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第二章 矿 物 §1. 元 素 元素 同位素 元素是地壳的基本组成，已知元素108种自然元素共92种，其它为人工元素 §1. 元 素 元素的分布 O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg占地壳总量的 98.59% O, Si 达 73%。 §1. 元 素 克拉克值 地壳中元素平均质量的百分比 美国科学家克拉克提出 结果源自全球地壳中5119个样品分析结果 纪念这个创举，把它命名为克拉克值。 §1. 元 素 克拉克值的作用 元素含量的标准,用以判断局部地段元素的富集程度 富集:样品元素含量克拉克值 亏损:样品元素含量克拉克值 §1. 元 素 克拉克值的作用 克拉克值大小反映元素在地壳中富集程度 克拉克值小:元素不富集 克拉克值大:元素富集 克拉克值:FeAu 克拉克值作业 找出十种元素的克拉克值 要求注明出处 根据找出的元素克拉克值进行地壳中的富集度排序,并提出元素价格的推断及排序 简要讲述两种元素可能的价格差异的理由 §2．矿物的概念 矿物的定义 天然产出的内部质点有序排列的均匀固体(自然元素的单质和化合物) §2．矿物的概念 矿物的特点 天然产出,有一定的特性 具有特定的（并非固定的）化学成分 可用一定的化学分子式表示 具有特定的晶体结构的均匀固体 为无机作用形成 矿物进一步组成岩石或矿石 §2．矿物的概念 矿物的特点 矿物只在一定的地质条件下相对稳定 外界条件改变至一定程度时，成分、结构发生变化，生成适应新环境的新矿物 黄铁矿与空气、水分反应，生成褐铁矿 问题 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(蛋白质)是矿物吗? 请求证 矿物学 以矿物为研究对象的分支学科 了解矿物的网页 /; /dbases.htm 矿物的数量 自然界目前已发现3000多种矿物，被利用的只有200来种。 人造矿物百余种。 造岩矿物 组成地壳岩石的主要矿物 造矿矿物 形成有用矿产的矿物(矿石中富含有用组分的矿物)。 矿物的晶体结构 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。 矿物的晶体结构 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。 晶体结构 晶体内部质点有规律排列的格子状结构 非晶质体 质点无规则排列(无格子状构造) 无几何多面体外形的固体 胶体：胶体粒子(一个胶体粒子包括一个或多个分子)凝聚而成,如蛋白石SiO2·nH2O； 玻璃：由岩浆快速冷凝，不结晶形成的非晶体 矿物的晶体结构 晶体的性质 最小内能 稳定性 均一性(比重等) 异向性 对称性 自限性(晶面--几何形态)。 晶面 包围晶体的平面 矿物的晶体结构 晶形——晶体外部形态 每种矿物有一定的外形 食盐--立方体 方解石--菱体 磁铁矿--八面体,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 石英--六方柱和六方双锥。 并非所有晶体矿物都能以规则的晶形产出 矿物的晶体结构 晶体的对称要素 对称面、对称轴、对称中心 晶体分类 依据----对称程度不同 高、中、低三大晶族 七个晶系 立方、六方、三方、四方、正交、单斜、三斜 矿物的晶体结构 同质多象 相同化成分的物质在不同的地质条件（P、T）下，可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物。 碳原子可以形成金刚石或石墨 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。 矿物的晶体结构 类质同象 矿物晶体结构中的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 但晶体结构不变 物理性质差异一般不大。 如：镁橄榄石（Ｍg）2[SiO4] 中 Mg++可部分为Ｆe++替代,变为镁铁橄榄石（Ｍg,Fe）2[SiO4] 或铁铁橄榄石（Fe,Mg）2[SiO4] 矿物的分类 单纯以化学成分为依据的化学成分分类。 以元素的地球化学特征为依据的地球化学分类 以矿物成因为依据的成因分类 目前广泛采用的是以矿物的成分、结构为依据晶体化学分类。 采用按晶体化学原则的分类:七大类： 自然元素矿物 硫化物及其类似物 卤化物矿物 氧化物 氢氧化物矿物 含氧酸盐矿物 硅酸盐矿物 采用按晶体化学原则的分类:七大类： 自然元素矿物 金、金刚石、自然铜、自然银、石墨 硫化物及其类似物 黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。 卤化物矿物 食盐、萤石等 氧化物 铬铁矿、石英等。 氢氧化物矿物 褐铁矿，软锰矿等 含氧酸盐矿物（最重要）： 硫酸盐矿物：石膏、芒硝、重晶石等。 碳酸盐矿物：方解石、白云石、孔雀石等 硅酸盐矿物 长石，角闪石等 硅酸盐矿物 种类繁多，约占已知矿物种数的 ?，占地壳总重量的 85%。