第3章矿物与岩石1矿物.pdf

第三章 矿物与岩石 固体地球的最外圈是地壳，是地质学最直接 的研究对象。地壳由岩石组成，岩石由矿物组 成，矿物由各种元素组成，所以地质学研究要首 先从元素与矿物入手。 地壳中的化学元素，在各种地质作用下不断 进行化合，形成各种矿物。 第一节 概述 元素和同位素 地壳中除人造元素外108 种元素均有，但各种元素分布 不均，如Si、Al 、Fe 、Au等。 元素丰度与克拉克值 由于分布不均，元素丰度特指地球元素平均 值。我国黎通等研究地球元素平均值，美国克拉 克最初研究，因此也叫克拉克值。 克拉克根据采自世界各地的5159个岩石样品 的化学分析数据，求出了16km厚的地壳内50种 元素的平均含量。 元素的赋存形式 元素一般不是独立状态出现（自然Au 、石 墨C ），而大多数赋存矿物中（晶格中或吸附状 态）。 当元素富集到一定程度时，才称为矿床。 一、矿物 1定义 矿物是地质作用过程中形成的，在地壳中自 然产出的、具有相对固定化学成分和物理性质的 的均匀固体，是组成岩石的基本单位。 2 、特点 （1）自然产出：人工NaCl不是矿物；天然宝玉石 与人造宝玉石差别； （2 ）呈固态，为结晶质：内部质点（原子、离子、 离子团）排列有序； （3 ）多为化合物，少量单质：化合物（PbS 、 （Mg ，Fe ）Si O ）；单质（C、Au 、Cu等）。 2 6 3性质：性质稳定（如，食 盐NaCl ，易溶于水，味咸）。 4矿物学研究的基本问题 （1）性质：认识矿物性质 （形态与物理性质）并利用 之。如，金刚石C，硬度 10，钻头；粘土矿物，吸附 性（漂白、改善水质、化工 填料） 石英：压电性；各种宝玉石。 （2 ）成分与构造：矿物晶 （3 ）成因：形成环 体成份与晶体构造— 晶体矿 境，形成过程—成因 物学； 矿物学； 矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源。 自然界里矿物很多，20世纪初发现大约2000种， 到90年代发现的矿物5000多种。 但最常见的只有五六十种，至于构成岩石主 要成分的只不过二三十种。组成岩石主要成分的 矿物，称造岩矿物。 造岩矿物共占地壳重量的99 ％。各种矿物都 具有一定的外表特征——形态和物理性质，可以 作为鉴别矿物的依据。 第二节 矿物 一 矿物的基本特性 （一）矿物的内部结构和晶体形态 1 晶质体和非晶质体 绝大部分矿物具有晶体结构（为晶质 体），只有一小部分矿物属于胶体矿物，如 天然沥青、火山玻璃等。所谓晶质体，就是 各种化学元素的离子、离子团或原子按一定 规则重复排列而成的固体。矿物的结晶过程 实质上是在一定介质、一定温度、一定压力 等条件下，物质质点有规律排列的过程。由 于质点规则排列使晶体内部具有一定的晶体 构造，称晶体格架。 石英Si0 石盐NaCl 方解石CaCO 磁铁矿Fe O 2 3 3 4 水晶 食盐 方解石 磁铁 硅酸盐矿物的晶格结构 岛状 环状 单链状 双链状 片状 石墨和金刚石的晶格结构 非晶质体： 有些固体物质如玻璃、琥珀、松香等，它 们的内部质点不作规则排列，即不具格子构 造，称为非