8、矿物成因、分类
矿物的标型性:能够反映矿物或地质体的一 定成因特征的矿物学标志。 (1)标型矿物和标型矿物共生组合 (2)矿物的标型特征
1、标型矿物和标型矿物共生组合 只在某种特定的地质作用中形成和稳定的矿物和特征矿物组合 斯石英——极高压冲击变质 多硅白云母——低温高压变质带 辰砂、辉锑矿——低温热液作用 镁橄榄石+金云母+铬镁铝榴石+铬透辉石+顽火辉 石+钛铁矿+尖晶石+金红石——含金刚石金伯利岩 标型矿物或标型矿物共生组合强调矿物或矿物组 合的单成因性,其本身即是成因上的标志。
伟晶作用
400~700
高温 热液作 用
300~500
中温
200~300
低温
50~200
外生作用环境下主要矿物种类
组成沉积岩的常见矿物有石英、白云母、钾长石、酸 性斜长石、黏土矿物、方解石、白云石、石膏、硬石膏、 赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石、铝土矿、磷矿物、锰矿 物。
为什么火成岩中常见的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性 及基性斜长石在沉积岩中很少出现?
矿物的晶体化学分类
关于矿物种的说明 同质多像变体:虽然成分相同,但结构不同,物理性质也不同,属
不同矿物种。如:金刚石与石墨。
多型变体:成分相同,且结构差异不大,物理性质也相近,属同一矿
物种。如:2H石墨与3R石墨。
多型变体是否需要讲解?
水晶 种
次要化学成分
紫水晶 亚种
赤铁矿 种
形态差异
镜铁矿 亚种
一、形成矿物的地质作用
岩浆作用
岩浆岩
火山作用
内生作用
热液作用
接触作用
地 质 作 用
伟晶作用
外生作用
风化作用 沉积作用
沉积岩
变质作用
接触变质作用 区域变质作用
变质岩
内生作用形成主要矿物种类
内生作用
岩浆作用
温度/℃
>700
矿床类型(主要矿物)
超基性岩主要形成铬、铂族或金 刚石矿床;基性岩主要形成铜镍 硫化物矿床 主要矿物有长石、石英、云母、 锂辉石、锆石、铌钽铁矿、褐钇 铌矿等:绿柱石、电气石、黄玉、 石英等 黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄 铁矿、毒砂;石英、云母、黄玉、 电气石、绿柱石 黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁 矿、自然金等;石英、方解石、 白云石、菱镁矿、重晶石等 雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自 然银等;石英、方解石、蛋白石、 重晶石等
矿物的晶体化学分类
完全类质同像系列:两个端员为两个独立的矿物种,并以中间二分法
将整个系列分为两个矿物种,端员之间的成分可作亚种。如:
Mg[CO3] 菱镁矿 (种) 含铁菱镁矿 Fe[CO3] 菱铁矿 (种)
(亚种)
同一矿物,因次要化学成分或物理性质、形态上出现较明显差异的 ,称为该矿物的变种或异种。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。
矿物的命名
按成分:自然金、钛铁矿;
按物理性质:橄榄石、方解石、重晶石;
按形态:石榴子石、十字石; 按物理性质+化学成分:方铅矿、黄铜矿、磁铁矿; 按物理性质+形态:绿柱石、红柱石; 按地名:高岭石、香花石、包头矿; 按人名:张衡矿
矿物的命名 “矿”--金属矿物:方铅矿、黄铜矿 “石”--非金属矿物:方解石、石榴子石 “晶”--透明矿物:水晶 “玉”--宝石类矿物:黄玉、刚玉 “砂”--细小颗粒产出矿物:辰砂
区域变质作用形成矿物的特点
分类
低级区域变质作用:一般为 白云母、绿帘石、阳起石、 蛇纹石、滑石、绿泥石和黑 云母等含OH的硅酸盐; 中级区域变质作用:角闪石 、斜长石、石英、石榴子石 、透辉石、绿帘石、云母等 ; 高级区域变质作用:生成不 含OH,在高温高压下稳定 的矿物,如正长石、斜长石 、堇青石、矽线石、辉石、 橄榄石、刚玉和尖晶石等。
矿物类举例
硫化物及其类似化合物大类具体分类
简单硫化物(S2-) 复硫化物类([S2]2-)
含氧盐大类具体分类
含氧酸根 + 阳离子 → 盐类化合物。
—[SiO4]4- (硅酸盐类)、[CO3]2- (碳酸盐类) 、 [SO4]2- (硫酸盐类) 、[PO4]3-、[WO4]2-、[BO3]3-、 [NO3]-、[CrO4]2-、[MoO4]2-、[AsO4]3-
矿物亚类举例
岛状硅氧骨干
层状硅氧骨干
环状硅氧骨干
链 状 硅 氧 骨 干
架状硅氧骨干
矿物族和矿物种举例
白云母族 K{Al2 [AlSi3O10] (OH)2
黑云母
黑云母族 K{(Mg,Fe)3} [AlSi3O10] (OH)2
层状硅酸盐亚类
金云母
黑云母 K{(Mg,Fe)3} [AlSi3O10] (OH)2 矿物种 金云母 K{Mg3 [AlSi3O10] (OH)2
① 自然元素矿物(单质)
② 硫化物及其类似化合物矿物(阴离子为S、Se、Te、As等)
③ 卤化物(阴离子为F、Cl、Br、I等) ④ 氧化物及氢氧化物矿物(阴离子为O2-以及OH-)
⑤ 含氧盐矿物 (具有不同的含氧酸根络阴离子团,如[SiO4]4-、[SO4]2-、
[CO3]2-、[NO3]2-、[PO4]3-等)
特点 与原岩的成分和变质程度 向生成不含OH的方向发展
向体积小、比重大的矿物转化
定向压力下,柱状和片状矿物 呈定向排列,使岩石具有片理 和片麻理构造
二、矿物形成的影响因素
矿物形成的条件
温度 压力 组份浓度 介质酸碱度(pH值) 氧化还原电位(Eh值)
石墨
金刚石
不同的地质作用影响因素各不相同
1、概念 是矿物生长过程中或形成之后被捕获包裹于矿物晶体缺陷 (如晶格空位、位错、空洞和裂隙等)中的、至今尚完好封存 在主矿物中并与主矿物有着相界线的那一部分物质。 2、矿物中包裹体的相态 可以是气态、液态或固态。
3、包裹体类型 原生包裹体:是矿物结晶过程中被捕获封存的成岩成矿物
质。
次生包裹体:是矿物形成以后,后期热液沿矿物的微裂隙 贯入,引起矿物局部溶解或重结晶,因而形成的定向排列的包 裹体。 假次生包裹体:是矿物生长过程中,由于构造应力作用, 使矿物晶体产生局部破裂或蚀坑,成矿流体进入其中,因而形 成的包裹体。
2、矿物的标型特征 能反映矿物的形成和稳定条件的矿物学特征。
物理性质标型
形态标型
化学标型
结构标型等
花岗伟晶岩和气成热液矿床: 黑色电气石:温度高于300℃ 红色电气石:温度低于290℃ 物理性质标型(颜色)
立方体
低温
五角十二面体
高温
八面体
形态标型
五、矿物中的包裹体
矿物中的包裹体(inclusion)
分布及其控制因素。
一、矿物形成的地质作用(环境)
离散边界 洋中脊 (离散边界) 汇聚边界
岩石“加工厂”
张应力 洋中脊玄武岩 放射虫软泥 大量蚀变矿物 散发34%的热量
压应力 火山岩(安山岩、粘稠、锥体、矿物多含水)、侵入岩(花岗岩) 沉积岩(火山碎屑岩) 变质岩(低T高P)
物、放射性金属矿物、稀有及稀土金属矿物、贵金属矿物等
等; 非金属矿物:化工原料矿物、耐火材料矿物、冶金辅助
原料矿物、陶瓷玻璃原料矿物、农业原料矿物、研磨材料矿
物、建筑材料矿物、光学电工材料矿物、宝石工艺材料矿 物、天然颜料矿物等等。
3、晶体化学分类
分类依据:矿物的化学成分和晶体结构。 级序 大类 类 (亚类) 族 (亚族) 种 划分依据 单质和化合物类型 阴离子或络阴离子种类 络阴离子结构 晶体结构型和阳离子性质 阳离子种类 确定的晶体结构和相对稳定 化学成分 举 例
自然元素大类、含氧盐大类等 硅酸盐类、硫酸盐类等 岛状、环状、链状、层状、架状 结构硅酸盐亚类 云母族 黑云母亚族、白云母亚族
黑云母 K{(Mg,Fe)3} [AlSi3O10] (OH)2 金云母 K{Mg3[AlSi3O10] (OH)2
在完全类质同象中根据其所 (亚种) 含端元的比例划分
/
目前已发现的矿物大约有3000种,按照晶体化学分类体系, 共分为5大类(依据单质和化合物类型):
“华”--地表次生的松散状矿物:钴华、钼华
“矾”--溶于水的矿物:胆矾
《新英汉矿物种名称》,何明跃,2007,地质出版社
1、汉名尽可能按习惯,体现该矿物的物理、化学特性。有的也着重与其类属关 系相结合,即名称前段表示其性质或成分,其后接以类属名称,例如:镁铁闪石 、铁尖晶石等。少数习惯的音译和意译仍予以保留,例如:贝得石、银星石等。 以著名的人、地名命名的矿物则完全音译或意译并译。 2、以“假”(pseudo)、“副”(para)、“变”(meta)、α、β、γ等希 腊字母参加命名时,皆位于汉名的前端。例:α-石英。 3、参与命名的“羟”(OH)、“氟”(F)、氯(Cl)、“水”等字一般位于名 称的前段。 4、根据矿物成分命名时,阳离子或阴离子团位于名称的前段,并按其化学成分 中的化学元素原子数百分数由少到多,依次排列。 5、矿物汉名词尾的“矿”或“石”,尽量保留。但对硫化物、砷化物、硒化物 、碲化物等矿物名称,多用“矿”。 CNMNC:Commission on New Minerals, Nomenclature, and Classification. .au/ima-cnmnc
矿物的成因分类
矿物的光性分类
矿物的物性分类
1、矿物的成因分类 依矿物的成因类型,可将矿物划分为岩浆矿物、伟晶矿 物、热液矿物、风化矿物、沉积矿物、接触变质矿物以及区 域变质矿物等。
2、矿物的应用分类 按矿物的商业用途分金属矿物和非金属矿物二大类。 金属矿物:黑色金属矿物、有色金属矿物、特种金属矿