自然地理学课件：第二章第一节矿物.ppt

1、第二章第二章 地壳地壳地球是从哪儿来的？地球是从哪儿来的？它一开始就是现在这个模样吗？它一开始就是现在这个模样吗？ ?人们常常思考的一个问题地球形成假说地球形成假说 比较公认的假设为：约66亿年前，银河系里发生过一次大爆炸约50亿年前开始，尘埃星云收缩。重的物质向内部集中，轻的物质向外逸散，后来重的物质形成行星地球约46亿年形成 地球和海洋是如何形成的？只有当太阳系起源问题得到解决了，地球起源问题、地球上的海洋起源问题才能得到真正解决。 地球的 内部圈层构造地壳地幔地核 （一）地壳 地壳是自地表至莫霍洛维奇面之间厚度极不一致的岩石圈的一部分。 大陆地壳的平均厚度为35km，但各地的差异较大。

2、大陆地壳由外向内依次为：风化壳，沉积岩层，硅铝层和硅镁层。地壳结构大体上可将其划分为地壳结构大体上可将其划分为大陆和大洋两大陆和大洋两种地壳类型种地壳类型大陆型：大陆型：大陆型地壳平均厚度约大陆型地壳平均厚度约33km，一，一般变化于般变化于3550km，局部可达，局部可达80km。此。此种地壳类型在近海平原厚度较小，而逐渐延种地壳类型在近海平原厚度较小，而逐渐延伸至内陆及其高山高原，厚度明显增大。伸至内陆及其高山高原，厚度明显增大。大洋型：大洋型：大洋型地壳厚度小，平均约大洋型地壳厚度小，平均约7.3km，般变化于般变化于515km。 （二）莫霍面以下，深度为352 900km的圈层，就是地

3、幔。地幔分上下两层。上地幔深351 000km，表层地理环境的过程都由此发生。65-250km软流层。软流层以上称为岩石圈。 （三） 地核：2 900km以下至地心为地核。 地地 球球 内内 部部 圈圈 层层 结结 构构 第一节、矿物与岩石第一节、矿物与岩石 第二节、构造运动与地质构造第二节、构造运动与地质构造 第三节、大地构造学说第三节、大地构造学说 第四节、地壳演变第四节、地壳演变第二章第二章 地壳地壳第一节第一节 矿物与岩石（矿物篇）矿物与岩石（矿物篇）各主要元素在地壳中的含量分布图各主要元素在地壳中的含量分布图石榴子石X3Y2(SiO4)3石英（sio2）绿柱石金刚石（C） 绿柱石（B

4、e3Al2(SiO3)6）镁或铁橄榄石（Mg2SiO4）刚玉（Al2O3）黄玉（含氟硅酸盐）（Al2SiO2(F,OH)2）刚玉非晶体二氧化硅绿松石CuAl6(PO4)4(OH)85H2O月光石（ 冰长石KAlSi3O8）月光石矿物矿物就在我们身旁就在我们身旁各月份与宝石的象征意义一月 石榴子石：贞洁、真诚、友爱、真实二月 紫晶 ：诚实、平和三月 海蓝宝石或血玉髓： 蓝色尖晶石 沉着、勇敢、聪明四月 钻石 ：纯净、无暇五月 祖母绿： 幸运、幸福六月 珍珠或月光石： 健康、长寿、富有七月 红宝石或变石： 热情、仁爱、尊严八月 橄榄石或缠丝玛瑙 ：夫妻幸福、美满九月 蓝色蓝宝石： 慈爱、诚实、德望

5、十月 碧玺或欧泊 ：欢喜、安乐、去祸得福十一月 黄玉或黄水晶： 友情、友爱、希望、洁白十二月 绿松石或锆石： 胜利、好运、成功钻钻 石石 找寻宝石任务。 什么样的可以成为宝石？ 形态 光泽 力学性质宝石指的是色彩瑰丽、晶莹剔透、坚硬耐久、稀少，并可琢磨成宝石首饰的单晶体或双晶矿物。矿物的概念矿物的概念矿物的定义：矿物的定义：矿物是单个元素或若干元矿物是单个元素或若干元素在一定的地质条件下形成的具有特定素在一定的地质条件下形成的具有特定物理化学性质的单质或化合物，是构成物理化学性质的单质或化合物，是构成岩石的基本单元。岩石的基本单元。 大多数矿物以固态产出大多数矿物以固态产出(如石英、长石、岩盐

6、如石英、长石、岩盐)，但也但也可以呈液态可以呈液态(如水、石油、水银如水、石油、水银)或气态或气态(如火山蒸气如火山蒸气中的中的CO2、水蒸气和天然气等、水蒸气和天然气等)形态产出或胶态产出形态产出或胶态产出(蛋白质蛋白质)。冰也是矿物。冰也是矿物。 矿物多为无机物，矿物多为无机物，但也有若干有机物，如甲烷等。但也有若干有机物，如甲烷等。自然界目前已发现自然界目前已发现3000多种矿物，被利用的只有多种矿物，被利用的只有200来种。来种。人造矿物人造矿物百余种。百余种。造岩矿物造岩矿物组成地壳岩石组成地壳岩石的主要矿物；的主要矿物；造矿矿物造矿矿物形成有用矿产的矿物形成有用矿产的矿物(矿石矿石

7、中有用组分中有用组分)。矿物的主要性质矿物的主要性质一、矿物的形态一、矿物的形态 矿物的形态即矿物的单体及集合体的形状。具有一矿物的形态即矿物的单体及集合体的形状。具有一定成分和内部结构的矿物具有一定的晶体形态特征定成分和内部结构的矿物具有一定的晶体形态特征，因此在矿物鉴定上具有重要意义。，因此在矿物鉴定上具有重要意义。另外，矿物的另外，矿物的形态也受生长环境的影响，形态也受生长环境的影响，因此，它又具有成因上因此，它又具有成因上的意义。的意义。u1矿物的单体形态矿物的单体形态u在相同条件下生长的同种晶粒，总是趋向于形成某在相同条件下生长的同种晶粒，总是趋向于形成某种特定的晶形和形态特征，这就

8、是矿物晶体的结晶种特定的晶形和形态特征，这就是矿物晶体的结晶习性。习性。u一向延伸一向延伸呈柱状、针状、纤维状等，如石膏、角闪呈柱状、针状、纤维状等，如石膏、角闪石；石；u二向延展二向延展呈片状、板状，如石墨、云母；呈片状、板状，如石墨、云母；u三向等长三向等长(等轴状等轴状)呈粒状呈粒状(立方体、八面体立方体、八面体)，如石榴，如石榴石、黄铁矿、磁铁矿。石、黄铁矿、磁铁矿。u相对而言，有长柱状、短柱状、厚板状。相对而言，有长柱状、短柱状、厚板状。一向延伸呈柱状、针状、纤维状等一一 向向 伸伸 长长 晶晶 体体 绿 柱 石石膏晶洞内柱状石膏晶体 二向延展呈片状、板状黑云母白云母三向等长(等轴状

9、)呈粒状石榴石黄铁矿磁铁矿 2矿物集合体的形态矿物集合体的形态 同种矿物的多个单晶同种矿物的多个单晶(单形，聚形多个单形构成单形，聚形多个单形构成)聚集在一起成群产出，即构成集合体。聚集在一起成群产出，即构成集合体。 放射放射状、纤维状、毛发状；鳞片状；状、纤维状、毛发状；鳞片状；粒状粒状(显晶质显晶质集合体，肉眼能分清颗粒界限集合体，肉眼能分清颗粒界限)或或土状土状(疏松者疏松者)或或致致密密块状集合体块状集合体)。A放射状、纤维状、毛发状矿物集合体放射状、纤维状、毛发状矿物集合体孔雀石辉锑矿来自马达加斯加的浅紫色水晶晶簇来自马达加斯加的浅紫色水晶晶簇晶晶 簇：簇：岩石的空洞或裂隙中，良好的

10、生长条件，晶形完好成群产出岩石的空洞或裂隙中，良好的生长条件，晶形完好成群产出 鲕状或豆状鲕状或豆状：园球状集合体，内部具同心层状，园球状集合体，内部具同心层状，2mm称鲕，称鲕，25mm称豆。赤铁矿、石灰岩称豆。赤铁矿、石灰岩(方解石方解石)。 钟乳状钟乳状： 葡萄状、肾状、结核状：葡萄状、肾状、结核状： B隐晶质或胶态集合体隐晶质或胶态集合体(非晶质非晶质)：溶体或胶体直接沉：溶体或胶体直接沉积而成，肉眼不能认颗粒。胶体积而成，肉眼不能认颗粒。胶体老化老化后呈隐晶质或后呈隐晶质或显晶质。显晶质。隐晶质或胶态集合体隐晶质或胶态集合体(非晶质非晶质)玛瑙鲕状集合体鲕状集合体园球状集合体，内部园

11、球状集合体，内部具同心层状，具同心层状，2mm称鲕，称鲕，25mm称豆。称豆。 石石 钟钟 乳、石笋乳、石笋钟乳状：钟乳状：形似冬形似冬季屋檐下凝结的季屋檐下凝结的冰锥，横切面呈冰锥，横切面呈园形，园形，内部具同内部具同心层状心层状(园园)构造，构造，有时还具放射状有时还具放射状构造。洞穴钟乳构造。洞穴钟乳石石(石灰岩地区石灰岩地区)。 肾状赤铁矿肾状赤铁矿 赤铁矿俗称红铁矿，是分布很广的矿物。晶体和块状呈铁黑色至钢灰色。金属至半金属光泽，硬度5-6级，条痕樱红色。外生的胶状溶液凝聚而成的鲕状、肾状、土状及风化成粉末状的赤铁矿呈赫红色，光泽暗淡，硬度降低。矿物的光学性质矿物的光学性质u1透明度

12、透明度：矿物透过可见光的能力。指显微矿物透过可见光的能力。指显微镜下，薄片镜下，薄片(3微米厚微米厚)的透光性。一般地，非的透光性。一般地，非金属矿物都是透明矿物，金属矿物都是透明矿物，金属矿物是不透明金属矿物是不透明矿物，矿物，有些金属矿物为半透明矿物。有些金属矿物为半透明矿物。u2光泽光泽：矿物对可见光的矿物对可见光的反射能力反射能力，根据反，根据反射能力强弱分：金属光泽，半金属光泽，非射能力强弱分：金属光泽，半金属光泽，非金属光泽。后者为透明矿物所具有，如似玻金属光泽。后者为透明矿物所具有，如似玻璃表面的反光者叫璃表面的反光者叫玻璃光泽，珍珠光泽玻璃光泽，珍珠光泽(似珍似珍珠珠)，油脂光

13、泽，油脂光泽(石英石英)。透明矿物透明矿物不透明矿物不透明矿物半半透透明明矿矿物物金属光泽金属光泽金属光泽：金属光泽：反光很强，如小刀、反光很强，如小刀、金、银、自然铜、方铅矿、磁铁金、银、自然铜、方铅矿、磁铁矿等的反光矿等的反光 。 半金属光泽半金属光泽 反光较强，较金属光泽稍弱，有点类似没反光较强，较金属光泽稍弱，有点类似没有磨光的金属器皿的反光，如辰砂、黑有磨光的金属器皿的反光，如辰砂、黑钨矿。钨矿。金刚光泽：金刚光泽：象金刚石状光亮，如金刚象金刚石状光亮，如金刚石、锡石、浅色闪锌矿等。石、锡石、浅色闪锌矿等。 金刚石金刚石 玻璃光泽：玻璃光泽：反光较弱，象玻璃一样反光。自然反光较弱，象

14、玻璃一样反光。自然界多数矿物是玻璃光泽，界多数矿物是玻璃光泽，如水晶、正长石，冰洲如水晶、正长石，冰洲石等。石等。 珍珠光泽珍珠光泽 光线在解理面光线在解理面间发生多次折射和间发生多次折射和内反射，在解理面内反射，在解理面上所呈现的像珍珠上所呈现的像珍珠一样的光泽，如云一样的光泽，如云母等母等。 丝绢光泽丝绢光泽 纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，形成丝绢般的光泽，如形成丝绢般的光泽，如纤维石膏和绢云母纤维石膏和绢云母等。等。 油脂光泽油脂光泽 矿物表面不平，致使矿物表面不平，致使光线散射，如石英断光线散射，如石英断口上呈现的光泽。口上呈现

15、的光泽。 水晶上的贝壳状断口 蜡状光泽蜡状光泽 像石蜡表面呈现的像石蜡表面呈现的光泽。如蛇纹石、滑石光泽。如蛇纹石、滑石等致密块体矿物表面的等致密块体矿物表面的光泽。光泽。 土状光泽土状光泽 矿物表面矿物表面暗淡如土，如暗淡如土，如高岭石等疏松高岭石等疏松细粒块体矿物细粒块体矿物表面所呈现的表面所呈现的光泽。光泽。u3颜色颜色与与条痕条痕：矿物吸引了白光中某种波长的色光：矿物吸引了白光中某种波长的色光后后(黄，绿，红黄，绿，红)所表现出来的互补色；对各种色光所表现出来的互补色；对各种色光吸收均匀，即黑色或灰色；基本上都不吸收即白色吸收均匀，即黑色或灰色；基本上都不吸收即白色。u 矿物的颜色是由

16、其化学成分和结构特征决定的，矿物的颜色是由其化学成分和结构特征决定的，固定不变的，是重要鉴定标志。但是，外来原因可固定不变的，是重要鉴定标志。但是，外来原因可使颜色不固定。使颜色不固定。 条痕是矿物粉末的颜色。它对于基些金属矿物具有条痕是矿物粉末的颜色。它对于基些金属矿物具有重要的鉴定意义。如赤铁矿有赤红、铁黑或钢灰者重要的鉴定意义。如赤铁矿有赤红、铁黑或钢灰者，但其条痕则总为樱红色。比较稳定。透明矿物的，但其条痕则总为樱红色。比较稳定。透明矿物的条痕都是近白色，无鉴定意义。条痕都是近白色，无鉴定意义。 黄黄 铁铁 矿矿 条痕条痕绿黑色绿黑色 ；赤赤 铁铁 矿矿 条痕条痕樱红色。樱红色。几种矿

17、物条痕的颜色力学性质力学性质 (1)硬度硬度： (2)解理：解理： (3)断口断口 (4)弹性及挠性弹性及挠性 (5)比重：比重：力学性质力学性质u(1)硬度：硬度：矿物抵抗外力的能力。矿物抵抗外力的能力。u摩氏硬度计分为十级摩氏硬度计分为十级(相对高低，不是绝对数值相对高低，不是绝对数值)：u1滑石滑石2石膏石膏3方解石方解石4萤石萤石5磷灰石磷灰石u6正长石正长石7石英石英8黄玉黄玉9刚玉刚玉10金刚石金刚石硬度：硬度：矿物抵抗外力刻划的能力，摩氏硬度级相对硬度为：矿物抵抗外力刻划的能力，摩氏硬度级相对硬度为： 摩氏硬度 15级1级 滑滑石石; 2级 石石膏膏; 3级 方解方解石石; 4级

18、 萤萤石石; 5级 磷磷灰灰石石在野外工作中: 指甲2.5, 铜板3.0,小刀5.5, 玻璃5.5, 钢锉6.5.那么： 玻璃刀的材料硬度可能是什么？摩氏硬度69级6级 长长石石7级 石英石英8级 黄玉9级 刚刚玉玉 10级 金刚石摩摩 氏氏 硬硬 度度u(2)解理：解理：矿物受力后沿一定方向规则裂开矿物受力后沿一定方向规则裂开成光滑面的性质叫解理。裂开面称解理面成光滑面的性质叫解理。裂开面称解理面。云母一个方向，方解石三个方向。云母一个方向，方解石三个方向。u极完全解理：极完全解理：云母；云母；完全解理：完全解理：方解石、方解石、方铅矿方铅矿u中等解理：中等解理：长石；长石；不完全解理：不完

19、全解理：磷灰石磷灰石 矿物的解理只有一个方向，矿物的解理只有一个方向，称一组解理；称一组解理； 矿物的解理有两个方向，矿物的解理有两个方向，称二组解理；称二组解理； 矿物甚至有三个方向和四个方向的，矿物甚至有三个方向和四个方向的，称多称多组解理。组解理。 一组解理：如云母、蛭石一组解理：如云母、蛭石 二组解理二组解理 ：如辉石、角闪石：如辉石、角闪石三组解理三组解理 ：如方铅矿：如方铅矿多组解理多组解理 ：萤石：萤石u 极完全解理极完全解理 云母云母u 完全解理完全解理 方解石方解石u 中等解理中等解理 正长石正长石u 不完全解理不完全解理 磷灰石磷灰石u 极不完全解理极不完全解理 石英石英不

20、同矿物或同一矿物的不同方向上，不同矿物或同一矿物的不同方向上，解理发育的程度是不一样解理发育的程度是不一样p(3)断口：断口：受力后不沿一定方向裂开，而破裂成不规则的破裂受力后不沿一定方向裂开，而破裂成不规则的破裂面。解理不完全，则断口愈显著。面。解理不完全，则断口愈显著。p贝壳状断口石英；贝壳状断口石英；参差状断口黄铁矿；参差状断口黄铁矿；平坦状断口块平坦状断口块状高岭土。状高岭土。p(4)弹性及挠性：弹性及挠性：矿物受力后发生弯曲面而不断裂，外力消除矿物受力后发生弯曲面而不断裂，外力消除后，又能恢复原状的性质叫弹性。外力消除后，后，又能恢复原状的性质叫弹性。外力消除后，不再恢复原不再恢复原

21、状的性质叫矿物的挠性。状的性质叫矿物的挠性。云母具弹性；辉钼矿具挠性。云母具弹性；辉钼矿具挠性。p(5)比重：比重：与相同体积水之重量比。分三级：与相同体积水之重量比。分三级：轻比重轻比重小于小于2.5，如石墨；，如石墨；中等比重中等比重2.54，如石英、方解石；，如石英、方解石；重比重比重重大于大于4，如重晶石、磁铁矿。，如重晶石、磁铁矿。 宝石指的是色彩瑰丽、晶莹剔透、坚硬耐久、稀少，并可琢磨成宝石首饰的单晶体或双晶矿物。 几种常见矿物的特征u矿物分类，矿物分类，7大类：自然元素类，硫化物类，大类：自然元素类，硫化物类，氧化物类，氢氧化物类，卤化物类，含氧盐类氧化物类，氢氧化物类，卤化物类

22、，含氧盐类，硅酸盐类。后两种占全部矿物的，硅酸盐类。后两种占全部矿物的1/3。质量。质量占占17%和和75%。硅酸盐矿物 1、石英、石英 2、正长石、正长石 3、斜长石、斜长石 4、云母、云母 5、橄榄石、橄榄石 6、普通辉石、普通辉石 7、普通角闪石、普通角闪石 8、方解石、方解石 9、白云石、白云石 正正 长长 石石 长长 石石 斜长石斜长石 板状或扁柱状,聚片双晶常见,集合体块状或粒状,白色至暗灰色,偶有肉红色.玻璃光泽.二组完全解理,解理夹角87。 钠钠 长长 石石 和和 海海 兰兰 宝宝 石石 图图2.8 角闪石角闪石(Ca，Na)2-3(Mg，Fe，Al)5(Al，Si)8O22

23、(OH)2 橄榄石是一种岛状结构硅酸盐矿物，化学分子式为(Mg，Fe)2SiO4，属斜方晶系。晶体形态常呈短柱状，集合体多为不规则粒状。颜色多为橄榄绿、黄绿、金黄绿或祖母绿色。玻璃光泽，透明。橄榄石的组成物质也是地幔岩的主要组成矿物之一。地壳中与地幔物质有关的各种喷出的或侵入的基性、超基性岩都含有大量的橄榄石。方解石（方解石（caco3）方解石是地壳最重要的造岩矿石。英文名:calcite，属变岩，碳酸盐矿物，化学成分：CaCO3 ，三方晶系，三组完全解理，断口;玻璃光泽.完全透明至半透明，普通为白色或无色，因含有其它金属致色无素呈现出淡红，淡黄,淡茶，玫红,紫，多种颜色，条痕白色，硬度2.7

24、04-3.0，比重2.62.8白云石（caMg（co3）2）具有完整的解理以及菱面结晶。颜色多为白色、灰色、肉色、无色、绿色、棕色、黑色、暗粉红色等，透明到半透明，具有玻璃光泽，硬度3.5-4，比重2.85-2.9石石 墨墨方铅矿与黄铜矿方铅矿与黄铜矿磁磁 铁铁 矿（八面体）矿（八面体） 褐褐 铁铁 矿矿 Fe2O3nH2O 含铁一般3040%实际上非单独矿物，是以针铁矿等的铁的氢氧化物为主，并含水、二氧化硅和泥质的混合物，固成分变化较大。通常呈块状、土状、钟乳状或葡萄状。 紫紫 色、绿色、绿 色色 萤萤 石石CaF (夜明珠夜明珠) 石膏 CaCO32H2O 晶体呈板状，少数呈柱状。有的晶面

25、上有纵纹，常见接触双晶称燕尾双晶。也有纤维状、粒状、致密块状集合体。白色、无色或灰色。一般呈玻璃光泽，而纤维状者呈丝绢光泽。板状石膏有一组解理。 石石 榴榴 石石 （红色镁铝榴石）（红色镁铝榴石）土土 状状 (高高 岭岭 石石) 萄萄 葡葡 状状 （皮壳状）（皮壳状） 孔孔 雀雀 石石孔 雀 石 Cu2CO3（OH）在我国古代又称石绿、绿青、青琅千，常作为颜料，其色艳经久不败。晶体少见常呈针状、放射状集合体或内部呈同心层状、放射状构造的钟乳状、肾状、葡萄状等隐晶集合体，色鲜绿，玻璃光泽；呈纤维状者呈丝绢光泽。孔雀石是铜矿床的典型风化矿物，可作铜矿的找矿标志，大量产出时可作为炼铜的原料。复复 习习 u元素、同位素、造岩元素；元素、同位素、造岩元素；u矿物的主要物理性质：形态单体、集合体；光学矿物的主要物理性质：形态单体、集合体；光学性质透明度、光泽、颜色、条痕；力学性质硬性质透明度、光泽、颜色、条痕；力学性质硬度（摩氏硬度计）、解理、断口、裂开、弹性和挠度（摩氏硬度计）、解理、断口、裂开、弹性和挠性；比重；磁性；放射性；吸水性；气味、味道。性；比重；磁性；放射性；吸水性；气味、味道。u常见矿物的特征。常见矿物的特征。