工程地质-矿物

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1、第二章地球中的元素及矿物§1.地球中的元素§2.地球中的矿物§1.地球中的元素地球的质量近60万亿亿吨（5.976×1027g）几乎都集中在平均半径为6371km的固体地球内以岩石和金属的形态出现其平均密度为5.52g/cm3大气、水和生物体的总质量不足0.1%地壳由各种岩石构成岩石由矿物构成矿物由元素组成地球物质复杂多样地球上多种多样的物质，都是从基本粒子聚变而开始的首先是氢合成氦，氦再进一步合成其它元素约在140亿年前的大爆炸以后50–100亿年时，从轻元素到重元素，现今所有的元素就已逐渐形成美国化学

2、家克拉克(F.W.Clarke,1847-1931)根据大陆地壳中的5159个岩石、矿物、土壤和天然水的样品分析数据，于1889年第一次算出元素在地壳中的平均含量数值(平均重量百分比)，即元素的丰度后人为了纪念这个创举，将它命名为克拉克值。7地壳中各元素的丰度①氧(45.2%）⑦钠(2.32%)②硅(27.2%)⑧钾(1.68%)③铝(8%)⑨钛(0.68%)④铁(5.8%)⑩氢(0.14%)⑤钙(5.06%)⑪锰(0.10%)⑥镁(2.77%)⑫磷(0.10%)其它所有元素(0.95%)整个地球的物质（按重量计算

3、）各元素的丰度铁34.6%；氧29.5%；硅15.2%；镁12.7%;镍2.4%；硫1.9%；钙和铝2.2%其它所有元素共占1.5%•地核：大部分以金属状态存在的铁和镍地壳和地幔：大部分是氧和硅，镁、铁、铝也较多水圈：以氧和氢为主生物圈：主要为碳、氢、氧和氮大气圈、水圈和生物体中的所有元素的质量和地球的总质量相比，不及千分之一自然界物质组成的元素差异§2.自然界中的矿物天然产出的、具有一定化学成分和物理性质的均匀固体，通常由无机作用所形成矿物的集合体称为岩石岩石是混合物请注意分清岩石和矿物孔雀石金刚石红宝

4、石(刚玉)水晶石英矿物的定义是由天然产出且具有特定的（但一般并非固定的）化学成分和物理性质的均匀固体，通常由无机作用所形成(但也有液态的矿物，如汞（水银）)。煤碳花岗岩石油这些并非矿物黄铁矿晶体晶体与非晶体晶体——内部质点（原子、离子）在三维空间周期性重复排列（即有序排列）的固体。非晶体——内部质点排列无序。晶体矿物——具有晶体结构的矿物。晶体形态立八方面体体菱二菱面面形体体十NaCl的晶体形态矿物晶体内部------格子构造矿物晶体内部------格子构造矿物晶体结构─矿物的DNA绝大部分矿物都是晶体德国物理家冯

5、·劳埃(M.VonLaue,1879-1960)用X光观测晶体，发现不管晶体的外形如何，内部的原子、离子、分子都是有序的排列这种质点的有序排列，就好像生物的基因物质──脱氧核糖核酸（DNA）一样矿物的各种特征不仅与它的化学成分相关更受到它晶体构造的控制玛瑙蛋白石25同质多像相同化学成分的物质不同PT条件下，形成不同的晶体结构，成为不同的矿物。如同为单质碳的石墨和金刚石。矿物分类自然元素矿物：如金，金刚石、石墨、铜、银等卤化物矿物：如食盐、钾盐、萤石(CaF)等2硫化物矿物：如黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿

6、、雄黄等氧化物和氢氧化物矿物：如赤铁矿、磁铁矿、铬铁矿、锡石、铝土矿、软锰矿、硬锰矿、石英等石英（SiO）2含氧酸盐矿物：最重要的是下面三种：硫酸盐矿物：有石膏(Ca)、芒硝(Na)、重晶石(Ba)等碳酸盐矿物：如方解石、孔雀石、白云石硅酸盐矿物：约占已知矿物种数的1/429矿物物理性质包括☎晶体形态☎光学性质☎力学性质☎其它一些物理性质矿物集合体的形态•同种矿物的许多个单体聚合在一起形成的整体称矿物集合体。自然界的地质条件较为复杂、呈完好晶形以单体产出的矿物较少，绝大多数矿物都是以多个单体聚合在一起产出，晶质矿物

7、集合体形态：根据集合体中矿物颗粒大小可分为两类：肉眼或放大镜可辨认矿物颗粒界限的显晶集合体和只能在显微镜下辨认出矿物单体的隐晶集合体。显晶集合体用肉眼或放大镜可分辨出矿物颗粒界限的集合体叫显晶集合体。描述时，应注意矿物单体的形状、大小、集合方式。粒状集合体：是三向等长的单体的不规则聚合体块状集合体：致密块状、土状块状、肉冻状块状板状、片状、鳞片状集合体：是片状或板状单体的不规则聚合体。柱状、针状集合体：是柱状或针状单体的不规则聚合体矿物集合体的形态按单体的结晶习性及集显晶集合体形态合方式的不同可分为粒状、片状、板状、

8、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等集合体片／板状集粒状集合体合体毛发状集合体棒状集合体针状集合体晶簇鲕(er)状集合体由许多如鱼子大小的圆球群所组成的矿物集合体。豆状集合体由许多如豌豆大小的圆球群所组成的矿物集合体。矿物的光学性质-颜色37自色（idiochromaticcolor）:矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定