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1、一 主要概念 矿物：指在地质作用或宇宙作用中形成，具有一定化学成分与内部晶体结构，在一定物理化学条件下相对 稳定的化合物或单质，是岩石与矿石的基本组成单位。如石英，黄铁矿。 准矿物：极少数天然形成的、具有一定化学成分的非晶态单质或化合物。如蛋白石，水锆石。 克拉克值：各种化学元素在地壳中的平均含量（即元素在地壳中的丰度）之百分数。分质量、原子克拉克 值。聚集元素：丰度很低，但趋于集中。形成独立的矿物种，甚至富集成矿床的元素。如sb、Bi等。 分散元素：丰度远比聚集元素高，但趋于分散，很少形成独立矿物种，常以微量混入物赋存于主要有其他 元素组成的矿物中的元素。如Ga、Cs等。化学计量矿物（举例）
2、：各晶格位置上遵循定比定律、具严格化合比的矿物。由于环境的复杂性，使其化学 组成在一定范围内变化，但其在晶格上成类质同像的关系的各组分数量总和仍严格遵循定比规律， 如橄榄 石（Mg,Fe）2SiO非化学计量矿物（举例）：某些含变价元素的矿物，因形成过程中常处于不同的氧化还原条件下，其价态会 发生变化。由于受化合物电中性的制约，其内部必然存在某种晶格缺陷，致使其化学组成偏离理想化合比， 不再遵循定比定律。如Fe、S化合物中，由于有Fe3+的存在，使得铁原子数总是少于硫原子数，晶格中产 生了阳离子空位，其化学式为Fe1-xS （ x=0-0.125 ），其中x的大小取决于Fe3+离子数的多少。 胶
3、体矿物：以水为分散媒的胶凝体，特点：非晶质或超显微隐晶质，选择吸附性，水含量不固定。这就导 致了胶体矿物的化学成分极不稳定。例如：蛋白石。晶体习性：矿物晶体在一定的外界条件下，常常趋向于形成某种特定的习见形态。 晶面花纹：受复杂的外界条件和空间的影响，实际晶体往往长成歪晶，且晶面上常具某些规则的花纹，如 晶面条纹、蚀象、生长丘等。自色：矿物成分与结构决定的矿物本身固有的颜色。他色：矿物因含某种杂质而引起的颜色。假色：由某 种物理效应（干涉、衍射、散射）而引起的颜色。自色是矿物固有的，是鉴定矿物的主要依据；他色不能 鉴定矿物，但能帮助判断矿物成分的变化；假色也不能鉴定矿物，但能产生很好的光学效果
4、，因此可以应 用。常见的假色有：锖色、晕色、变彩、乳光.色素离子：能使矿物呈色的过渡型离子。 条痕：矿物粉末的颜色。通常在白色无釉瓷板上刻画所得。消除假色、减弱他色、突出自色。 光泽：矿物表面反光的能力。结合条痕划分等级为：金属光泽：反光最强，具金属色，条痕黑色，不透明。 半金属光泽：反光较强，也具金属色，条痕深彩色，不透明半透明。 金刚光泽：反光稍弱，不具金属色，条痕彩色，半透明透明。 玻璃光泽：反光很弱，像玻璃，虽然很光亮，但不刺眼。条痕无色、白色，透明。特殊光泽有的是因为矿物集合体产生，如丝绢光泽、土状光泽；有的是在不平坦的断口上产生，如油 脂光泽；有的是在极完全解理面上产生，如珍珠光泽
5、。荧光：外能停止后发光即停止。 磷光：外能停止后还持续一段时间发光。 解理：在外力作用下，沿一定结晶学方向破裂形成一系列光滑平面的性质。 断口：与解理正好相反，晶体在外力作用下不裂开为平面，而是不平整的，就叫断口。 裂开：因为某些非晶体结构的原因，晶体在外力作用下沿一定结晶学方向裂开。现象与解理一样，但成因 不一。硬度：抵抗外来机械作用（刻划、压入、研磨）的能力。分为硬度大（小刀刻不动5.5），中等（小刀能刻 动，指甲刻不动 5.52.5间），小（指甲能刻动2.5）。延展性与脆性：延展性指在外力拉引作用下易成细丝的性质为延性，在外力碾压下易成薄片的性质为展性。 脆性指在外力作用下容易发生碎裂的
6、性质。弹性与挠性：弹性指在外力作用下发生弯曲，外力撤销后，在弹性限度内能够自行恢复原状的性质。例如 云母片。挠性指在外力作用下发生弯曲，外力撤销后不能够自行恢复原状的性质。例如石墨片。 压电性与热点性：压电性是指某些晶体在定向的压伸作用下，垂直应力的两侧表面产生等量异号电荷的 性质。热释电性是指在加热冷却时，在一定的结晶学方向上两端产生相反电荷的性质。矿物的共生组合：共生指同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间的现象 共生矿物指彼此共生的矿物。它们可能是同时形成，或是从同一来源的成矿溶液中依次析出的。矿物的共 生组合指各共生矿物构成的组合。矿物的伴生：不同成因或者不同
7、成矿阶段的各种矿物共同出现在同一空间范围内的现象。 标型矿物（举例）：某些矿物只在某种特定的地质作用中形成与稳定，它的出现就指示了这种地质条件，如： 斯石英指示高压冲击变质条件，辰砂、辉锑矿只在低温热液条件形成。矿物的标型特征（举例）：同种矿物在不同的地质条件下形成时可具有不同的结构、成分、物性特点，这些 特点可反映形成条件。简称矿物标型。如：白云母的晶胞参数b0随压力升高而增大；电器石的颜色与温度 有关，等等。矿物的包裹体：矿物在生长过程中或形成之后被包裹于矿物晶体中的气态、液态、固态物质。按成因类型 可分为：1、原生包裹体： 矿物生长过程中被包裹进来的；特点：沿结晶学方向定向排列，呈环带状
8、分布。2、次生包裹体：矿物生长以后发生破裂，沿裂隙后期溶液（熔体）溶解原晶体，再生长时包裹进来的； 特点：没有结晶学定向，沿晶体的破裂带分布。3、假次生包裹体：矿物生长过程中发生破裂，沿破裂带包裹进来；特点：没有结晶学定向，沿晶体的 破裂带分布，但破裂带只是在晶体内部，没有切断整个晶体。 假像（举例）：交代强烈时，原矿物可全部为新形成的矿物所替代，但仍保持原矿物的晶形。如：褐铁矿呈 立方体，说明是交代黄铁矿形成的，立方体是黄铁矿的晶形。副像（举例）：晶体结构发生变化形成了新的矿物，但保留原矿物的晶形。如：呈六方双锥的a石英是从 B石英变来的，因为六方双锥是B石英的晶形。矿物种：指具有确定的晶体
9、结构和相对固定的化学成分的矿物。 异种（举例）：晶体结构相同，但矿物在次要化学成分或物理性质、形态上呈现出较明显的差异。如：铁闪 锌矿（Zn,Fe）S是闪锌矿ZnS的变种，紫水晶是石英的变种，镜铁矿是呈片状的赤铁矿的变种。活性氧（非桥氧）：SiO44-四面体中与1个Si相联结的0。惰性氧（桥氧）：Si04 4-四面体中与2个相联结的0，其电荷已中和。铝的铝硅酸盐（举例）： Al 可在同一晶体结构中，同时呈四次和六次配位，形成铝的铝硅酸盐，如白云母 KAl2AlSi3010（0H）2。铝硅酸盐（举例）：部分的SiO44-为AlO45-（个别情况下可被BeO46-或BO45-等）所替代，出现过剩的
10、负 电荷成为架状络阴离子，与骨干外的一定的金属阳离子结合成铝硅酸盐。如钙长石CaAl2Si2O8o 铝的硅酸盐：A13+呈六次配位，与02-结合成Al06八面体，存在于硅氧骨干外，起联结络阴离子的普通金 属阳离子（如Mg2+、Fe2+等）的作用，形成铝的硅酸盐，如高岭石Al4Si4O10（OH）8,黄玉Al2SiO4（F, 0H）2。 粘土矿物：产于粘土和粘土岩中的、结晶极细（一般2um）的、以Al、Mg、Fe等为主的含水层状结构 硅酸盐矿物。四面体片：每个SiO44-均以3个角顶分别与相邻的3个SiO44-相联结而成的二维延展的网层（最常见六边形 网），称四面体片，以字母T表示。 八面体片：
11、上下四面体片以顶0相对，并以最紧密堆积的位置错开叠置，在其中形成了八面体孔隙，其中 被Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等阳离子充填，CN=6，配位八面体共棱联结形成了八面体片，以字 母 O 表示。 结构单元层：由八面体片和硅氧四面体片通过共用活性氧相互连结而组成的层状硅酸盐矿物中的最小重复 单位。结构单元层彼此堆垛相连构成矿物的晶体结构。文象结构：由石英和微斜长石或正长石所组成的规则连生体。从断面上看宛如古代的象形文字，故称“文 象结构”。二 主要结构（着重掌握结构中对矿物形态和物理性质产生重要影响的方面）铜型结构（如自然金、自然铜）：等轴晶系，Fm3mo结构中原子呈立
12、方最紧密堆积，配位数为12。原子占 据立方体单位晶胞的角顶及每个面的中心。金刚石型结构：等轴晶系，m3m具立方面心格子。C原子位于立方晶胞角顶和每个面的中心，及相间地 分布于1/2的1/8小立方晶胞的中心；C原子间以共价键结合。配位数为4。石墨结构：层状结构，因而成片状晶形。由于层间以分子键结合，而分子键力较弱，因而石墨硬度较小； 层内和层间化学键力相差悬殊，沿着层面0001方向发育一组极完全解理；因石墨的化学键成分中存在金 属键，因而石墨具有金属晶格矿物的某些性质，如具有金属色，黑色条痕，金属光泽，不透明，具有导电 性等。由于晶体结构中，C原子配位数低，晶体结构较疏松（与金刚石比），因而相对
13、密度较小。NaCl型结构（如方铅矿PbS、石盐）及其衍生结构（如黄铁矿FeS2、方解石）：Cl离子成立方最紧密堆 积，Na离子充填其八面体孔隙，典型的离子键。NaCl型结构的衍生结构（方解石）即NaCl型中的Na+ 和Cl-分别为Ca2+和CO32-取代，其原立方面心晶胞沿某一 L3方向压扁而呈钝角菱面体，即成方解石型 结构。闪锌矿型结构：S2-作立方最紧密堆积，Zn2+充填于1/2的四面体空隙。配位数为4。如闪锌矿ZnS。其衍 生结构有黄铜矿 CuFeS2。金红石型结构：02-近似成六方最紧密堆积，Ti4+位于变形八面体空隙中，Ti4+配位数为6。02-位于以Ti4+ 为角顶所组成的平面三角
14、形之中心,02-配位数为3oTiO6彼此上、下共棱联结成平行c轴的链，链间由Ti06 共角顶相连。如金红石Ti02,锡石SnO2o萤石型结构：Ca2+呈立方最紧密堆积，F-占据所有四面体空隙。CaF2正尖晶石型结构（如尖晶石MgAl2O4、铬铁矿FeCr2O4）： AIV（B2）VIO4o全部A2+充填于1/8的四面体空 隙；全部B3+充填于1/2的八面体空隙。反尖晶石型结构（如磁铁矿Fe3+Fe2+Fe3+O4）： BIV（AB）VIO4o 1/2的B3+充填1/的四面体空隙；全部A3+及另1/2的B3+充填1/2的八面体空隙。1:1 型/TO型结构（如高岭石、蛇纹石）：有一个四面体片和一个
15、八面体片构成的结构。2:1 型/TOT型结构（如滑石、叶腊石、云母族、蛭石）：由2个四面体片（T）夹1个八面体片（0）组成。 即夹心饼干式。二八面体型结构（如高岭石、叶腊石、白云母）：若仅有2/3的八面体位置为三价阳离子（如Al、Fe3+等） 占据，电价即可达平衡，其余1/3的八面体位置则空位。三八面体型结构（如蛇纹石、滑石、黑云母、金云母）在1 ： 1型或2： 1型结构单元层中，基于电价平衡 的要求，若每个八面体位置均为二价阳离子（如Mg2+、Fe2+等）所占据时，所形成的结构为三八面体结构。 三 各章重点1元素的离子类型及其形成的矿物 惰性气体型：外层电子8或2，与氧形成离子键，形成氧化物
16、、含氧盐矿物，又称亲氧元素或亲 石元素。铜型：外层电子18或18+2，与硫形成共价键，形成硫化物，故称为亲硫元素或亲铜元素； 过渡型：外层电子917，有未满的d电子，可形成氧化物、含氧盐，也可形成硫化物，取决于 元素在周期表中的位置（靠近惰性气体型离子还是靠近铜型离子），也取决于外部氧化还原条件。 2地壳中最常见化学元素的丰度特点地壳的主要化学组成为O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti等十种。前8种元素丰度最高， 占地壳占成分的 99%以上，是地壳中各类岩石的基本成分。3影响矿物化学成分的主要原因类质同像：引起矿物化学成分变化的主要因素。特点：离子之间取代，占据晶格位置，可引起结 构、物性等规律性的变化；胶体吸附与脱水：引起胶体矿物（非晶态，准矿物）和含水矿物
