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1、mineralogy第三节 矿物学各论 矿物的晶体化学分类简介 自然元素矿物硫化物 氧化物和氢氧化物矿物 硅酸盐矿物 其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等 ） 矿物的形成与变化 卤化物矿物 一、氧化物矿物 刚玉： Al2O3 化学组成： 一般含微量Cr3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+、V5+、Ga3+等，常见赤铁矿、钛铁矿、金红石、尖晶石、石榴子石等包裹体。 晶体结构： 三方晶系，对称型 m 刚玉型结构刚玉型结构：O2-呈六方最紧 密堆积构成氧离子层，Al3+在两层 O2- 之间，充填2/3的八面体空隙。 = 4 ， = 6 。 鉴定特征鉴定特征： 晶体常呈完好的腰鼓状、桶状或短柱状。常依( )
2、呈聚片双晶。晶面上常见相交的几组条纹。 通常呈 蓝灰、黄灰色，含杂质可呈各种颜色： 红宝石：含Cr，红色； 蓝宝石：含Ti 和Fe2+，蓝色； 黑星石：含Fe2+、Fe3+， 黑色、透明； 白宝石：纯净无色透明的晶体； 含Co、V、Ni呈绿色； 含Ni呈黄色； 含Fe3+、Mn2+呈玫瑰红色。 玻璃光泽金刚光泽。透明半透明。 在某些红(蓝)宝石的0001面上可见因含有定向分布的针状金红石包裹体而呈现的六射星光，称为星光红(蓝)宝石星光红(蓝)宝石。 H 9。无解理；常因聚片双晶或微细包裹体而产生0001或 的裂开。 成因产状： 各种成因。多形成于高温、富Al贫Si的条件下。 有岩浆结晶作用形成
3、；产于碱性伟晶岩中；形成于岩浆岩与石灰岩的接触带；可产于粘土质岩经区域变质而成的结晶片岩中；也见于砂岩中。 用途： 作研磨材料及精密仪器、仪表和钟表的轴承； 色泽美丽透明的晶体可作宝石； 合成红宝石单晶可作激光材料。 赤铁矿： Fe2O3 化学组成： 常含Ti、Al、Mn、Fe2+、Mg、Ca和少量的 Ga、Co等类质同像混入物， 以及 金红石、钛铁矿等显微包裹体。致密块体常含SiO2、Al2O3、粘土等机械混入物。 晶体结构： 三方晶系，对称型 m 刚玉型结构刚玉型结构。 鉴定特征： 常成各种集合体形态： 镜铁矿镜铁矿：具金属光泽的片状集合体； 云母赤铁矿云母赤铁矿：具金属光泽的细小鳞 片状
4、集合体； 铁赭石：红色土状(粉末状)集合体； 鲕状、豆状、肾状赤铁矿鲕状、豆状、肾状赤铁矿： 鲕状、豆状、肾状的集合体。 尚有致密块状集合体。 显晶质者呈钢灰铁黑色；隐晶质及胶态者呈暗红色、红褐色。条痕樱红色或红棕色，金属半金属光泽，或土状光泽。H 5.56，土状者显著降低 。无解理。无磁性，性脆。 注意： 镜铁矿常因含磁铁矿微细包裹体 而具较强的磁性。 成因产状： 形成于各种地质作用。 主要有 热液成因、沉积成因（著名产地有河北宣化、湖南宁乡等）和沉积变质成因（著名产地如辽宁鞍山等）。 赤铁矿（Fe2O3）和 磁铁矿（FeFe2O4 ）易相互转变：在自然条件下，当氧的浓度增大，磁铁矿可氧化成
5、赤铁矿，并保留其晶形，称假像赤铁矿；当氧浓度减小，赤铁矿可还原为磁铁矿，若原晶形不变，称穆磁铁矿。 用途： 提炼铁的矿物原料之一； 纯净的粉末状赤铁矿是天然的矿物颜料； 可综合利用成分中的Ti、Ga、Co等。 金红石： TiO2 化学组成： 常含Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Cr3+ 、Sn4+等类质同像混入物。 晶体结构晶体结构： 四方晶系，对称型 4/mmm 。 金红石型结构：O2-近似成六方最紧密堆积，Ti4+ 位于变形八面体空隙中，=6。O2-位于以Ti4+为角顶所组成的平面三角形之中心， = 3 。 鉴定特征鉴定特征： 晶体呈短柱状、长柱状或针状，柱面有纵纹。双晶依 (10
6、1) 成膝状双晶、三连晶或环状双晶。致密块状集合体。 通常为褐红、暗红或褐色，富Fe者黑色；条痕浅褐色黄褐色；金刚光泽；微透明。110完全解理；H66.5。G4.24.3。 试Ti反应：粉末溶于热H3PO4，冷却，稀释后，加H2O2或Na2O2，溶液呈黄褐色。 成因产状： 高温成因。 主要产于伟晶岩和区域变质岩系的含金红石石英脉中以及砂矿床中。 用途： 提炼Ti的主要原料：Ti 具密度小、强度高、耐腐蚀、抗高温等优良性能；钛合金 广泛应用于化工、军事和空间技术中（用于喷气发动机、飞机机体、导弹火箭 等及碱工业等用的反应塔、蒸馏塔、热交换器、阀门等设备和部件上）。 钛白粉可作高级白色油漆、涂料
7、、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张 的填料。 金红石可作半导体检波器。 人造金红石可 制作优质电焊条。 石英族 包括SiO2的一系列同质多像变体，常见的有： 常压下， 1）尤以-石英最常见。 2）石英应为-石英和-石英之总称，但一般指低温石英（即-石英）。 3）将含水的SiO2矿物 蛋白石，也列入本族内。 -石英-石英（低温石英， -quartz）：晶体结构： 三方晶系，对称型 32 结构中SiO4四面体以角顶相连，c轴呈螺旋状排列，有左、右旋之分。 鉴定特征鉴定特征： 常呈柱状晶体，六方柱面上具横纹，为10 0 和 10 1 之聚形纹。常见道芬双晶和巴西双晶。集合体呈粒状、致密块状或晶簇状
8、。 通常为无色、乳白色、灰白色，因含杂质色心或细分散包裹体而呈各种颜色；玻璃光泽，贝壳状断口油脂光泽；透明 半透明。无解理；H 7。G 2.65。具压电性。 异种： 主要有： 1）显晶质异种： 水晶簇水晶簇：纯净者无色透明。 紫水晶紫水晶：微量Fe3+Si4+产生色心 而致紫色。加热退色。 烟水晶烟水晶：Al3+H+或Na+Si4+，在x射线或射线作用下，AlO键电子对中的一个电子离位产生空穴色心而成烟黄暗褐色、黑色。加热至225开始缓慢褪色，至400烟色渐消失。 注： 黑色透明者称墨晶；茶褐色者称茶晶。 黄水晶：黄色透明者，可能为Fe2+所致。 蔷薇石英蔷薇石英（芙蓉石）：蔷薇红色或粉红色，
9、可能由Ti、Mn造成。通常呈致密块状。加热至575褪色；日光下长期暴晒颜色变浅。 乳石英：乳白色半透明的块体，含大量细分散的气、液包裹体及微裂隙。 蓝石英：蓝色。含Ti较高，次有Al、Mn。加热至300400，褪色或变为紫色。 发晶发晶：细小针状金红石、电气石或角闪石等包裹体呈发状、纤维状。 猫眼石、虎睛石、鹰眼石：由于石英交代并胶结石棉纤维而具丝绢光泽的黄褐、棕黄、棕红、深蓝或蓝灰色的致密块体。 砂金石(东陵石) ：含鳞片状金云母、赤铁矿等包裹体且分布均匀的次生石英岩或水晶晶体，琢磨后呈闪烁的金黄色、褐黄色、粉红色或绿色。 2）隐晶质异种： 玉髓（石髓）：呈钟乳状、肾状、葡萄状、皮壳状等外貌
10、，具蜡状光泽半透明的纤维状异种，常呈乳白、黄、褐、深蓝等色，尚有红褐色(光玉髓)、苹果绿（绿玉髓）、绿色中夹有红色碧玉小斑点(血玉髓，血滴石，鸡血石)。 玛瑙： 不同颜色的玉髓条带或同心环状相间分布。有缠丝玛瑙、苔纹玛瑙、缟玛瑙、截子玛瑙等。 苏格兰自然博物馆苏格兰自然博物馆( (余继峰余继峰,2003),2003) 碧玉：含氧化铁 (可20%)的致密块状石英。可呈暗红、紫红、褐色黄色、蓝色、青绿色等。 燧石：暗色(浅灰褐黑等色)无光泽，呈结核状、瘤状、透镜状、条带状、似层状的坚韧极致密的隐晶质石英。 成因产状： -石英分布广泛，是三大岩类许多岩石的主要造岩矿物，为花岗伟晶岩脉和大多数热液脉的
11、主要矿物成分。 压电水晶和宝石原料(包括各种水晶)主要源自伟晶岩脉晶洞及热液脉中。紫水晶的形成温压相当低；烟水晶只在较高的温度下形成。水晶也见于残坡积及冲积砂矿中。 花岗伟晶岩的核心部位常见有蔷薇石英大块体。 乳石英见于各种石英脉和石英岩中。 蓝石英 产于岩浆岩和高变质相的变质岩中。 玉髓有低温热液成因(常产于喷出岩气孔或热液脉及温泉沉积物中)和表生成因（见于风化壳和氧化带）。 玛瑙为低温热液之胶体成因，主要产于喷出岩气孔中；也见于残坡积及冲积层中。 碧玉广泛产于沉积岩、变质岩中。 燧石主要产于石灰岩及白垩层中，多为成岩交代成因。 用途： 纯净的一般石英大量用作玻璃、陶瓷、混凝土、冶炼硅钢的原
12、料，以及硅质耐火材料、建筑材料、研磨材料、瓷器配料等。还可用于提取单晶硅以制造太阳能电池。 - 石英 - 石英（高温石英，-quartz ）： 六方晶系，对称型 622 鉴定特征： 呈特征的六方双锥晶形(六方柱发育差)。颗粒较小，晶体几乎总呈浑圆状，表面粗糙。灰白色，乳白色，玻璃光泽，断口油脂光泽。 成因产状： 常呈分散粒状的 斑晶产于 酸性喷出岩（如流纹岩）中。 常压下， 573即转变为-石英，但仍保留 六方双锥晶形呈副像。 蛋白石蛋白石（欧泊）： SiO2nH2O 非晶质，但扫描电子显微镜研究发现其内部存在SiO2小球体堆积。 鉴定特征： 无定形，通常呈肉冻状致密块体或葡萄状、钟乳状、皮壳
13、状、多孔状、结核状。 颜色不定，通常为蛋白色、无色，含杂质可呈各种颜色；微透明；玻璃光泽或蜡状光泽，具美丽的变彩。H55.5。比重较小(1.92.3)。 易脱水龟裂而呈白色。 成因产状： 低温热液成因。其中从火山温泉沉积物中沉淀而成的称硅华。 外生条件下，可由硅酸盐矿物经风化分解而产生的硅酸溶液 凝聚而成。硅酸溶液即硅胶就地沉积或带至海水中被硅藻、放射虫等生物吸收后构成硅质骨骼，死后堆 积成硅藻土。 用途：色泽美丽的致密块状贵蛋白石或火蛋 白石可作名贵的宝石及工艺品材料。硅藻土质轻多孔，是优良的隔音、隔热材料，建筑材料、研磨材料、陶瓷原料、炸药原料；可用于制作过滤剂，及炼油、制糖的吸附剂和净化剂；作为催化剂的载体应用于化学工业上。 磁铁矿： FeFe2O4 化学组成： 常含Ti4+、V3+、Cr3+、Al3+、Si4+等替代Fe3+；Fe2+易被Mg2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Ca2+等替代。 含杂质高的异种有： 钛磁铁矿、铬磁铁矿、钒磁铁矿
