云母）
○ 解理、风化：大
○ 三人共享氧气
○ Si : O = 2 : 5
○ 骨架结构（如石英、长石）
○ 四人共享氧气
○ Si : O = 1 : 2
3。分类
⑴ 硅酸盐矿物
① 地壳中发现的大多数矿物是硅酸盐矿物：占所有矿物的92%
② 原因：地球的形成导致了这样的组成
○ 第一。早期太阳系中存在星子
○ 第二。这些的积累形成了原始地球
○ 第三。原始地球形成过程中产生的热能
○ 第四。重元素（例如铁、镍）以液态向地心聚集
○ 5号。地球上丰富的元素是铁和具有低密度化学物质的硅酸盐，即硅酸盐矿物
③补充：地质现状
○ 地壳8大元素：8种元素占99%以上
O > Si > Al > Fe > Ca > Na > K > Mg
○ 氧气丰富（质量比：45.2 wt%，原子比：92 vol%）
○ 有些化学物质是分散的（例如，Rb），有些是浓缩的（例如，锆石中的 Zr，金红石中的 Ti）
○ 丰度较低的元素是从集中地点开采的
○ 氧和硅是相对丰富的元素，构成大多数矿物 → 硅酸盐矿物占主导地位
④ 四个氧原子包围一个硅原子的结构（但是，这种离子构型非常不稳定，电荷为-4）
○ 硅酸盐矿物与其他“阳离子”结合形成各种形状
○ ‘阳离子’: 排除铝、铁、钙、钠、钾、镁八种主要元素中的氧和硅
⑵ 硅酸盐矿物的分类
①分类标准
○ 标准1. 带不稳定-4电荷的硅原子如何平衡（与高温和低温起源有关）
○ 标准 2. 岩石颜色
○ 标准 3. 连续级数和不连续级数
○ 连续系列：结晶过程中阳离子的取代
○ 不连续系列：结晶过程中晶体结构不断变化
○ 结晶：通过岩浆形成矿物
② 岩浆结晶顺序
图1. 岩浆结晶顺序
A：镁铁质岩浆，B：安山岩岩浆，C：长英质岩浆
○ 记忆技巧：镁铁质安山岩长英质
○ SiO2含量越低对应温度越低
○ SiO2含量越高，粘度越高
○ SiO2是玻璃的主要成分，所以摸起来有粘性
②高温结晶矿物：高温结晶，分为铁镁硅酸盐和非铁镁硅酸盐
③铁镁矿物（ferromagnesian）：铁、镁中和电荷-4
图2. 铁镁矿物的特性
图3. 辉石和角闪石的结构
图 2. 表示特征重叠
○ 共同特点
○ 有色矿物：因铁和镁而呈绿色、黑色、深灰色
○ 由于铁而具有高密度
○ 相邻面之间共享氧气的数量从类型 1 增加到类型 4
○ 熔点从1型降低到4型
○ 类型 1： 橄榄石族
○ 化学式：(Mg, Fe)2SiO4
○ Mg2+ 和 Fe2+ 由于离子半径相似，可以相互替代
○ 结构：独立四面体结构。独立型
○ 每种硅酸盐均以正四面体形式独立存在
○ 插层阳离子中和-4电荷» ○ 类型 2： 辉石族
○ 化学式：XYSi2O6 或 (Mg, Fe)SiO3
○ 结构：链式结构
○ 也称单链或单斜链结构
○ 在该结构中，一排排辉石一排相连
○ 硅酸盐四面体两侧共享氧
○ 插层阳离子中和-4电荷
○ 特点
○ 解理角度为90°
○ 柱状晶体
○ 双向裂解的发展 ： 源自链结构
○ 类型 3： 角闪石族
○ 化学式：Ca2Na(Mg, Fe)4(Al, Fe, Ti)3Si6O22(OH, F)2 或 Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2
○ 结构：双链
○ 也称为双链或斜方链
○ 在此结构中两两连接的角闪石行
○ 硅酸盐四面体共有两个方向相反的氧
○ 插层阳离子中和-4电荷
○ 特点
○ 解理角度为120°
○ 柱状晶体
○ 双向裂解的发展 ： 源自双链结构
○ 类型 4： 云母组
○ 化学式：K(Mg, Fe)3(OH)2AlSi3O12 或 Al2Si2O3(OH)4
○ 结构：片状结构
○ 所有事实都连接起来形成一个平面
○ 硅酸盐四面体共有三个氧
○ 插层阳离子中和-4电荷
○ 本质上，离子键是通过氧-阳离子-氧连接形成的，比范德华力弱，但比石墨等真正的范德华固体强
○ 对力稍微敏感，倾向于薄裂 ： 石墨是范德华力的应用示例
○ 黑云母属于铁镁矿物，白云母属于非铁镁矿物
○ 黑云母在花岗岩中比在玄武岩中更常见
○ 单向裂解的开发
④ 非铁镁矿物（非铁镁矿物）：铝中和电荷为-4，通常为浅色
○ 硅酸盐的晶体结构： 四面体结构，其中四面体硅酸盐离子共享所有四个氧原子，形成 3D 结构。
○ 一般来说，四面体硅酸盐的键结越复杂，结构越稳定，耐风化能力强。
○ 类型 1： 石英
○ 仅由硅和氧组成，所有氧原子均由四面体硅酸盐共享。
○ 形成具有网状硅酸盐骨架的晶体结构。
○ 类型 2： 长石族 - 斜长石
○ 钙长石和钠长石晶型相同：阳离子取代了四面体硅酸盐结构中的部分硅。
○ 斜长石可以向两个方向分裂。
○ 区分为钙长石和钠长石（固溶体关系）。
○ 固溶体：当溶液中存在固体时，溶液中的离子会渗透现有的晶体结构。
○ Na+和Ca2+可以相互替代。
○ 钙长石和钠长石按温度的组成： 钙长石在初始高温状态下首先析出。
数字。 4. 基于温度的钙长石和钠长石的成分
○ 红柱石也是固溶体矿物。
⑤ 低温变质矿物
○ 原理
○ 高温矿物比低温矿物形成得更快。
○ 高温下与大量氧气发生剧烈反应。
○ 低温矿物保存氧气并最大限度地共享，形成称为多体结构的复杂结构。
○ 类型1： 正长石 - K2O·Al2O3·6SiO2
○ 又称钾长石。
○ 低温变质矿物，阳离子含量低。»> ○ 与斜长石不同，在低温条件下没有金属阳离子取代，因此不存在固溶体。
○ 含有约 12% 的火成矿物。
○ 通过化学风化转变为高岭石。
○ 类型 2： 云母族 - 白云母（参见上文）
○ 类型3：石英-SiO2，晶体结构（骨架结构）
○ 几乎不含阳离子。
○ 与其他矿物质中的离子键相比，具有更多的共价键。
○ 提高耐候性。
○ 高莫氏硬度：7
○ 海滩沙子中含有丰富的石英，因为它具有抗风化能力。
○ 提示： 矿物在经历后期阶段时变得更能抵抗风化。
○ 原因 1： 共价键数量较多。
○ 原因 2： 离子特性降低。
⑥（参考）粘土矿物
○ 具有片状结构的层状硅酸盐矿物。
○ 高岭石是一种粘土矿物。
○ 可塑性：吸水后具有延展性，干燥后变硬。
⑶ 非硅酸盐矿物
① 约占地壳的10%。
② 分类
○ 氧化物：磁铁矿（Fe3O4）等
○ 硫化物
○ 硫酸盐
○ 碳酸盐
○ 原生元素
③ 示例：黄铁矿（FeS）、方铅矿（PbS）、重晶石、铜（Cu）、石盐（NaCl）、石膏等。
○ 重晶石：最常见的碳酸盐矿物。
4.属性
⑴ 物理性能
① 条纹：矿物在表面上刮擦或摩擦时的颜色。
○ # : 表面颜色 - 条纹颜色
○ 金色：黄-黄
○ 赤铁矿（Fe2O2）：红-红
○ 黄铁矿（FeS2）：黄-黑
○ 磁铁矿（Fe3O4）：黑-黑
○ 石英：无色-白色
○ 黄铜矿（CuFeS2）：黄色-蓝黑色
○ 针铁矿（Fe2O3·nH2O）：深棕色-赭色
○ 钙长石、钠长石、钾长石的条纹颜色相同。
② 硬度和莫氏硬度代表矿物的相对硬度。
桌子。 1. 硬度和莫氏硬度
○ 助记提示： 一张活泼的弓和一张状况不佳的盾牌组成了一把坚固的金弓。
○ 没有。 1: 滑石粉 - 由于范德华键较弱，因此非常弱。
○ 结构：层内通过共价键或离子键连接的层。
○ 子结构 1： T 层 - 由 Si-O 四面体组成的层，共价键合。
○ 子结构 2： O 层 - 由 Mg-O(OH) 八面体组成的层，离子键合。
○ 子结构3： T层和O层之间的Si-O-Mg键，共价键合。
○ 子结构 4： T-O-T 层通过范德华力连接。
○ 滑石粉的名字就意味着它的滑性。
○ 没有。 2: 石膏
○ 在日常生活中，石膏很软。
○ 没有。 3: 方解石（碳酸盐）
○ 与盐酸反应释放CO2，产生气泡。
○ 通常由贝壳材料制成，非常柔软。
○ 显示双折射。
○ 无色透明，保留玻璃光泽。
○ 主要成分为石灰石和白云石。
○ 没有。 7： 石英
○ 主要成分为沙子。低温变质矿物。
○ 硅和氧仅通过共价键连接，因此非常坚硬。
○ 没有。 10： 钻石
○ 一种仅由碳组成的碳的同素异形体。
○ 形成强共价键 - C-C 键强于 Si-O 键。
○ 其他
○ 红柱石：6.8
③ 解理：矿物沿平面分裂的性质。
○ 种类：石膏、硬石膏/滑石、黑云母/白云母、石盐/重晶石/萤石、方解石、文石/白云石、长石
○ 记忆辅助1： 黑云母有一个解理方向。重晶石具有三个解理方向。» ○ 记忆辅助2： 黑云母、白云母、长石：解理的两个方向。
○ 石墨
○ 在一个平面内粘合使其呈片状。
○ 层间范德华力较弱，容易分裂。
○ 层容易分离，硬度低。
④ 断裂：矿物无首选方向断裂的性质。
○ 示例：红柱石、石英、角闪石
⑤ 比重
⑥ 光学性能
⑵ 化学性质
① 与盐酸反应：带有-CO3基团的岩石（如方解石）与盐酸反应会释放CO2。
⑶ 光学性能
① 颜色
○ 赋予颜色的元素：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu
○ 紫罗兰矿物质：以着色剂为主要成分时。
○ 有色矿物：当着色剂为次要成分时。
○ 杂质也会赋予独特的颜色。
○ 示例：添加杂质后，石英会变成紫水晶。
② 连胜
○ 由矿物粉末结构的光反射产生。
○ 示例 1： 赤铁矿条纹：红色
○ 示例 2： 黄铁矿条纹：黑色
③ 透明度
○ 透明矿物质：当矿物质较薄时，光可以透过。
○ 不透明矿物：即使是薄片状的矿物块也光亮。金属矿产等
④光泽：分为金属光泽、非金属光泽、亚金属光泽。
⑤ 偏振：光穿过矿物时看到的独特图案，呈现出独特的图案。
○ 偏振原理
○ 第一第一。各向异性的矿物具有不同的内部内聚力。
○ 第二第二。光速在矿物内变化。
○ 第三第。光线穿过矿物会形成独特的图案。
○ 第四th。使用偏光显微镜观察。
○ 单轴光学（光学各向同性）
○ 定义：无论方向如何，光速保持恒定的矿物。
○ 示例：钻石、岩盐、尖晶石、石榴石
○ 双轴光学（光学各向异性）
○ 定义：光速随方向变化的矿物。
○ 示例：大多数矿物质
图。 5. 双轴光学的意义
○ 偏光显微镜
图。 6. 偏光显微镜的结构
○ 上偏光镜可插入，下检偏镜是固定的。
○ 上下组件偏光片方向正交。
○ N 锥光干涉图 : 缺少上偏振器。一般来说，矿物看起来很明亮。
○ 多色性： 在N锥光下观察多色性矿物的颜色和亮度变化。
○ 显示双折射的矿物在正交尼科耳透镜下会出现光。
○ C 锥光干涉图 : 存在上偏振器。一般来说，矿物呈黑色。
○ 干涉色 ： 在 C 锥光下观察光学各向异性矿物，由于双折射光线而形成干涉图案。
○ 消光 ： 矿物在 C 锥光下呈黑色。
○ 完全消光 ： 在正交尼科耳透镜下，只有经历双折射的矿物才会呈现黑色。光学各向同性矿物表现出完全消光。
○ 4 重消光 ： 当矿物切片在正交尼科耳镜下旋转 360° 时，可以观察到 4 个消光位置。
○ 原因： 与“+”旋转90°再次变为“+”有关（稍后更新）。
5.阵型
⑴来自熔化
⑵ 从解
⑶ 来自蒸气
⑷ 来自变质作用
输入： 2016.6.22 20:54