探索岩石矿物的矿物的形态

矿物千姿百态，就其单体而言，它们的大小悬殊，有的肉眼或用一般的放大镜可见（显晶），有的需藉助显微镜或电子显微镜辨认（隐晶）；有的晶形完好，呈规则的几何多面体形态，有的呈不规则的颗粒存在于岩石或土壤之中。矿物单体形态大体上可分为三向等长（如粒状）﹑二向延展（如板状﹑片状）和一向伸长（如柱状﹑针状﹑纤维状）3种类型。而晶形则服从一系列几何结晶学规律。

矿物单体间有时可以产生规则的连生，同种矿物晶体可以彼此平行连生，也可以按一定对称规律形成双晶，非同种晶体间的规则连生称浮生或交生。

矿物集合体可以是显晶或隐晶的。隐晶或胶态的集合体常具有各种特殊的形态，如结核状（如磷灰石结核）﹑豆状或鲕状（如鲕状赤铁矿）﹑树枝状（如树枝状自然铜）﹑晶腺状（如玛瑙）﹑土状（如高岭石）等。矿物的物理性质。

长期以来，人们根据物理性质来识别矿物。如颜色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物肉眼鉴定的重要标志。

作为晶质固体，矿物的物理性质取决于它的化学成分和晶体结构，并体现著一般晶体所具有的特性──均一性﹑对称性和各向异性。

⑴矿物的颜色

矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是物理光学过程所致。导致矿物内电子跃迁的内因，最主要的是：色素离子的存在，如Fe3+使赤铁矿呈红色，V3+使钒榴石呈绿色等；是晶格缺陷形成“色心”，如萤石的紫色等。矿物学中一般将颜色分为3类：自色是矿物固有的颜色；他色是指由混入物引起的颜色；假色则是由于某种物理光学过程所致，如斑铜矿新鲜面为古铜红色，氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈现蓝紫色的锖色，矿物内部含有定向的细微包体，当转动矿物时可出现颜色变幻的变彩，透明矿物的解理或裂隙有时可引起光的干涉而出现彩虹般的晕色等。

⑵条痕

指矿物在白色无釉的瓷板上划擦时所留下的粉末痕迹。条痕色可消除假色，减弱他色，通常用于矿物鉴定。

⑶光泽

指矿物表面反射可见光的能力。根据平滑表面反光的由强而弱分为金属光泽（状若镀克罗米金属表面的反光，如方铅矿）﹑半金属光泽（状若一般金属表面的反光，如磁铁矿）﹑金刚光泽（状若钻石的反光，如金刚石）和玻璃光泽（状若玻璃板的反光，如石英）四级。金属和半金属光泽的矿物条痕一般为深色，金刚或玻璃光泽的矿物条痕为浅色或白色。此外，若矿物的反光面不平滑或呈集合体时，还可出现油脂光泽﹑树脂光泽﹑蜡状光泽﹑土状光泽及丝绢光泽和珍珠光泽等特殊光泽类型。

⑷透明度

指矿物透过可见光的程度。影响矿物透明度的外在因素（如厚度﹑含有包裹体﹑表面不平滑等）很多，通常是在厚为003毫米薄片的条件下，根据矿物透明的程度，将矿物分为：透明矿物（如石英）﹑半透明矿物（如辰砂）和不透明矿物（如磁铁矿）。许多在手标本上看来并不透明的矿物，实际上都属于透明矿物如普通辉石等。一般具玻璃光泽的矿物均为透明矿物，显金属或半金属光泽的为不透明矿物，具金刚光泽的则为透明或半透明矿物。

⑸断口﹑解理与裂理

矿物在外力作用如敲打下，沿任意方向产生的各种断面称为断口。断口依其形状主要有贝壳状﹑锯齿状﹑参差状﹑平坦状等。在外力作用下矿物晶体沿着一定的结晶学平面破裂的固有特性称为解理。解理面平行于晶体结构中键力最强的方向，一般也是原子排列最密的面网发生，并服从晶体的对称性。解理面可用单形符号（见晶体）表示﹐如方铅矿具立方体{100}解理﹑普通角闪石具{110}柱面解理等。根据解理产生的难易和解理面完整的程度将解理分为极完全解理（如云母）﹑完全解理（如方解石）﹑中等解理（如普通辉石）﹑不完全解理（如磷灰石）和极不完全解理（如石英）。裂理也称裂开，是矿物晶体在外力作用下沿一定的结晶学平面破裂的非固有性质。它外观极似解理，但两者产生的原因不同。裂理往往是因为含杂质夹层或双晶的影响等并非某种矿物所必有的因素所致。

⑹硬度

是指矿物抵抗外力作用（如刻划﹑压入﹑研磨）的机械强度。矿物学中最常用的是摩氏硬度，它是通过与具有标准硬度的矿物相互刻划比较而得出的。10种标准硬度的矿物组成了摩氏硬度计，它们从1度到10度分别为滑石﹑石膏﹑方解石﹑萤石﹑磷灰石﹑正长石﹑石英﹑黄玉﹑刚玉﹑金刚石。十个等级只表示相对硬度的大小，为了简便还可以用指甲（2-25）﹑小钢刀（6-7）﹑窗玻璃（55-6）作为辅助标准﹐粗略地定出矿物的摩氏硬度。另一种硬度为维氏硬度，它是压入硬度，用显微硬度仪测出，以千克/平方毫米表示。摩氏硬度H m与维氏硬度H v的大致关系是（kg/mm2），矿物的硬度与晶体结构中化学键型﹑原子间距﹑电价和原子配位等密切相关。

⑺比重

指矿物与同体积水在4℃时重量之比。矿物的比重取决于组成元素的原子量和晶体结构的紧密程度。虽然不同矿物的比重差异很大，琥珀的比重小于1，而自然铱的比重可高达227，但大多数矿物具有中等比重（25～4）。矿物的比重可以实测，也可以根据化学成分和晶胞体积计算出理论值。

⑻弹性﹑挠性﹑脆性与延展性

某些矿物（如云母）受外力作用弯曲变形，外力消除，可恢复原状，显示弹性；而另一些矿物（如绿泥石）受外力作用弯曲变形，外力消除后不再恢复原状，显示挠性。大多数矿物为离子化合物，它们受外力作用容易破碎﹐显示脆性。少数具金属键的矿物（如自然金），具延性（拉之成丝）﹑展性（捶之成片）。

⑼磁性

根据矿物内部所含原子或离子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向关系的不同，它们在被外磁场所磁化时表现的性质也不相同，从而可分为抗磁性（如石盐）﹑顺磁性（如黑云母）﹑反铁磁性（如赤铁矿）﹑铁磁性（如自然铁）和亚铁磁性（如磁铁矿）。由于原子磁矩是由不成对电子引起的，因而凡只含具饱和的电子壳层的原子和离的矿物都是抗磁的，而所有具有铁磁性或亚铁磁性﹑反铁磁性﹑顺磁性的矿物都是含过渡元素的矿物。但若所含过渡元素离子中不存在不成对电子时（如毒砂），则矿物仍是抗磁的。具铁磁性和亚铁磁性的矿物可被永久磁铁所吸引；具亚铁磁性和顺磁性的矿物则只能被电磁铁所吸引。矿物的磁性常被用于探矿和选矿。

⑽发光性

些矿物受外来能量激发能发出可见光。加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑X 射线的照射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即停止的称为萤光；激发停止发光仍可持续一段时间的称为燐光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找矿和选矿。

1、光学方法：将矿物制成薄片，运用偏光显微镜观察确定矿物类别；这种方法比较先进，但易受仪器限制。土壤组从西德进口了一台。

2、化学方法：有些矿物和化学试剂反应来加以鉴定。如方解石，磷灰石等。

3、物理方法：用矿物的一些物理性质来区分矿物，这是最简单实用的方法，是我们在野外鉴定的主要方法，这些物理性质主要有：

1）形状：片状、肾状、鲕状、菱形、立方状、板状、致密状、短柱状等。

2）颜色 矿物的颜色是最容易引起注意的。分为三种：

自色—矿物本身所固有的颜色。

它色—矿物中混入杂质，带色的气泡所导致的颜色。

假色—由矿物表面氧化膜、光线干涉等作用引起的颜色。

3）条痕：矿物粉末的颜色。

将矿物在白瓷板上刻划后留下粉末的颜色。它可以消除假色，减弱他色，保存自色，但矿物硬度一定要小于白瓷板。

地球是一个由不同物质和不同状态的同心圈层构造所组成的球体。这些圈层可以分为外部圈层和内部圈层。外部圈层是指地球表面以外的圈层，按照不同的特点可以分为大气圈、水圈和生物圈。内部圈层是指从地球表面往里直到地球中心的各圈层，有表及里可以分为地壳、地幔、地核。地壳是由岩石构成的，也就是说，岩石组成地球的外壳，覆盖在地球的表面。

B、(岩石) 覆盖在地球上的坚固部分称为岩石。岩石有各式各样的种类，通常我们所称呼的石头，就是岩石破碎之后的样子。岩石是在各种不同的地质作用下产生的，是由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。如花岗岩由石英、长石、云母等多种矿物组成。根据成因，岩石可分三大类：即由岩浆活动形成的岩浆岩；由外力作用形成的沉积岩；由变质作用形成的变质岩。研究岩石有很重要的意义：(土)人类需要各种矿产，而矿产与岩石密切相关；(2)岩石是研究各种地质构造和地貌的物质基础；(3)岩石是研究地壳历史的依据。

(岩浆岩) 也称“火成岩”。地壳深处或来自地幔的熔融岩浆，受某些地质构造的影响，侵入到地壳中或上升到地表凝结而成的岩石：在距地表相当深的地方开始凝结的称为“深成岩”，如橄榄岩、辉岩、花岗岩等；喷出地表或在地表附近凝结的称为“喷出岩”，如玄武岩、流纹岩等；介于深成岩和喷出岩之间的是“浅成岩”，如花岗岩、正长斑岩等。

三种常见的岩浆岩：

1．花岗岩 是分布最广的深成侵入岩。主要矿物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒状和块状构造。花岗岩既美观抗压强度又高，是优质建筑材料。

2．橄榄岩 侵入岩的一种。主要矿物成分是橄榄石及辉石，深绿色或绿黑色，比重大，粒状结构。是铂及铬矿的惟一母岩，镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。

3．玄武岩 一种分布最广的喷出岩。矿物成分以斜长石、辉石为主，黑色或灰黑色，具有气孔构造和杏仁状构造，玄武岩本身可用作优良耐磨的铸石原料。

(沉积岩) 又叫“水成岩”。是在常温常压条件下岩石遭受风化作用的破坏产物，或生物作用和火山作用的产物，经过长时间的日晒、雨淋、风吹、浪打，会逐渐破碎成为砂砾或泥土。在风、流水、冰川、海浪等外力作用下，这些破碎的物质又被搬运到湖泊、海洋等低洼地区堆积或沉积下来，形成沉积物。随着时间的推移，沉积物越来越厚，压力越来越大，于是空隙逐渐缩小，水分逐渐排出，再加上可溶物的胶结作用，沉积物便慢慢固结而成岩石，这就是沉积岩。沉积岩分布极广，占陆地面积的75％，是构成地壳表层的主要岩石。

四种常见的沉积岩：

1．砾岩 一种颗粒直径大于2毫米的卵石、砾石等岩石和矿物胶结而成的岩石，多呈厚层块状，层理不明显，其中砾石的排列有一定的规律性。

2．砂岩 颗粒直径为0．1～2毫米的砂粒胶结而成的岩石。分布很广，主要成分是石英、长石等，颜色常为白色、灰色、淡红色和**。

3．页岩 由各种黏土经压紧和胶结而成的岩石。是沉积岩分布最广的一种岩石，层理明显，可以分裂成薄片，有各种颜色，如黑色、红色、灰色、**等。

4．石灰岩 俗称“青石”，是一种在海、湖盆地中生成灰色或灰白色沉积岩。主要由方解石的微粒组成，遇稀盐酸会发生化学反应，放出气泡。石灰岩的颜色多为白色、灰色及黑灰色，呈致密块状。

变质岩： 地壳中的火成岩或沉积岩，由于地壳运动、岩浆活动等所造成的物理、化学条件的变化，使其成分、结构、构造发生一系列改变，这种促成岩石发生改变的作用称为变质作用。由变质作用形成的新岩石叫做变质岩，例如由石英砂岩变质而成的石英岩，由页岩变质而成的板岩，由石灰岩、白云岩变质而成的大理岩。变质岩常有片理构造。

三种常见的变质岩：

1．大理岩 由石灰岩或白云岩重结晶变质而成。颗粒比：石灰岩粗，矿物成分主要为方解石，遇酸剧烈反应，一般为白色，如含不同杂质，就有各种不同的颜色。大理岩硬度不大，容易雕刻，磨光后非常美观，常用来做工艺装饰品和建筑石材。

2．板岩 由页岩和黏土变质而成。颗粒极细，矿物成分只有在显微镜下才能看到。敲击时发出清脆的响声，具有明显的板状构造。板面微具光泽，颜色多种多样，有灰、黑、灰绿、紫、红等，可用做屋瓦和写字石板。

3．片麻岩 多由岩浆岩变质而成。晶粒较粗，主要矿物成分为石英、长石、黑云母、角闪石等。矿物颗粒黑白相间，呈连续条带状排列，形成片麻构造。岩性坚，但极易风化破碎。

C、(矿物) 是地壳内外各种岩石和矿石的组成部分，是具有一定的化学成分和物理性质的自然均一体。大部分矿物是固体，也有的是液体(如自然汞、石油)或气体(如C02、H：S等)。

矿物学家把所有矿物分为有机矿物和无机矿物两种：前者种类比较少，主要是碳氢氧化合物，如：琥珀等。后者在地球上数量众多，由于每年都有几十至几百种新矿物被发现，据统计，目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的，例如：中小学生几乎天天都用铅笔，制造笔心的石墨就是矿物的一种。我们每餐都用的食盐也是天然石盐矿物的一种，可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢化合物，无机矿物的化学成分比较复杂，门捷列夫周期表中的一百多个化学元素，都可以组成无机矿物。既可以是一个元素独立存在，也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍，如：Fe(铁)元素可以形成自然铁矿物，Ag(银)元素可以形成自然银矿物，Au(金)元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物，最简单的如两个元素Si(硅)和O，可以组成Si02，由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。Fe和O两个元素可以组成亦磁铁矿、赤铁矿以及磁铁矿等，亦铁矿和磁铁矿都是炼铁的主要原料。三个元素组成的矿物就更多了，例如：CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

(地壳里为什么有各种各样的矿物) 在自然界里，我们可以见到各式各样的矿物：有的质地坚硬，有的柔软；有的色泽鲜明，有的平淡无奇；形象不一，种类繁多。然而不管有多少种，总超不出自然界的各种元素。这些元素在地壳的长期演化过程中，不断化合、分解、迁移，终于造成今天我们看到的三千多种矿物，它们是构成地壳的物质基础。

(岩石与矿物的区别) 岩石是由一种或多种矿物组成的固体，但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样，飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

煤、石油、天然气属于可燃性有机岩，而不是矿物。

(矿物是怎样形成的) 形成矿物的途径，一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素，在岩浆的高温熔融的条件下，发生化学变化，形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样，还因为岩浆在冷却时，温度、压力等条件都在发生变化，而一定环境只适于一定的矿物生成，因此，由于岩浆冷却形成的矿物，种类是很多的。还有一条途径是通过水和大气，有时还有生物的作用，使已经形成的矿物发生化学变化，或者使溶解在水中的元素或化合物之间互相作用并沉淀堆积起来，造成各种次生的矿物。例如高岭石是长石、云母等与水作用，风化变成的。

(矿物的外表特征和物理性质) 各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质，它可以用来作为识别矿物的依据。

(矿物的形状) 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体，如食盐是立方体，水晶是六面体，云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等，我们经常看到的矿物多半是一些不规则的块状。

(矿物的颜色) 矿物具有各种颜色，有些矿物的名字就是根据它的颜色命名的，如黑云母是黑色，赤铁矿是棕红色，黄铜矿是**。有些矿物是无色的，如水晶等。

(矿物的解理与断口) 有些矿物被敲打后，常沿一定方向裂开，形成光滑平面，这种性质叫解理。如方解石受力后按三个方向裂开，形成具有光滑表面的菱形体小块；云母可按一定方向揭成一叶叶的薄片。另一些不具解理的矿物被敲打后，常形成各种形状的破裂面，叫做断口，如石英常有贝壳状断口。

(矿物的硬度) 矿物的软硬程度叫做硬度。一般用两种不同的矿物互相刻划，来比较矿物的相对硬度。德国矿物学家弗里德里希莫斯用这种互相刻划的方法，于1812年形成了十种普通矿物（从最软到最硬）的等级（见图表：教学参考P98）。

D、(矿产) 一切埋藏在地下或分布于地表(包括地表水体)的可供人类开采的天然矿物资源，被广泛称为矿产。按工业上的不同用途，矿产可分为三大类：

(1)金属矿产 指经冶炼从中提取金属元素的矿产。可分为以下几种：1)钢铁基本原料金属矿产，如铁、锰、铬；2)有色金属矿产，如铜、铅、锌、铝、镁、金、银；3)稀有金属矿产，如锂、铷、铍；4)分散元素矿产，如锗、硒；5)放射性元素矿产，如铀、镭。

(2)非金属矿产 指经简单加工可提出非金属原料或直接可应用的矿产。可分为以下几种：1)冶金辅助原料矿产，如菱镁矿、耐火黏土、硅石等；2)特种非金属矿产，如金刚石、水晶、石棉、云母等；3)化工原料非金属矿产，如磷、硫、钠盐、天然碱等；4)建筑材料非金属矿产。

(3)燃料矿产 如煤、油页岩、石油、天然气等。

(矿产的开采) 分布在地表的和埋藏得比较浅的，可以露天开采；埋藏得比较深的，需要开凿矿井，在地下开采。我国开采、利用矿产有悠久的历史。早在2000年前，就知道利用煤做燃料冶炼铜、铁。我国还是世界上利用石油和天然气最早的国家，“石油”一词最早见于宋代著名科学家沈括的著作。

(太阳能) 是另一种广泛利用的清洁能源。太阳是光明的象征，46亿年来太阳一直照耀着地球，送来光和热。将阳光聚焦，可以将光能转化为热能。在日照充足的地方，人们在生产和生活中已大量使用太阳灶、太阳能热水器和干燥器。

(地热) 地球自身提供的能源。地球开始形成的时候曾经是一个炽热的行星，在漫长的地质年代里，地球表面逐渐冷却，但内部仍然保存了大量的热能。同时，地球内部放射性元素在不断地蜕变，这种化学反应也在不断地释放热量。由于地幔和地壳热传导比较慢，地壳以下的温度逐步上升，越接近地核温度越高。在大多数地区，每下降100米温度要上升2～3摄氏度。表面上看这个数字不大，但是，聚沙成塔，地下热就是一个十分可观的能量来源。据估计，仅仅地面以下3千米范围内的地热资源就相当于3万亿吨煤提供的热量，差不多等于全世界煤炭开采量的1 000倍。

(不可再生的能源) 矿物燃料和核燃料统称不可再生的能源，它们都要经过若干世纪的蓄积才能形成，不可能在几代人的生活期间补充起来。

[可再生的能源] 包括木材、水能、潮汐能、风能、地热、太阳能以及水中的氢等。这类能源能自行更新，天然地补充。水力发电很少污染大气，潮汐能和风能也是潜力很大的无污染能源。在水能、潮汐能、风能、地热能等天然能源中，人类最理想的能源是太阳能和氢燃料。它们是取之不尽、用之不竭的清洁能，只要找到经济有效的应用技术，它们的优越性是其他能源所不能比拟的 地球是一个由不同物质和不同状态的同心圈层构造所组成的球体。这些圈层可以分为外部圈层和内部圈层。外部圈层是指地球表面以外的圈层，按照不同的特点可以分为大气圈、水圈和生物圈。内部圈层是指从地球表面往里直到地球中心的各圈层，有表及里可以分为地壳、地幔、地核。地壳是由岩石构成的，也就是说，岩石组成地球的外壳，覆盖在地球的表面。

B、(岩石) 覆盖在地球上的坚固部分称为岩石。岩石有各式各样的种类，通常我们所称呼的石头，就是岩石破碎之后的样子。岩石是在各种不同的地质作用下产生的，是由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。如花岗岩由石英、长石、云母等多种矿物组成。根据成因，岩石可分三大类：即由岩浆活动形成的岩浆岩；由外力作用形成的沉积岩；由变质作用形成的变质岩。研究岩石有很重要的意义：(土)人类需要各种矿产，而矿产与岩石密切相关；(2)岩石是研究各种地质构造和地貌的物质基础；(3)岩石是研究地壳历史的依据。

(岩浆岩) 也称“火成岩”。地壳深处或来自地幔的熔融岩浆，受某些地质构造的影响，侵入到地壳中或上升到地表凝结而成的岩石：在距地表相当深的地方开始凝结的称为“深成岩”，如橄榄岩、辉岩、花岗岩等；喷出地表或在地表附近凝结的称为“喷出岩”，如玄武岩、流纹岩等；介于深成岩和喷出岩之间的是“浅成岩”，如花岗岩、正长斑岩等。

三种常见的岩浆岩：

1．花岗岩 是分布最广的深成侵入岩。主要矿物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒状和块状构造。花岗岩既美观抗压强度又高，是优质建筑材料。

2．橄榄岩 侵入岩的一种。主要矿物成分是橄榄石及辉石，深绿色或绿黑色，比重大，粒状结构。是铂及铬矿的惟一母岩，镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。

3．玄武岩 一种分布最广的喷出岩。矿物成分以斜长石、辉石为主，黑色或灰黑色，具有气孔构造和杏仁状构造，玄武岩本身可用作优良耐磨的铸石原料。

(沉积岩) 又叫“水成岩”。是在常温常压条件下岩石遭受风化作用的破坏产物，或生物作用和火山作用的产物，经过长时间的日晒、雨淋、风吹、浪打，会逐渐破碎成为砂砾或泥土。在风、流水、冰川、海浪等外力作用下，这些破碎的物质又被搬运到湖泊、海洋等低洼地区堆积或沉积下来，形成沉积物。随着时间的推移，沉积物越来越厚，压力越来越大，于是空隙逐渐缩小，水分逐渐排出，再加上可溶物的胶结作用，沉积物便慢慢固结而成岩石，这就是沉积岩。沉积岩分布极广，占陆地面积的75％，是构成地壳表层的主要岩石。

四种常见的沉积岩：

1．砾岩 一种颗粒直径大于2毫米的卵石、砾石等岩石和矿物胶结而成的岩石，多呈厚层块状，层理不明显，其中砾石的排列有一定的规律性。

2．砂岩 颗粒直径为0．1～2毫米的砂粒胶结而成的岩石。分布很广，主要成分是石英、长石等，颜色常为白色、灰色、淡红色和**。

3．页岩 由各种黏土经压紧和胶结而成的岩石。是沉积岩分布最广的一种岩石，层理明显，可以分裂成薄片，有各种颜色，如黑色、红色、灰色、**等。

4．石灰岩 俗称“青石”，是一种在海、湖盆地中生成灰色或灰白色沉积岩。主要由方解石的微粒组成，遇稀盐酸会发生化学反应，放出气泡。石灰岩的颜色多为白色、灰色及黑灰色，呈致密块状。

变质岩： 地壳中的火成岩或沉积岩，由于地壳运动、岩浆活动等所造成的物理、化学条件的变化，使其成分、结构、构造发生一系列改变，这种促成岩石发生改变的作用称为变质作用。由变质作用形成的新岩石叫做变质岩，例如由石英砂岩变质而成的石英岩，由页岩变质而成的板岩，由石灰岩、白云岩变质而成的大理岩。变质岩常有片理构造。

三种常见的变质岩：

1．大理岩 由石灰岩或白云岩重结晶变质而成。颗粒比：石灰岩粗，矿物成分主要为方解石，遇酸剧烈反应，一般为白色，如含不同杂质，就有各种不同的颜色。大理岩硬度不大，容易雕刻，磨光后非常美观，常用来做工艺装饰品和建筑石材。

2．板岩 由页岩和黏土变质而成。颗粒极细，矿物成分只有在显微镜下才能看到。敲击时发出清脆的响声，具有明显的板状构造。板面微具光泽，颜色多种多样，有灰、黑、灰绿、紫、红等，可用做屋瓦和写字石板。

3．片麻岩 多由岩浆岩变质而成。晶粒较粗，主要矿物成分为石英、长石、黑云母、角闪石等。矿物颗粒黑白相间，呈连续条带状排列，形成片麻构造。岩性坚，但极易风化破碎。

C、(矿物) 是地壳内外各种岩石和矿石的组成部分，是具有一定的化学成分和物理性质的自然均一体。大部分矿物是固体，也有的是液体(如自然汞、石油)或气体(如C02、H：S等)。

矿物学家把所有矿物分为有机矿物和无机矿物两种：前者种类比较少，主要是碳氢氧化合物，如：琥珀等。后者在地球上数量众多，由于每年都有几十至几百种新矿物被发现，据统计，目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的，例如：中小学生几乎天天都用铅笔，制造笔心的石墨就是矿物的一种。我们每餐都用的食盐也是天然石盐矿物的一种，可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢化合物，无机矿物的化学成分比较复杂，门捷列夫周期表中的一百多个化学元素，都可以组成无机矿物。既可以是一个元素独立存在，也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍，如：Fe(铁)元素可以形成自然铁矿物，Ag(银)元素可以形成自然银矿物，Au(金)元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物，最简单的如两个元素Si(硅)和O，可以组成Si02，由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。Fe和O两个元素可以组成亦磁铁矿、赤铁矿以及磁铁矿等，亦铁矿和磁铁矿都是炼铁的主要原料。三个元素组成的矿物就更多了，例如：CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

(地壳里为什么有各种各样的矿物) 在自然界里，我们可以见到各式各样的矿物：有的质地坚硬，有的柔软；有的色泽鲜明，有的平淡无奇；形象不一，种类繁多。然而不管有多少种，总超不出自然界的各种元素。这些元素在地壳的长期演化过程中，不断化合、分解、迁移，终于造成今天我们看到的三千多种矿物，它们是构成地壳的物质基础。

(岩石与矿物的区别) 岩石是由一种或多种矿物组成的固体，但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样，飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

煤、石油、天然气属于可燃性有机岩，而不是矿物。

(矿物是怎样形成的) 形成矿物的途径，一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素，在岩浆的高温熔融的条件下，发生化学变化，形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样，还因为岩浆在冷却时，温度、压力等条件都在发生变化，而一定环境只适于一定的矿物生成，因此，由于岩浆冷却形成的矿物，种类是很多的。还有一条途径是通过水和大气，有时还有生物的作用，使已经形成的矿物发生化学变化，或者使溶解在水中的元素或化合物之间互相作用并沉淀堆积起来，造成各种次生的矿物。例如高岭石是长石、云母等与水作用，风化变成的。

(矿物的外表特征和物理性质) 各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质，它可以用来作为识别矿物的依据。

(矿物的形状) 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体，如食盐是立方体，水晶是六面体，云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等，我们经常看到的矿物多半是一些不规则的块状。

(矿物的颜色) 矿物具有各种颜色，有些矿物的名字就是根据它的颜色命名的，如黑云母是黑色，赤铁矿是棕红色，黄铜矿是**。有些矿物是无色的，如水晶等。

(矿物的解理与断口) 有些矿物被敲打后，常沿一定方向裂开，形成光滑平面，这种性质叫解理。如方解石受力后按三个方向裂开，形成具有光滑表面的菱形体小块；云母可按一定方向揭成一叶叶的薄片。另一些不具解理的矿物被敲打后，常形成各种形状的破裂面，叫做断口，如石英常有贝壳状断口。

(矿物的硬度) 矿物的软硬程度叫做硬度。一般用两种不同的矿物互相刻划，来比较矿物的相对硬度。德国矿物学家弗里德里希莫斯用这种互相刻划的方法，于1812年形成了十种普通矿物（从最软到最硬）的等级（见图表：教学参考P98）。

D、(矿产) 一切埋藏在地下或分布于地表(包括地表水体)的可供人类开采的天然矿物资源，被广泛称为矿产。按工业上的不同用途，矿产可分为三大类：

(1)金属矿产 指经冶炼从中提取金属元素的矿产。可分为以下几种：1)钢铁基本原料金属矿产，如铁、锰、铬；2)有色金属矿产，如铜、铅、锌、铝、镁、金、银；3)稀有金属矿产，如锂、铷、铍；4)分散元素矿产，如锗、硒；5)放射性元素矿产，如铀、镭。

(2)非金属矿产 指经简单加工可提出非金属原料或直接可应用的矿产。可分为以下几种：1)冶金辅助原料矿产，如菱镁矿、耐火黏土、硅石等；2)特种非金属矿产，如金刚石、水晶、石棉、云母等；3)化工原料非金属矿产，如磷、硫、钠盐、天然碱等；4)建筑材料非金属矿产。

(3)燃料矿产 如煤、油页岩、石油、天然气等。

(矿产的开采) 分布在地表的和埋藏得比较浅的，可以露天开采；埋藏得比较深的，需要开凿矿井，在地下开采。我国开采、利用矿产有悠久的历史。早在2000年前，就知道利用煤做燃料冶炼铜、铁。我国还是世界上利用石油和天然气最早的国家，“石油”一词最早见于宋代著名科学家沈括的著作。

(太阳能) 是另一种广泛利用的清洁能源。太阳是光明的象征，46亿年来太阳一直照耀着地球，送来光和热。将阳光聚焦，可以将光能转化为热能。在日照充足的地方，人们在生产和生活中已大量使用太阳灶、太阳能热水器和干燥器。

(地热) 地球自身提供的能源。地球开始形成的时候曾经是一个炽热的行星，在漫长的地质年代里，地球表面逐渐冷却，但内部仍然保存了大量的热能。同时，地球内部放射性元素在不断地蜕变，这种化学反应也在不断地释放热量。由于地幔和地壳热传导比较慢，地壳以下的温度逐步上升，越接近地核温度越高。在大多数地区，每下降100米温度要上升2～3摄氏度。表面上看这个数字不大，但是，聚沙成塔，地下热就是一个十分可观的能量来源。据估计，仅仅地面以下3千米范围内的地热资源就相当于3万亿吨煤提供的热量，差不多等于全世界煤炭开采量的1 000倍。

(不可再生的能源) 矿物燃料和核燃料统称不可再生的能源，它们都要经过若干世纪的蓄积才能形成，不可能在几代人的生活期间补充起来。

[可再生的能源] 包括木材、水能、潮汐能、风能、地热、太阳能以及水中的氢等。这类能源能自行更新，天然地补充。水力发电很少污染大气，潮汐能和风能也是潜力很大的无污染能源。在水能、潮汐能、风能、地热能等天然能源中，人类最理想的能源是太阳能和氢燃料。它们是取之不尽、用之不竭的清洁能，只要找到经济有效的应用技术，它们的优越性是其他能源所不能比拟的

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矿物的物理力学性质

矿物的物理力学性质是鉴别矿物的重要依据，主要有形状、颜色、光泽、硬度、解理、断口等。

1形状：指矿物的外表形态。结晶体的大都呈规则的几何形状，非结晶体则呈不规则的形状。

2颜色：指矿物新鲜表面呈现的颜色，取决于矿物的化学成分及其所含的杂质。按成色原因，有自色、他色、假色之分。

自色 是矿物固有的颜色，颜色较固定。一般分为浅色和深色二大类。含硅、铝、钙成分多的矿物，如石英、长石、方解石等，多呈白、灰白、淡红、淡黄等浅色；含铁、锰多的矿物，如黑云母、普通角闪石、普通辉石等，多呈灰绿、褐绿、黑绿以至黑色等深色。

他色 是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物本身性质无关。他色不固定，随杂质的不同而异。

假色 是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化膜对光的折射、散射所引起的。

3光泽：指矿物表面呈现的光亮程度，是矿物表面反射率的表现，可分为金属光泽和非金属光泽。造岩矿物绝大多数属非金属光泽。由于矿物表面的性质或矿物集合体的集合方式不同，又会反映出各种不同特征的非金属光泽，如玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽等。

4硬度：指矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，它对岩石的强度有明显影响。硬度是鉴定矿物的一个重要特征，通常是用两种矿物相刻划的方法来确定矿物的相对硬度。硬度对比的标准，从软到硬依次由下列十种矿物组成，称之为摩氏硬度计。

(1)滑石 (2)石膏 (3)方解石 (4)萤石 (5)磷灰石

(6)正长石 (7)石英 (8)黄玉 (9)刚玉 (10)金刚石

5解理、断口：矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。裂开的光滑平面称为解理面。不具方向性的不规则破裂面，称为断口。按解理出现方向的数目，有一向解理(如云母等)、二向解理(如长石等)、三向解理(如方解石等)。根据解理出现的完全程度，可分为极完全解理(极易裂开成极薄片状，解理面大而完整，如云母)、完全解理(裂开成鳞片状、板状或块状，解理面平整光亮，如方解石)、不完全解理(裂开面只具有局部的光滑平面，如正长石)、无解理(裂开成贝壳状、参差状或锯齿状等不规则断口，如磷灰石)。矿物解理的完全程度和断口是互相消长的。

此外，如滑石的滑腻感、方解石的遇盐酸起泡等，都可作为鉴别矿物的特征。

区别和认识各种矿物，可首先观察颜色，常见的深色矿物只有比较固定的几种。再按形状、光泽和硬度，缩小被鉴定的矿物范围。最后根据解理以及其他特征，综合定出矿物名称。有许多矿物，它们在形状、颜色、光泽等方面有相同之处，但每一种矿物总具有它自己的特点，鉴别矿物时应该注意利用这一特点。

（一）矿石类型

抱伦及外围金矿石自然类型可分为2种，含金石英脉型矿石和含金蚀变岩型矿石，而前者为该矿床最主要的矿石类型。根据矿物组合特征的不同，可将石英脉型矿石自然类型进一步划分为含金石英脉型、含金碳酸盐-石英脉型和含金多金属硫化物-石英脉型。矿石化学成分及含量见表3-12。

表3-12 含金石英脉型金矿石化学全分析结果　w（B）/%

1含金石英脉型

脉石矿物主要是浅黑色石英，少量呈乳白色，石英总含量可在90%～95%以上；少量绢云母、金红石和绿泥石；局部含有碳酸盐矿物，呈细脉状或在硫化物细脉的两侧呈镶边状。金属矿物含量低，一般为1%～5%，局部可达10%～15%，主要是硫化物、铋化物和碲化物。硫化物以黄铁矿和磁黄铁矿为主，少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等；铋化物和碲化物种类很多，有自然铋、黑铋金矿、硫金铋矿、辉铋矿、硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、柱硫铋铅矿、卡辉铋铅矿、柱辉铋铅矿、赫碲铋矿、硫碲铋矿、碲铋矿、辉碲铋矿等。呈自形—他形粒状结构、镶嵌结构，浸染状构造、网脉状构造、角砾状构造。

2含金碳酸盐-石英脉型

脉石矿物主要为碳酸盐矿物，可占20%～35%，呈自形—半自形晶，白色到浅粉色，颗粒较粗大；石英含量60%～74%，主要呈乳白色。金属矿物5%左右，局部可达15%～20%，主要是黄铁矿、闪锌矿和方铅矿，少量黄铜矿、磁黄铁矿。

含金碳酸盐-石英脉型矿石中常见微晶簇状或梳状石英，说明生长过程中有自由空间，可能是在张性裂隙中形成的。

3含金多金属硫化物-石英脉型

脉石矿物主要是石英，可达50%～80%；其次为碳酸盐矿物，占10%～25%；少量绢云母、绿泥石、金红石和碳质。金属矿物含量5%～20%，主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿，少量毒砂，具交代残留结构、鳞片变晶结构，似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。

4含金蚀变岩型

非金属矿物以绢云母为主，次为石英，金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、自然金、毒砂等，具交代残留结构、鳞片变晶结构，似条带状构造、片状构造、揉皱状构造等。

（二）矿石结构构造

1矿石结构

矿石结构主要有自形不等粒状结构，半自形不等粒状结构，他形不等粒状结构，斑状变晶结构，交代结构，交代残留结构，环状交代结构，筛状结构，包含结构，固溶体分离结构，文象或蠕虫状结构，鳞片变晶结构，扇形（或放射状）变晶结构等。

2矿石构造

矿石构造主要有细脉状或网脉状构造，似条带状构造，稀疏浸染状构造，团块浸染状构造，片状构造，揉皱状构造，劈理构造，晶洞构造，梳状构造，碎裂及碎斑构造等。

（三）矿石组成

1矿物组成

矿石中主要金属矿物最常见的为黄铁矿，其次有磁黄铁矿，少量闪锌矿和方铅矿，微量金属矿物有毒砂、黄铜矿、自然金、银金矿、辉铋矿、自然铋、黑铋金矿、硫金铋矿、硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、卡辉铋铅矿、柱辉铋铅矿、辉锑镍矿、赫碲铋矿、叶碲铋矿和金铋合金等。

图3-25 矿石中Au含量与Bi、Ag和As含量关系图

（数据和样品描述见表3-13）

非金属矿物主要为石英，其次有方解石、白云母、绢云母、绿泥石、金红石及少量粘土类矿物如高岭石和伊利石等。在近地表部位的矿石中常可见到氧化矿物褐铁矿与赤铁矿。

2化学成分

从矿石的矿物组成判断，抱伦金矿床矿石的常量化学成分以SiO2为主，含有少量但不均匀的CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、K2O以及微量的TiO2、MgO和Na2O等。对15个样品的定量光谱分析结果表明，抱伦金矿床的矿石含Ag0043×10-6～044×10-6，Cu8×10-6～82×10-6，Pb10×10-6～30×10-6，Zn6×10-6～84×10-6，Hg0006×10-6～0024×10-6，As35×10-6～6917×10-6，S008%～121%（丁式江等，2000）。

对取自不同矿体不同部位的矿石及近矿围岩进行了Au、Ag、As、Bi含量分析，其Au含量为066×10-6～327×10-6（平均909×10-6），Ag005×10-6～027×10-6（平均011×10-6），As228×10-6～118×10-6（平均425×10-6），Bi018×10-6～16×10-6（平均411×10-6）（表3-13）。图3-25显示矿石中Au含量与Bi、Ag和As含量之间的相关性不很明显，尤其是Au与As之间；尽管如此，Au与Bi和Ag含量之间所具有的一定程度的正相关关系还是可以确定的。结合对矿体边部蚀变矿化围岩的3个样品分析结果（表3-13）看，上述相关关系则显得更加清楚。

李中坚等（2000）曾报告，V1-3主矿体高品位地段矿石中，金含量可高达4700×10-6，同一样品含Ag182×10-6，As520×10-6，Bi419×10-6，Cu117×10-6，Pb1300×10-6，Zn20×10-6，Fe051%，Co125×10-6，Ni17×10-6，Sb227×10-6，Hg0015×10-6，Te124×10-6，S013%（表3-13）。这说明，矿石含金品位与Ag、As、Bi、S以及多种亲硫元素之间具有正相关关系。

抱伦金矿及外围金矿石样品成矿元素及成矿指示元素光谱分析结果如表3-14所示。根据表3-14矿石样品的定量光谱分析结果，矿石伴生有益组分主要有银、铜、铅、锌等，其含量分别为Ag0016×10-6～188×10-6、Cu793×10-6～8279×10-6、Pb1002×10-6～97918×10-6、Zn1646×10-6～1100×10-6，但均因含量低微而无综合利用价值。有害组分主要有汞、砷、硫等，其含量分别为Hg318×10-9～90×10-9，As35×10-6～25449×10-6，S0092%～109%。

表3-13 不同矿体和标高的矿石及近矿围岩Au、Ag、As、Bi含量　w（B）/10-6

注：①据李中坚等，2000；其余由国家地质测试研究中心测试。

综上可见，抱伦金矿床矿石Ag/Au比值较低。与国内外大多数热液型金矿相比，抱伦金矿床的矿石相对富含Bi元素和多达近20种的复杂Bi矿物组合（主要为自然金属类、硫化物类以及硫盐类），这在中（低）温热液脉型金矿床中是比较罕见的现象。因此，抱伦金矿属于较为特殊的富含铋矿物的热液型矿床。

表3-14 含金石英脉金矿石样品光谱分析结果表　w（B）/10-6

注：①C、S单位为%；②Hg单位为10-9。

图3-26 矿石矿物组合显微照片

a—闪锌矿（Sp）与黄铜矿（Chal）固溶体出溶物共生于黄铁矿（Py）中；b—自然金自形晶（Au）散布于黄铁矿（Py）中；c—自然金（Au）呈他形充填于碎裂黄铁矿（Py）之裂隙中；d—自然金（Au）粒度差别悬殊，其形状严格受控于石英（Qz）晶间或微晶洞的空间形态，黄铁矿（Py）则呈自形晶；e—他形自然金（Au）颗粒赋存在闪锌矿（Sp）晶体内部或沿其边缘分布；f—自然金（Au）自形晶产于磁黄铁矿（Pyr）晶体中；g—自然金（Au）呈他形交代毒砂（Aspy）和黄铁矿（Py）；h—自然金（Au）和磁黄铁矿（Pyr）晶体被自然铋（Bi）和辉铋铅矿（GnBi）之连晶所穿切；i—赫碲铋矿（BiTe）与自然金（Au）呈连晶并被后者半包裹；j—作为黑铋金矿的分解产物，自然铋（Bi）与自然金（Au）的连晶出现在黑铋金矿（Mal）晶体（照片左侧）内，在照片中心部位可见自然铋被硫铋金矿（AuBiS）包裹的现象；k—沿石英（Qz）微裂隙分布的他形自然铋（Bi）和自然金（Au）颗粒；l—共生自然金（Au）和硫铋金矿（AuBiS）被方铅矿（Gn）交代；m—球粒状自然铋（Bi）颗粒散布于一个自然金（Au）晶体中；n—自然金（Au）颗粒被辉铋矿（Bism）包裹

此外，位于抱伦金矿床北部的戈枕剪切带中的2个热液型大型金矿床，即二甲红甫门岭和不磨金矿床，其矿石也显示有较高的Bi含量，并且前人（饶家光等，1993）研究曾报道发现辉铋矿和辉铅铋矿。据此推断，海南岛西部的热液型金矿床，均应与岩浆活动均有密切的成因联系。另据1：20万和1：5万水系沉积物测量结果，整个海南岛在王五-文教断裂以南的绝大部分地区都存在Bi的地球化学异常。这一现象，一方面反映海南岛的中—南部地区花岗岩类岩浆活动及与其相关的成矿作用非常强烈，另外也可能暗示该地区处于一个Bi的区域地球化学高异常省，这一点与整个华南地区在一定程度上具有相似性。