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第五章 矿物化学组成及性质 1 矿物的化学组成 1.1 化学组成基本固定的矿物 — 金刚石、石盐、白云石 1.2 化学组成不固定的矿物 — 固溶体、胶体、含层间水矿物 1.3 不符合化合比的矿物 — 方铁矿（ Fe 1-x O ） ∵缺陷存在 2 同位素及放射性矿物 2.1 同位素：原子核内质子数相同而中子数不同的化学元素 例 92 U 238 2.2 同位素分类：
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第五章 矿物化学组成及性质 1 矿物的化学组成 1.1 化学组成基本固定的矿物—金刚石、石盐、白云石 1.2 化学组成不固定的矿物—固溶体、胶体、含层间水矿物 1.3 不符合化合比的矿物—方铁矿（Fe 1-x O） ∵缺陷存在 2 同位素及放射性矿物 2.1 同位素：原子核内质子数相同而中子数不同的化学元素 例 92U238 2.2 同位素分类： 稳定同位素—放射性同位素 2.3 放射性矿物：主要由放射性元素组成的矿物
3 矿物成分中的“水” 根据水在矿物中的存在形式和它与晶体结构的关系，将矿物中的水分为：吸附水、结晶水、结构水三种基本类型，和性质介于吸附水与结晶水之间的层间水和沸石水两种过渡类型。 3.1 吸附水 由表面能吸附存在于矿物表面或裂隙中的普通水，它不参与晶体的结构。不计入化学成分，但对风化起重要作用。其含量是不定的，在常压下，加热到100－110oC时可全部逃逸出来。表示方法：H2O－（负水） 3.2 结晶水 以中性水分子存在于矿物的晶格之中，其数量与其他组分之间成简单的比例关系。结晶水受到晶格的束缚，结合较牢固，其脱失的温度较高，可达200－250oC 失水后，其结晶结构要发生相应的变化，成为新的矿物。可利用脱水温度鉴定矿物。
3.3 结构水 也称化合水，以（OH）－、（H2O）＋ 离子的形式存在于晶格之中，结构水在晶格中占据严格的位置并有确定的含量比，与其他离子的联系相当牢固。脱水温度为600－1000oC 可利用此值鉴定矿物。 3.4 层间水 以中性水分子形式存在于矿物中，它分布于层与层之间，并参与矿物晶格的构成，但数量可变。其脱水温度在100－250oC 脱水后，使层间距离减小，比重和折射率增高。层间水在一定程度上，可被有机溶液置换。 3.5 沸石水
以中性水分子存在于沸石族矿物晶格之中，其性质与层间水类似，水分子存在于晶格的通道之中，水的含量在一定的范围内变化，失水温度80－400oC失水后，晶格不发生变化，只是一些物理性质发生变化，但失水后沸石能重新吸水，恢复原来的物理性质。以中性水分子存在于沸石族矿物晶格之中，其性质与层间水类似，水分子存在于晶格的通道之中，水的含量在一定的范围内变化，失水温度80－400oC失水后，晶格不发生变化，只是一些物理性质发生变化，但失水后沸石能重新吸水，恢复原来的物理性质。 含有层间水、沸石水的矿物，大多具有吸附阳离子，这类矿物即具有阳离子交换性。 4 矿物的化学式 4.1 实验式 只表示矿物中各组分数量比的化学式。形式简单，书写方便。但不能反映组分间的组合关系，易引起误解。 4.2 结构式（晶体化学式） 既能表示矿物中各组分的种类和数量比，又能表面它们在晶体结构中的相互关系及存在形式的化学式。
书写规则： （1） 阳离子写在最前边。两种以上阳离子，按碱性由强到 弱的顺序排列； （2） 阴离子或络阴离子写在阳离子之后，络阴离子用方括 号括起来； （3） 附加阴离子写在主要阴离子的后面； （4） 互为类质同象的离子用圆括号括起来，按含量由多到 少的顺序排列； （5）水按不同情况书写： ①结构水写在最后； ②结晶水用圆括号括起来写在与之相联的阳离子后面； ③沸石水写在化学式的最后，用圆点隔开；
④ 层间水也用圆括号括起来，写在可交换的阳离子后面 ⑤ 吸附水不属于矿物本身的化学组成，在化学式中不表 示。但胶体水属于胶体矿物特有的，应予以表示。 5 矿物的化学性质 5.1 矿物的可溶性 固体矿物与某种溶液相互作用时，矿物表面的质点， 由于本身的振动和受溶剂分子的吸引，离开矿物的 表面进入或扩散到溶液中去，此过程称矿物的溶解。 5.2 矿物的可氧化性 内因： 矿物的化学成分 外因： 大气中的氧和溶解有氧及二氧化碳的水。
5.3 矿物与酸碱的反应 矿物在一定的条件下可与酸碱反应，测定化学成分 是鉴定和研究矿物的重要方法。 —肉眼鉴定 —详细鉴定—提取有用组分 6 矿物的形态 矿物的形态包括：单体、集合体形态。 6.1 矿物单体的形态 每一种晶体在外形的表现上，有两种表现： ①不可能超越理想几何形态的范畴（石盐）； ②每个晶体都有自己的特殊性（方解石）。
6.1.1 结晶习性 在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有 它自己的习见形态。矿物晶体的这种性质，称为矿物 的结晶习性。 描述时，先说明基本类型；再叙述总体形状。 一向延长：晶体沿一个方向特别发育，柱状、针状等 二向延展：晶体沿两个方向特别发育，板状、片状等 三向等长：晶体沿三个方向大致相等发育，等轴状、粒状等
矿物晶体的结晶习性，主要是由它的内部结构和形 成条件决定的。即：晶体的内部结构决定着在晶体 上可能出现的或出现几率最大的单形种类；形成条 件则十分具体确定了在可能出现的单形种类中实际 形成的单形应是那些。矿物晶体的结晶习性，主要是由它的内部结构和形 成条件决定的。即：晶体的内部结构决定着在晶体 上可能出现的或出现几率最大的单形种类；形成条 件则十分具体确定了在可能出现的单形种类中实际 形成的单形应是那些。 6.1.2 晶面特征 实际矿物晶体的晶面，都不是理想的平面，常常出 现这样或那样的花纹，即晶面花纹（鉴定）。 ⑴晶面条纹是指晶面上由一系列所谓的邻接面构成 的直线状条纹。 在同一个晶体上，同一单形的各晶面，只要有条纹 出现，它的样式和分布状况总是相同的。
石英 电气石 黄铁矿
⑵ 蚀象 是指晶面上因溶蚀而形成的具有一定形状的凹坑。受 质点排列方式的控制。
6.2 矿物集合体的形态 同种矿物的许多个体聚集在一起的群体叫矿物集合体。 ①显晶集合体 用肉眼或放大镜可分辨出矿物颗粒界限的集合体叫显 晶集合体。描述时，应注意矿物单体的形状、大小、 集合方式。 粒状集合体：由各方向发育大致相等的颗粒组成。块状集合体：致密块状、土状块状、肉冻状块状。 板状、片状、鳞片状集合体：矿物两向延伸。 柱状、针状集合体：单体一向延伸。 ②隐晶及胶态集合体 隐晶质集合体可以由溶液直接凝结而成；也可由胶体 矿物老化而成。
按其成因和外形可分为： 放射状集合体 纤维状集合体 晶簇 杏仁体 结核 鲕状集合体 豆状集合体 钟乳状集合体 葡萄状集合体 肾状集合体
7 矿物的物理性质 鉴定＋应用 包括：力、热、电、光、磁等方面的性质。 7.1 矿物的光学性质 矿物对光的反射、折射和吸收等所表现出来的各种性质. 包括颜色、条痕、光泽、透明度。 7.1.1 颜色 分为：自色、它色、假色 （1）自色：矿物本身所固有的颜色，一般比较固定。 产生原因—主要与矿物的化学组成和晶体结构有关。 呈色机理有四种情况 ①电子内部跃迁；（过渡、镧系、锕系）
②离子间的电子转移；（两种以上价态共存） ③带隙跃迁；（硫化物、砷化物） ④色心。（含量过剩、存在杂质离子） （2）它色 指矿物因含外来带色杂质而引起的一种颜色。 （3）假色 指某些物理因素所引起的呈色现象。 颜色的描述，总的 原则是：通俗易懂；易理解。 — 标准色谱法 — 类比法 7.1.2 条痕 指矿物在素瓷板上擦划后留下的痕迹的颜色。
7.1.3 光泽 指矿物表面对可见光的反射能力。主要决定于矿物所 具有化学键的性质，是鉴定矿物的重要依据。分为： （1） 金属光泽：象金属磨光面一样的光泽； （2） 半金属光泽：象未经磨光的金属表面那样的光泽； （3） 金刚光泽：象钻石金刚石那样的光泽； （4） 玻璃光泽：象普通玻璃那样的光泽； 特殊的变异光泽： 油脂光泽：颜色浅，如同油脂面上见到的光泽； 树脂光泽：颜色黄－黄褐，具有象树脂那样的光泽； 丝绢光泽：具有象蚕丝或丝织品那样的光泽； 珍珠光泽：象贝壳凹面上那种柔和而多彩的光泽；
7.1.4 透明度 指矿物允许可见光透过的程度。可分为： （1）透明： 隔着薄片可以清晰看到另一侧的轮廓细节； （2）半透明： 隔着薄片可以看到另一侧的物体，但不能 分辨其轮廓； （3）不透明：基本上不允许可见光的透过。 7.1.5 矿物颜色、条痕、光泽、透明度的相互关系
