《矿物与岩石》PPT课件

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1、固体地球的最外圈是地壳，它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，所以研究地质学首先要从元素与矿物入手。第三章 矿物与岩石第一节元素一、元素和同位素地壳的基本组成是各种元素。各种元素在地壳中的含量相差很大。目前已知元素108种，自然界存在92种。元素：是具有相同的质子数（原子序数）的一类原子的总称.同位素：具有不同原子量的同种元素的变种称为。放射性同位素：具有放射性的同位素，称为放射性同位素。稳定同位素：不具有放射性的同位素，称为稳定同位素。半衰期：放射性元素蜕变

2、到它原来数量的一半所需的时间。二、克拉克值美国克拉克最早估算地壳中元素的平均含量，鉴于他在这项工作中的贡献，国标上决定把元素在地壳中的重量百分含量，称为克拉克值(地壳元素丰度)。O，Si，Al，Fe，Ca，Na，K，Mg，Ti，H等10种元素占地壳总重量99.96%，其中O，Si，Al，Fe占88.31%。克拉克值大小有时能反映元素在地壳中局部富集，如Fe，Al等。但有时不能反映，如锆克拉克值比铅大12倍，钛比锌大120倍，实际上却常有铅锌矿，而锆钛较分散，不易集中成矿体。故元素富集除克拉克值外，还与

3、元素地球化学性质及地质作用有关。第二节矿物的概念矿物：是由天然产出且具有特定的（但一般并非固定的）化学成分和内部晶体结构的均匀固体，通常由无机作用所形成。它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。一、矿物的定义1．矿物是天然产出的，是地壳中各种地质作用的产物。实验室制造的物质，如人造金刚石、人造水晶等，通常叫人造矿物。2．矿物具有一定的化学成分(如石英SiO2，石墨C，金刚石C等)和一定的内部结构，并可用化学式表达，从而也有一定的形态、物理和化学性质.3.矿物是均匀的固体。4.任

4、何一种矿物都只在一定的地质条件下才是相对稳定的，当外界条件改变至一定程度时，其成分、结构就要发生变化，同时生成适应新环境的新矿物。如黄铁矿与空气、水分接触，就要发生变化，生成褐铁矿(铁的氢氧化物)。5.部分学者对矿物的定义：他们认为大多数矿物以固态产出(如长石、岩盐)，但也可以呈液态(如水、石油、水银)或气态(如火山蒸气中的CO2、水蒸气和天然气等)形态产出或胶态产出(蛋白石)。冰也是矿物。矿物多为无机物，但也有若干有机物，如甲烷等。二、晶体与非晶质体1．晶体:内部质点(原子、离子、分子、离子团)在三

5、维空间有规律重复排列(即有序排列)的固体。晶体中各质点间的结合力就是化学键，包括离子键、共价键、金属键。此外，还有分子间的引力。(1)晶体结构:由于质点呈有序排列，晶体内部就具有格子状结构。格子状结构，根据各质点之间联线的长度及夹角即空间排列方式的差异，有七种不同的形状，它们归属于按晶体的对称特点所划分的三个晶族，七个晶系。(2)不同晶体，其质点的种类不同，质点的排列方式和间距不同，因而具有不同的晶体结构。(3)同质多像：相同化学成分的物质在不同的地质条件(如T，P)下可以形成不同的晶体结构，从而成为

6、不同的矿物。如碳原子可以形成金刚石或石墨，它们的性质极不相同，金刚石是无色透明的最硬的矿物，石墨是黑色不透明的最软矿物。（4）类质同像：矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相似的它种原子或离子替代而不破坏其晶体结构，此种现象称为类质同像。如橄榄石(Mg，Fe)2[SiO4]中Mg++与Fe++就是质同像替代关系。钠长石Na[AlSi3O8]和钾长石K[AlSi3O8]在高温时可以形成类质同像混晶，低温分解成条纹长石，斜长石(钠长石，钙长石)。(5)由于内部质点排列规则，故在生长条件良好(速度

7、缓慢且有足够生长空间)的情况下，它们能长成规则的几何多面体外形。包围晶体的平面称晶面。几何多面体的外形就是格子构造在宏观上的反映。如石盐NaCl常呈立方体，白云石CaMg(CO3)2常呈菱面体，磁铁矿Fe3O4呈八面体；它们分别由六个正方形的晶面，6个菱形的晶面，8个等边三角形的晶面构成的。多数矿物晶体是由几何形状和大小不同的晶面聚合而成的。如普通角闪石、普通辉石。由于生长条件不好，多数晶体的晶面发育不完整，或很不完整，从而形成外形不规则的晶粒(晶体)。晶粒大小不一，较粗的用肉眼或放大镜就可以看出来，

8、岩石中微细的晶粒则要通过显微镜才能分辨出来。2．非晶质体：通常是指内部质点既不呈规则排列(无格子状构造)，也无几何多面体外形的固体。由胶体粒子(一个胶体粒子包括一个或多个分子)凝聚而成的胶凝体就属于非晶体，如蛋白石SiO2。nH2O；由火山喷发出来的部分物质因冷凝极快，不能结晶，也属于非晶质体(常称其为玻璃质)。三、晶体的性质1．具有最小内能，具稳定性、均一性(比重等)、异向性、对称性、自限性(几何形态)。2．根据单个晶体的对称要素(对称面、对称轴、对称