第十二讲矿物学通论精要.ppt

第十二讲 矿物学通论1 一、矿物和矿物学 二、矿物的化学组成 一、矿物和矿物学1 矿物的概念Concept of Mineral ? （1）自然界各种地质作用（含宇宙作用）产生的固态单质或化合物； （2）一定的化学成分和内部结构； （3）一定的形态、物理和化学性质； （4）在一定的地质和物理化学条件下稳定； （5）组成岩石和矿石的基本单位。 要点 1 矿物是地质作用的形成物，而不是其它途径的形成物； 2．我们所研究的矿物是无机的固体化合物和单质，而不是气态、液态及有机化合物和单质； 3．矿物具有相对固定的化学成分，但在不破坏内部结构的条件下可有一定范围的变化； 4．矿物随环境的物理化学条件变化而变化，一定成分和结构的矿物反映一定的物理化学条件； 5．矿物、岩石和矿石是三个不同的概念：矿物是组成岩石的基本单位。矿物是组成岩石和矿物基本单元，显然，岩石是矿物的集合体，岩石和矿石既可以是各种矿物的集合体，也可以是某一种矿物的集合体，矿石与岩石和矿物在概念上的根本不同点在于：具有工业利用价值的岩石或矿物称之为矿石。 以α-石英为例 主要产于低温热液活动中，以及外生沉积作用； 化学成分： SiO2 （Si46.7%, O53.3%）; 晶体结构：金红石型， 即阴离子O2-离子成六方最紧密堆积，阳离子位于八面体空隙中，其配位数是6； 化学性质稳定，抗风化，在573℃的温度下稳定存在（ 573℃ ,可变化成其它结构的石英，如β-石英），是自然界最稳定的矿物。 物理性质：结晶态常呈六方柱状，粒状；颜色纯净透明至白色，因含杂质常呈黄色、紫、茶褐、黑、玫瑰等色；无解理，断口常呈贝壳状；玻璃光泽，断口呈油脂光泽；比重2.65. 它是最主要的造岩矿物，三大岩石中均常见。 准矿物(mineraloid)的概念： 自然作用中形成的、具有一定的化学成分的非晶态的单质或化合物，称为准矿物 。 例： 蛋白石 Opal SiO2?nH2O 非晶铀矿 Nasturan Um4+Un6+O2m+3n 注意 天然矿物、宇宙矿物（陨石矿物）、人造矿物 （合成矿物）的概念  2. 矿物学－ 1)是研究天然矿物的一门学科，其研究内容不仅包括矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状和用途，还研究矿物在时间和空间的分布规律及其形成和变化历史。 矿物学是地质学科中最基本的学科之一，它是岩石学、矿床学、地球化学、构造地质学、地史学、水文地质学、工程地质学等学科的基础，而且与结晶学、数学、物理学和化学等基础科学密切相关。由此可见，学好本门课程是十分重要的。 3）现代矿物学的应用 矿物学的应用主要包括两大方面： ① 应用于地质找矿； ② 研究作为矿产资源的矿物本身 的开发和应用。 现代矿物学的发展，不断与相关科学相互渗透，从而产生了一些新兴的边缘学科和新分支。 成因矿物学（genetic mineralogy）和 找矿矿物学（prospecting mineralogy）， 揭示岩石和矿床的成因及地质构造变动条件，指导找矿勘探、矿床的 工业评价和矿石的加工利用等， 不断深化矿物结晶化学理论。 矿物物理学（mineral physics）和 量子矿物学（quantum mineralogy） 揭示矿物的物理性质及表面态、 化学吸附等本质，了解和控制各种 矿物性能的变化，扩大矿物的应用 范围，综合利用矿物资源，促进矿物 材料的研究。 实验矿物学(experimental mineralogy)， 是研究矿物的合成以及在各种条件下 模拟和探索矿物的形成和演变过程 的一门矿物学的分支学科，不仅为 成矿理论提供了基础资料，也为高新 技术领域功能材料的合成奠定了基础。 应用矿物学（applied mineralogy）， 是矿物学向材料科学方向延伸而产生的 矿物学新分支，是矿物材料研究及许多 相关应用科学的重要基础，在矿物材料 合成（包括宝石的人工合成及天然宝石 的优化处理等）、尖端科技材料（如 光学材料、超导材料、磁性材料等） 等方面的研究应用十分重要，其研究是 工业、农业及材料工业等发展的动力。 当前，对矿物材料或原料的应用 日益提出更高的要求，而自然界矿物 资源有限且日渐枯竭，矿产资源危机