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矿物学基础Mineralogybasis仝慧贤18390907624本课程总共32学时，都为理论课。在最后两个学时进行总结，做考试准备。课程安排为16周，在期末进行闭卷考试。1.1矿物的概念1.2矿物学1.3矿物种及其命名1.4矿物的分类定义矿物（mineral）是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有相对固定的化学组成以及确定的晶体结构的均匀固体。它们是岩石和矿石的基本组成单位。矿物产出的天然性：矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。人造矿物或合成矿物：那些由人工合成的、各方面特性与天然产出的矿物相同或相似的产物。矿物必须是均匀的固体首先排除了天然产出的气体和液体，如液态的自然汞。其次矿物也与岩石和矿石区分开来。矿物作为组成岩石和矿石的基本单元，应该是各部分均一的。如花岗岩。(图)自然汞花岗岩每种矿物都有相对固定的化学成分，并可用化学式来表达。藉此可鉴别矿物种。但是，由于形成环境的复杂性，矿物的这些特征可在一定范围内变化，故这些特征常可作为反映矿物成因的标志。（例）黄铜矿——CuFeS2绿柱石——Be3Al2Si6O18赤铁矿——Fe2O3黄铁矿——FeS正长石——KAlSi3O8重晶石——BaSO4矿物具有确定的晶体结构在地质作用（包括宇宙天体作用）过程形成的具有相对固定的化学组成，但无确定晶体结构的均匀固体，成为准矿物或似矿物。常见的有A型蛋白石，水铝英石以及某些放射性矿物或含放射性元素矿物的变生非晶质。（如图）水铝英石变生褐帘石定义矿物学（mineralogy）是以矿物为研究对象的一门自然学科，是研究地球及宇宙天体物质成分特征及其历史的学科之一。是研究矿物(包括准矿物)的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学。它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础和依据。矿物学的发展1．十九世纪以前，矿物学始终处于对矿物的记载和表面特征的描述。2．自十九世纪中叶以来，矿物学飞速发展，经历了四次重大的变革。1）1857年偏光显微镜创制成功，并应用于对矿物的研究和鉴定。2）1912年劳埃将x射线成功地应用于矿物晶体结构分析。3）1930s以来，物理化学理论和热学相平衡理论被引入矿物学。4）1960s以来，由于一系列现代测试技术、高温超高压实验技术、量热实验手段及电子计算机的应用。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（geneticmineralogy）和找矿矿物学（prospectingmineralogy），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（mineralphysics）和量子矿物学（quantummineralogy），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(experimentalmineralogy)，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（appliedmineralogy），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，矿产资源危机已成为当今世界令人瞩目的问题。故当务之急：不断挖掘资源潜力，开拓矿物应用新领域，开发矿物应用新品种，加速提高采、选、冶工艺技术及矿物的人工合成和改性技术等。定义矿物种（species）是指具有一定化学组成和晶体结构的矿物。通常由无机作用所形成的均匀固体矿物种是矿物分类的基本单位。对于类质同像系列的矿物种一种是完全同类质像，按“50%的原则”分为两个矿物种。一种是不完全同类质像系列，只有一个矿物种，即便发现新的端元也只能成为亚种。对于同质多像变体同一物质的不同变体虽然化学组成相同，但它们的晶体结构有明显的差别，因而各自分属不同的矿物种。亚种（异种）如果一个矿物在其次要化学成分、物理性质或形态等方面出现叫明显变异时可分出亚种或变种。亚种不单独命名，往往采用在矿物种名前加适当形容词修饰语来表示。以化学成分命名以物理性质命名以形态特点命名结合两种特征命名以地名命名以人名命名其他形式××矿：一般金属光泽或者可以从中提炼金属的矿物；××石：非金属光泽的矿物；××玉：可以作为宝石的矿物；××晶：透明的晶体；××砂：经常以细小颗粒出现的；××华：地表次生的呈松散状的；××矾：易溶于水的；分类原因全世界已发现矿物有4000余种，这些矿物一方面各自有特定的化学组成和确定的晶体结构，从而表现出一定的形态及物理、化学性质；另一方面，一些矿物之间经常由于化学组成和晶体结构上存在某些相似之处，也会表现出某些相似特征。分类方案以矿物成分、晶体结构为依据的晶体化学分类方案，它既考虑了矿物化学组成的特点，也考虑了晶体结构的特点，在一定程度上反映了自然界元素结合的规律。具体分类体系见书表1-1.矿物族是指化学组成类似且晶体结构类型相同的一组矿物。具体的矿物分类见书（第五页）。谢谢