【正文】 之，若這些不同的質(zhì)點(diǎn)在其中全都隨機(jī)分布，便稱為無序態(tài)。完全有序和完全無序結(jié)構(gòu)的有序度則分別為1和0。礦物學(xué)第十一章 礦物及礦物學(xué)o 礦物的概念o 礦物學(xué)的概念o 礦物學(xué)發(fā)展簡況o 礦物學(xué)與其他科學(xué)的關(guān)系礦物的概念：o 地質(zhì)作用或宇宙作用形成的，（強(qiáng)調(diào)非人工合成）o 具有一定化學(xué)成分與內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)，且在一定物理化學(xué)條件下相對穩(wěn)定的化合物或單質(zhì)，(由此可區(qū)分不同礦物)o 巖石和礦石的基本組成單位。第十二章 礦物的化學(xué)成分o 地殼中化學(xué)元素豐度對礦物化學(xué)成分的影響o 元素的離子類型與礦物種類的關(guān)系o 礦物化學(xué)成分變化的影響因素o 礦物中的水o 礦物的化學(xué)式及其計(jì)算一、地殼中化學(xué)元素的豐度o 元素在地殼中的平均含量的百分?jǐn)?shù)，叫克拉克值（美國學(xué)者克拉克（） 最先提出），可分為：質(zhì)量克拉克值，原子克拉克值?？死酥祵ΦV物化學(xué)成分的影響:o 克拉克值高的元素組成的礦物種含量也高，地殼上的礦物種主要是由前述8種元素組成的硅酸鹽（占地殼總質(zhì)量的3/4）和氧化物（占地殼總質(zhì)量的1/5） ；o 但是，地殼上的礦物種除了受克拉克值影響外，還要受到元素的地球化學(xué)性質(zhì)的影響： 聚集元素：Au、Ag、Bi、Sb等，盡管克拉克值很低，但它們的地球化學(xué)性質(zhì)是趨于聚集的，所以能夠形成獨(dú)立的礦物種，甚至富集成礦； 分散元素：Ru、Cs、Ga、In等，盡管克拉克值很高，但它們的地球化學(xué)性質(zhì)是趨于分散的，所以不能夠形成獨(dú)立的礦物種，往往以微量元素混入物（如類質(zhì)同像形式）賦存于其他礦物種中。但是，元素的離子類型與礦物種的關(guān)系不是絕對的，在極端外部條件下，也可改變，如：Cu+在氧化環(huán)境下也可形成氧化物：赤銅礦Cu2O三、礦物化學(xué)成分變化的影響因素：o 類質(zhì)同像：引起礦物化學(xué)成分變化的主要因素。關(guān)于膠體礦物：o 膠體的概念：細(xì)分散體系，含分散相（膠粒，一般小于100nm）和分散媒（相當(dāng)于溶劑，一般是水），與真溶液是不同的。這就導(dǎo)致了膠體礦物的化學(xué)成分極不穩(wěn)定。C），脫水后結(jié)構(gòu)改變，如：石膏Ca[SO4] ?2H2O。穩(wěn)定性介于吸附水與結(jié)晶水之間。例如： K{Al2[(Si3Al)O10](OH)2} CaMg[CO3] (Zn,Fe)S SiO2?H2O請同學(xué)們讀懂上述晶體化學(xué)式的含義。如：石榴子石的晶習(xí)為四角三八面體。這只能說明，這兩種礦物的晶習(xí)非常不穩(wěn)定。根據(jù)單晶體晶習(xí)（粒狀、片狀、柱狀）和集合方式（放射狀、束狀、簇狀等）來描述.o 隱晶和膠態(tài)集合體：肉眼或借助于放大鏡不能分辨單晶體輪廓。根據(jù)具體形狀還可以分為：葡萄狀、腎狀、石筍、石柱等等。礦物自色的呈色機(jī)理：礦物對可見光吸收后，透射和反射光的混合色?？梢姽獾哪芰渴呛苄〉模?，礦物晶體結(jié)構(gòu)中必須要有能級差很小的電子軌道，電子才能吸收可見光的能量發(fā)生躍遷。3）能帶間電子躍遷：晶體結(jié)構(gòu)中的許多離子、原子，其電子軌道要發(fā)生“干涉、交叉”，形成一個非常復(fù)雜的能級結(jié)構(gòu)，稱為能帶。通常在白色無釉瓷板上刻畫所得。因此，條痕在鑒定礦物過程中非常有用！與礦物顆粒顏色關(guān)系：礦物條痕的顏色可以與礦物顆粒的顏色相同，也可以不同。 還可根據(jù)條痕劃分： 無色、白色條痕－透明， 彩色條痕－半透明， 黑色條痕－不透明。 半金屬光澤：反光較強(qiáng)，也具金屬色，條痕深彩色，不透明－半透明。 光澤等級的劃分是比較難的，要靠經(jīng)驗(yàn)，條痕是一個非常好的評判參考。礦物的發(fā)光性：在外加能量激發(fā)下礦物發(fā)出可見光。晶體的發(fā)光性研究是晶體材料學(xué)里一個非常重要的研究領(lǐng)域，并且廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)社會。 1）與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，沿化學(xué)鍵弱的面網(wǎng)裂開；2）可以有多個方向的解理并且分布具有對稱性，因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)是對稱的；3）可以用單形符號來描述解理的結(jié)晶學(xué)方向性，因?yàn)橥粏涡蔚木嫘再|(zhì)相同，面網(wǎng)性質(zhì)也相同，產(chǎn)生解理的性質(zhì)也相同。如螢石晶體；4）對于多鍵型晶格，一般沿分子鍵裂開； （圖片）5）對于金屬鍵晶格，一般無解理，因?yàn)榻饘冁I各向鍵性均勻。o 解理等級的劃分是比較難的，要憑經(jīng)驗(yàn)。非晶體結(jié)構(gòu)的原因指：定向包裹體、定向出溶體在晶體結(jié)構(gòu)中的某些面網(wǎng)上排列，導(dǎo)致這些面網(wǎng)容易破裂。對斷口的描述僅僅是根據(jù)形狀，如：貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、參差狀斷口、土狀斷口等。礦物的硬度直接與礦物內(nèi)部化學(xué)鍵強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)緊密度有關(guān)。o 礦物的彈性：在外力作用下發(fā)生彎曲，外力撤銷后，在彈性限度內(nèi)能夠自行恢復(fù)原狀的性質(zhì)。礦物的彈性和撓性主要是針對一些層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)的礦物，如果在層間或鏈間是離子鍵，則在外力作用下，層間或鏈間可以發(fā)生一定晶格滑動，但離子鍵并沒有被破壞，一旦外力消失，離子鍵還會使晶格恢復(fù)原狀；但是，如果層間或鏈間使分子鍵，則在外力作用下分子鍵很容易被破壞，破壞了的分子鍵不能使滑動了晶格再恢復(fù)原狀。脆性礦物一般化學(xué)鍵性較強(qiáng)，不易發(fā)生晶格滑動，外力較強(qiáng)時發(fā)生晶格破裂，不能重新成鍵；而延展性一般都是金屬鍵，化學(xué)鍵較弱且破壞后容易重新成鍵，所以在晶格滑動后又重新建立化學(xué)鍵，使變形后的晶格同樣穩(wěn)定。o 一些力學(xué)性質(zhì)與化學(xué)鍵的關(guān)系：彈性－層間離子鍵；撓性－層間分子鍵；延展性－金屬鍵。（即通常所說的比重）鑒定礦物時，通常將礦物相對密度分三級：輕的：，如石墨、石鹽、石膏；中等的：～4，如大多數(shù)非金屬礦物：石英、螢石等；重的：相對密度大于4，如大多數(shù)金屬礦物：黃鐵礦、自然金；也有部分非金屬礦物：重晶石等。礦物的磁性是由礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)中未成對電子的自旋磁矩產(chǎn)生的，這些未成對電子自旋磁矩（微觀的）在外磁場下發(fā)生定向排列，產(chǎn)生了宏觀磁性。有的能級介于中間，在外部條件下（如升溫）可以導(dǎo)電，稱半導(dǎo)體。o 壓電性是指某些晶體在定向的壓－伸作用下，垂直應(yīng)力的兩側(cè)表面產(chǎn)生等量異號電荷的性質(zhì)。第十八章 自然元素大類 呈單質(zhì)狀態(tài)產(chǎn)出的礦物；也可以是多種金屬元素形成的金屬互化物（類似于合金）。用途：“硬通貨”，裝飾，精密儀器，耐高溫、腐蝕材料等。第十九章 硫化物及其類似化合物大類 方鉛礦形態(tài)：粒狀、致密塊狀物理性質(zhì)：鉛灰色，強(qiáng)金屬光澤，立方體解理），硬度小于小刀，重。磁黃鐵礦形態(tài)：致密塊狀。黃鐵礦形態(tài)：常見晶體形態(tài)好物理性質(zhì)：淺銅黃色，金屬光澤，無解理，硬度大。氫氧化物一般只在地表?xiàng)l件下穩(wěn)定。物理性質(zhì)：鋼灰色，櫻桃紅條痕，金屬－半金屬光澤，硬度較大，無解理。玻璃光澤，斷口油脂光澤，硬度較大，無解理，貝殼狀斷口。物理性質(zhì)：各種顏色，玻璃光澤，無解理，硬度大。鋁土礦形態(tài)、物理性質(zhì)：鮞狀，致密塊狀，灰色，土狀光澤，土臭味。如：硅酸鹽，含[SiO4] 碳酸鹽，含[CO3] 硫酸鹽，含[SO4] 磷酸鹽，含[PO4] 鎢酸鹽，含[WO4] ………絡(luò)陰離子團(tuán)中心陽離子電價高，半徑小，與O的結(jié)合鍵力很強(qiáng)，形成一個緊密的結(jié)構(gòu)基團(tuán)；絡(luò)陰離子與外部陽離子結(jié)合較弱，一般為離子鍵。如果存在兩種形式的Al，叫鋁的鋁。島狀骨干：包括孤立的[SiO4]，也包括雙四面體[Si2O7] 環(huán)狀骨干：[SiO4]四面體共角頂連接成封閉的環(huán)鏈狀骨干：[SiO4]四面體共角頂連接成無限延伸的鏈，可以有單鏈和雙鏈：層狀骨干：[SiO4]四面體共角頂連接成無限伸展的層架狀骨干：[SiO4]四面體共4個角頂連接成架狀：鋁的作用：Al在硅酸鹽起著雙重作用： AlIV：代替Si進(jìn)入四面體，在骨干內(nèi)，形成鋁硅酸鹽；如：鈉長石Na[AlSiO8]。硬錳礦形態(tài)、物理性質(zhì)：致密塊狀，葡萄狀，鐘乳狀，黑色，硬度大。鉻鐵礦形態(tài)：八面體{111}，但較少見晶形。有變彩效應(yīng)。物理性質(zhì)：暗紅色，金剛光澤，硬度較大，{110}解理。玻璃光澤，硬度大，耐高溫、耐腐蝕。第二十章 氧化物和氫氧化物大類 形態(tài)、物理性質(zhì)：常見完好晶形，硬度大，大多表現(xiàn)為非金屬礦物、半金屬礦物的特點(diǎn)。輝鉬礦形態(tài)：片狀物理性質(zhì)：鉛灰色，金屬光澤，{0001}極完全解理，解理片具撓性，硬度小。物理性質(zhì)：棕褐色，含F(xiàn)e多時可呈黑色，半金屬光澤－金剛光澤，{110}解理黃銅礦形態(tài)：致密塊狀。金剛石形態(tài)：呈單晶體產(chǎn)出，八面體、菱形十二面體等。物理性質(zhì)：自然金屬元素礦物－－金屬鍵的特點(diǎn)（有哪些特點(diǎn)？）；自然非金屬元素礦物－－非金屬鍵的特點(diǎn)，物性各異，與化學(xué)鍵有關(guān)。當(dāng)在壓－伸作用不斷交替時，則會產(chǎn)生交流電場，稱壓電效應(yīng)；當(dāng)晶體置于交變電場時，會產(chǎn)生機(jī)械伸縮，稱電致伸縮。o 介電性是指不導(dǎo)電礦物或?qū)щ娦院苋醯牡V物在外電場下被極化產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì)。o 導(dǎo)電性是指礦物對電流的傳到能力，它與礦物內(nèi)部電子的能級結(jié)構(gòu)有關(guān)。o 礦物的磁性：在外磁場作用下被磁化的性質(zhì)。C時同體積水的質(zhì)量之比（4176。o 要熟練掌握用單形符號表示解理異向性（對稱性）的方法。但要與礦物的硬度區(qū)分：有脆性的礦物并不是硬度??！o 礦物的延展性：在外力拉引作用下易成細(xì)絲的性質(zhì)為延性，在外力碾壓下易成薄片的性質(zhì)為展性，同稱延展性。o 礦物的撓性：在外力作用下發(fā)生彎曲，外力撤銷后不能夠自行恢復(fù)原狀的性質(zhì)。對于結(jié)構(gòu)緊密度：等型等鍵結(jié)構(gòu)，離子（原子）半徑越小，硬度越大；例如：Mg[CO3]Ca[CO3]（Mg比Ca小，所以Mg[CO3]硬度大）同化學(xué)成分的礦物，則呈最緊密堆積結(jié)構(gòu)的、或配位數(shù)大的，硬度越大，例如：方解石與文石（Ca[CO3]）（方解石中Ca為6次配位，文石中Ca為9次配位，所以文石硬度大）用這十種礦物刻劃所測礦物，就可測出礦物的硬度。礦物的硬度：抵抗外來機(jī)械作用（刻劃、壓入、研磨）的能力。斷口：與解理正好相反，晶體在外力作用下不裂開為平面，而是不平整的，就叫斷口。o 裂開：因?yàn)槟承┓蔷w結(jié)構(gòu)的原因，晶體在外力作用下沿一定結(jié)晶學(xué)方向裂開。例如：石鹽、方鉛礦有{100}解理，在已知是等軸晶系的前提下，可知：解理面垂直3個晶軸，有3組解理，解理面夾角為90度； 閃鋅礦有{110}解理，在已知是等軸晶系的前提下，可知：解理面在兩晶軸之間，有6組解理，解理面夾角120度和90度；解理組數(shù)與夾角還可以根據(jù)礦物晶體標(biāo)本上的解理紋來判斷：解理的等級：1）極完全解理：破裂成薄片，平整而光滑，如云母；2）完全解理：破裂成片，較平整而光滑，如方解石；3）中等解理：破裂成不太平整的面，但在較小的范圍內(nèi)隱約可見平面，如白鎢礦；4）不完全解理：基本上見不到解理面，但隱約可見斷斷續(xù)續(xù)的面，如磷灰石；5）極不完全解理：無解理面，如石英。具體有以下情況：1）沿面網(wǎng)間距大的方向裂開（主要針對原子晶格）；2）沿電性中和面裂開（主要針對離子晶格）。1）礦物光學(xué)性質(zhì)的機(jī)理：反射光的顏色，形成不透明礦物的顏色；反射光的強(qiáng)度，決定了礦物的光澤透過光的顏色，形成透明礦物的顏色；透過光的強(qiáng)度，決定了礦物的透明度2）礦物各種光學(xué)性質(zhì)的關(guān)系：條痕無色、白色－－透明－－玻璃光澤條痕彩色－－透明－－金剛光澤條痕深彩色－－半透明－－半金屬光澤條痕黑色－－不透明－－金屬光澤二、礦物的力學(xué)性質(zhì)解理、裂開、斷口o 解理：在外力作用下，沿一定結(jié)晶學(xué)方向破裂形成一系列光滑平面的性質(zhì)。礦物發(fā)光性的實(shí)質(zhì)：礦物內(nèi)部電子在外加高能（大于可見光能）作用下，躍遷到較高的能級，處于激發(fā)態(tài)；由于在激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子又跳回到較低能級（過渡態(tài)），也可能再回到基態(tài)，這時電子的能量就以較低能量的可見光發(fā)出來。它們與光澤等級的關(guān)系一般為：瀝青光澤對應(yīng)金剛光澤或半金屬光澤，樹脂、珍珠光澤對應(yīng)金剛光澤，其余都對應(yīng)玻璃光澤。 玻璃光澤：反光很弱，像玻璃，雖然很光亮，但不刺眼。劃分等級：一般要結(jié)合條痕來劃分。為什么？（因?yàn)椴煌该鞯V物為反射光的顏色，但條痕已經(jīng)變?yōu)榉勰呀?jīng)不能反光了，全都吸收了，所以為黑色）與光澤、透明度關(guān)系： 白色、淺色條痕－－透明、光澤弱 黑色、深色條痕－－不透明、光澤強(qiáng)礦物的透明度：透過光的程度。例如：不同成因赤鐵礦的顏色可在鋼灰－紅褐色之間變化，但是它的條痕呈一種特征的且較穩(wěn)定的顏色：紅棕色（櫻桃紅）。（這一點(diǎn)與第1點(diǎn)是相似的）4）色心：晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷，可以捕獲電子，使電子發(fā)生躍遷。所以，過渡型離子一般能使礦物呈色，能使礦物呈色的過渡型離子叫色素離子：Fe,Mn,Cr,Ti,Ni等。如果是無色、灰色、黑色：白光白光白光各色光都能透過 各色光全部都過一點(diǎn) 各色光全部被吸收那么，為什么會對可見光產(chǎn)生吸收？礦物內(nèi)部的電子吸收可見光的能量發(fā)生躍遷。礦物的光學(xué)性質(zhì)：顏色，條痕，透明度，光澤，發(fā)光性礦物的力學(xué)性質(zhì)：解理、裂開、斷口，硬度，彈性與撓性，脆性與延展性礦物的其他性質(zhì)：密度（比重），磁性，電性一、礦物的光學(xué)性質(zhì)：礦物的顏色： 自色：礦物成分與結(jié)構(gòu)決定的礦物本身固有的顏色； 他色：礦物因含某種雜質(zhì)而引起的顏色； 假色：由某種物理效應(yīng)（干涉、衍射、散射）而引起的顏色，包括：錆色：礦物表面氧化薄膜使光發(fā)生干涉而呈現(xiàn)的各種彩色；暈色：礦物內(nèi)部的裂隙使光發(fā)生散射、折射與干涉形成的彩色；變彩：礦物中含一些定向包裹體或出溶體，對光發(fā)生干涉、衍射所致；乳光：礦物中含一些細(xì)小包裹體或出溶體對光發(fā)生漫射而呈。有：o 分泌體（杏仁體）：從外向里層層沉淀充填形成o 結(jié)核：從里向外層層沉淀形成o 鮞狀、豆?fàn)睿簭睦锵蛲鈱訉映恋?、包裹形成。相對來說，蝕像的多邊形更規(guī)則一些，因此，通常用蝕像來反映晶體、