结晶矿物学（北京大学） 氧化物和氢氧化物矿物.ppt

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1、08 氧化物和氢氧化物矿物氧化物和氢氧化物矿物qq需要掌握的矿物需要掌握的矿物 刚玉刚玉,赤铁矿赤铁矿,金红石金红石,锡石锡石,石英石英 钛铁矿钛铁矿,钙钛矿钙钛矿,尖晶石尖晶石,磁铁矿磁铁矿,黑钨黑钨矿矿 水镁石水镁石,三水铝石三水铝石,针铁矿针铁矿,硬锰矿硬锰矿qq简单氧化物矿物简单氧化物矿物qq复杂氧化物矿物复杂氧化物矿物qq氢氧化物矿物氢氧化物矿物复习思考题复习思考题结晶学与矿物学结晶学与矿物学1简单氧化物矿物概述简单氧化物矿物概述氧氧化化物物矿矿物物和和氢氢氧氧化化物物是是一一系系列列金金属属阳阳离离子子与与O O2-2-与与OHOH-相相化化合合的的化化合合物物。这这类类矿矿物物的

2、的种种数数约约在在200200种种左左右右。它它们们占占地地壳壳总总重重量量的的17%17%左左右右，其其中中石石英英族族矿矿物物就就占占了了12.6%12.6%，而而铁铁的的氧氧化化物物和和氢氢氧氧化化物物占占了了3.9%3.9%。qq化化化化学学学学成成成成分分分分 阳阳离离子子主主要要是是惰惰性性气气体体型型离离子子(如如SiSi、AlAl等等)和和过过渡渡型型离离子子(如如FeFe、MnMn、TiTi、CrCr等等),),及及少少量量铜铜型型离离子子(如如CuCu、SbSb、BiBi等等)。此此外外，在少数氧化物中还含有水分子。在少数氧化物中还含有水分子。qq晶晶晶晶体体体体化化化化学

3、学学学特特特特征征征征 氧氧化化物物中中以以离离子子键键为为主主，随随着着离离子子电电价价的的增增加加，共共价价键键的的成成分分趋趋向向增增多多。另另方方面面,随随着着从从惰惰性性气气体体型型、过过渡渡型型离离子子向向铜铜型型离离子子改改变变时时，共共价价键键性性则则趋趋向向增增强强。氢氢氧氧化化物物的的晶晶体体结结构构主主要要是是层层状状或或链链状状，除除离离子子键键外外，还还往往往往存存在在氢氢键键。由由于于氢氢键键的的存存在在，以以及及(OH)OH)-的的电电价价较较O O2-2-为为低低而而导导致致阳阳离离子子与与阴阴离离子子间间键键力力的的减减弱弱，因此与相应的氧化物比较，其比重和硬

4、度都趋向减小，因此与相应的氧化物比较，其比重和硬度都趋向减小，结晶学与矿物学结晶学与矿物学2简单氧化物矿物概述简单氧化物矿物概述结晶学与矿物学结晶学与矿物学3简单氧化物矿物刚玉简单氧化物矿物刚玉qq化学组成化学组成:Corundum AlCorundum Al2 2O O3 3。有时含微量有时含微量FeFe、TiTi或或CrCr等。等。qq结构特点结构特点:三方晶系；点群三方晶系；点群3 3mm。空间群空间群R3cR3c；a a0 0=4.75=4.75，c c0 0=12.97=12.97；Z=6Z=6。晶体结构晶体结构中，中，O O2-2-成立方最紧密堆积；而成立方最紧密堆积；而AlAl3

5、+3+则在两氧离子则在两氧离子层之间，充填三分之二的八面体空隙，组成共面的层之间，充填三分之二的八面体空隙，组成共面的Al-OAl-O6 6。qq晶体形态晶体形态:一般呈近似腰鼓状晶形，常依菱面体一般呈近似腰鼓状晶形，常依菱面体(-1011)(-1011)，较少依，较少依（00010001）成聚片双晶。）成聚片双晶。qq物理性质物理性质:蓝灰、黄灰色，含铁者呈黑色；含铬而呈红色者，称红蓝灰、黄灰色，含铁者呈黑色；含铬而呈红色者，称红宝石宝石(ruby)ruby)；含钛而呈蓝色者称蓝宝石含钛而呈蓝色者称蓝宝石(sapphire)sapphire)；玻璃光泽。硬玻璃光泽。硬度度9 9；无解理；常因

6、聚片双晶或细微包体产生；无解理；常因聚片双晶或细微包体产生(0001)(0001)或或(10-11)(10-11)裂理。裂理。比重比重3.954.103.954.10。qq鉴定特征鉴定特征:以其晶形，双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。以其晶形，双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。结晶学与矿物学结晶学与矿物学4简单氧化物矿物刚玉简单氧化物矿物刚玉结晶学与矿物学结晶学与矿物学沿沿(10-10)面的投影面的投影 c0001平行双面，平行双面，a11-20六方柱，六方柱，r10-11菱面体，菱面体，n22-43，z22-41、w14.14.-28.1六方双锥六方双锥 5简单氧化物矿物赤铁矿简单氧化物矿物赤铁矿q

7、q化学组成化学组成:Hematite FeHematite Fe2 2O O3 3。有时含有时含TiOTiO2 2、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等混入物。等混入物。qq结构特点结构特点:三方晶系；点群三方晶系；点群3 3mm。空间群空间群R3cR3c；a a0 0=5.029=5.029，c c0 0=13.73=13.73；Z=6Z=6。晶体结构属刚玉型。晶体结构属刚玉型。qq晶体形态晶体形态:单晶体常呈板状，主要由板面与菱面体等所形成之聚形。单晶体常呈板状，主要由板面与菱面体等所形成之聚形。qq物理性质物理性质:显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色。硬度显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰

8、色。硬度5.565.56，土状者显，土状者显著降低；性脆；无解理。比重著降低；性脆；无解理。比重5.05.35.05.3。qq鉴定特征鉴定特征:樱红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。樱红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。结晶学与矿物学结晶学与矿物学6简单氧化物矿物赤铁矿简单氧化物矿物赤铁矿结晶学与矿物学结晶学与矿物学c0001平行双面平行双面r10-11、e01-12、z01-18菱面体菱面体n22-43六方双锥六方双锥 7简单氧化物矿物简单氧化物矿物 金红石金红石本族化合物属本族化合物属AXAX2 2型，主要包括金红石、锡石和软锰矿。它们的晶型，主要包括金红石、锡石和软锰矿。它们的晶体结构均属金

9、红石型。另外还包括体结构均属金红石型。另外还包括TiOTiO2 2的其余两个同质多象变体锐的其余两个同质多象变体锐钛矿和板钛矿。钛矿和板钛矿。qq化学组成化学组成:TiOTiO2 2,常含常含FeFe、NbNb、TaTa、CrCr、SnSn等。等。qq结构特点结构特点:四方晶系；点群四方晶系；点群4/4/mmmmmm。空间群空间群P4P42 2/mnmmnm。晶体结构晶体结构表现表现为氧离子近似成六方紧密堆积，而钛离子位于变形八面体空隙中，为氧离子近似成六方紧密堆积，而钛离子位于变形八面体空隙中，构成构成Ti-OTi-O6 6八面体配位。钛离子配位数为八面体配位。钛离子配位数为6 6，氧离子配

10、位数为，氧离子配位数为3 3。Ti-Ti-O O6 6配位八面体沿配位八面体沿c c轴成链状排列链间由配位八面体共顶相连。轴成链状排列链间由配位八面体共顶相连。qq晶体形态晶体形态:单晶体呈短柱状、长柱状或针状单晶体呈短柱状、长柱状或针状qq物理性质物理性质:通常褐红色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。硬度通常褐红色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。硬度6 6；性脆；解理平等；性脆；解理平等110110中等。比重中等。比重4.24.34.24.3。qq鉴定特征鉴定特征:以其四方柱形、双晶、颜色为特征。以其四方柱形、双晶、颜色为特征。结晶学与矿物学结晶学与矿物学8简单氧化物矿物简单氧化物矿物 金红石

11、金红石结晶学与矿物学结晶学与矿物学a100、m110四方柱四方柱e101、s111四方双锥四方双锥r320复四方柱复四方柱z321复四方双锥复四方双锥z22-41、w14.14.-28.1六方双锥六方双锥9简单氧化物矿物锡石简单氧化物矿物锡石qq化学组成化学组成:Cassiterite Cassiterite SnOSnO2 2。常含常含FeFe、TiTi、NbNb、TaTa等元素。等元素。qq结结构构特特点点:四四方方晶晶系系；点点群群4/4/mmmmmm。空空间间群群P42/P42/mnmmnm；a a0 0=4.72=4.72，c c0 0=3.17=3.17；Z=2Z=2。晶体结构属金

12、红石型。晶体结构属金红石型。qq晶体形态晶体形态:单晶体常呈由四方双锥和四方柱所组成的双锥柱状聚形；单晶体常呈由四方双锥和四方柱所组成的双锥柱状聚形；以以(101)(101)为双晶面之肘状双晶常见。为双晶面之肘状双晶常见。qq物理性质物理性质:纯净的无色，一般为黄棕色至深褐色；条痕白色至淡黄纯净的无色，一般为黄棕色至深褐色；条痕白色至淡黄色；金刚光泽，断口油脂光泽。硬度色；金刚光泽，断口油脂光泽。硬度6767；性脆；解理平等；性脆；解理平等110110不不完全；贝壳状断口。比重完全；贝壳状断口。比重6.87.06.87.0。qq鉴定特征鉴定特征:锡石的晶形和颜色很相似于金红石、磷钇矿和锆石，但

13、锡石的晶形和颜色很相似于金红石、磷钇矿和锆石，但其比重远较后三者为大。其比重远较后三者为大。结晶学与矿物学结晶学与矿物学10简单氧化物矿物锡石简单氧化物矿物锡石结晶学与矿物学结晶学与矿物学a100、m110四方柱四方柱e101、s111四方双锥四方双锥 11简单氧化物矿物石英族简单氧化物矿物石英族本族矿物包括同一本族矿物包括同一SiOSiO2 2成分的一系列同质多象变体；成分的一系列同质多象变体；-石英、石英、-石石英、英、-鳞石英、鳞石英、1-1-鳞石英、鳞石英、2-2-鳞石英、鳞石英、-方石英、方石英、-方石英、柯石方石英、柯石英、斯石英等。此外，把含英、斯石英等。此外，把含H H2 2O

14、 O的的SiOSiO2 2矿物蛋白色合并在内。矿物蛋白色合并在内。qq化学组成化学组成:Quartz SiOQuartz SiO2 2,为为-石英和石英和-石英的总称。两者相转变温度石英的总称。两者相转变温度在在570570。常含不同数量的气态、液态和固态物质的机械混入物。常含不同数量的气态、液态和固态物质的机械混入物。qq结结构构特特点点:-石石英英属属三三方方晶晶系系，点点群群3232。空空间间群群P3P31 12 2或或P3P32 22 2；a a0 0=4.91=4.91，c c0 0=5.40=5.40；Z=3Z=3。晶晶体体结结构构典典型型.-石石英英属属六六方方晶晶系系。点点群群

15、622622。空间群。空间群P6P64 42 2或或P6P62 22 2；a a0 0=5.01=5.01，c c0 0=5.47=5.47；Z=3Z=3。qq晶晶体体形形态态:-石石英英的的单单晶晶体体通通常常呈呈六六方方柱柱10-1010-10和和菱菱面面体体10-1110-11等等单单形形所所成成之之聚聚形形。柱柱面面上上常常具具横横纹纹。有有时时还还出出现现三三方方双双锥锥11211121或或21112111和和三三方方偏偏方方面面体体51615161或或61516151单单形形的的小小面面。-石石英英的的单单晶晶体体常常呈呈完完好好的的六六方方双双锥锥。最最常常见见的的双双晶晶是是由

16、由两两个个六六方方双双锥锥依依（30-3230-32）而成接触双晶。）而成接触双晶。结晶学与矿物学结晶学与矿物学12简单氧化物矿物石英族简单氧化物矿物石英族 qq隐晶质的石英称石髓隐晶质的石英称石髓(玉髓玉髓chalcedony),chalcedony),具有不同颜色条带的或花纹具有不同颜色条带的或花纹相间分布的石髓称为玛瑙相间分布的石髓称为玛瑙(agate)agate)。qq物理性质物理性质:纯净的纯净的-石英无色透明，因含微量色素离子或细分散包石英无色透明，因含微量色素离子或细分散包裹体，或存在色心而呈各种颜色，并使透明度降低；玻璃光泽，断裹体，或存在色心而呈各种颜色，并使透明度降低；玻璃

17、光泽，断口呈油脂光泽。硬度口呈油脂光泽。硬度7 7；无解理；贝壳状断口。比重；无解理；贝壳状断口。比重2.652.65。具压电性。具压电性。-石英通常呈灰白色、乳白色；玻璃光泽，断口油脂光泽。比重石英通常呈灰白色、乳白色；玻璃光泽，断口油脂光泽。比重2.532.53。在常温常压下均已转变为。在常温常压下均已转变为-石英，此时其比重增大至石英，此时其比重增大至2.652.65。qq鉴定特征鉴定特征:-石英以其晶形、无解理、贝壳状断口、硬度为其特征。石英以其晶形、无解理、贝壳状断口、硬度为其特征。如由如由-石英转变而成，则仍保持六方双锥的假象。石英转变而成，则仍保持六方双锥的假象。结晶学与矿物学结

18、晶学与矿物学13简单氧化物矿物石英族简单氧化物矿物石英族SiOSiO2 2相图相图相图相图(SwamySwamy&Saxena Saxena,1994),1994)结晶学与矿物学结晶学与矿物学14简单氧化物矿物石英族简单氧化物矿物石英族 -石英和石英和石英和石英和 -石英石英石英石英的晶体结构的晶体结构的晶体结构的晶体结构 结晶学与矿物学结晶学与矿物学15简单氧化物矿物石英族简单氧化物矿物石英族 -石英形态石英形态石英形态石英形态结晶学与矿物学结晶学与矿物学 -石英形态石英形态石英形态石英形态16简单氧化物矿物石英族简单氧化物矿物石英族 -石英的道芬双晶（石英的道芬双晶（石英的道芬双晶（石英的

19、道芬双晶（A A A A）、）、）、）、巴巴巴巴西双晶（西双晶（西双晶（西双晶（B B B B）和日本双晶（和日本双晶（和日本双晶（和日本双晶（C C C C）结晶学与矿物学结晶学与矿物学蛋白石的扫蛋白石的扫蛋白石的扫蛋白石的扫描电镜照片描电镜照片描电镜照片描电镜照片 17复杂氧化物矿物复杂氧化物矿物 钛铁矿钛铁矿qq化学组成化学组成:IlmeniteIlmenite FeTiO FeTiO3 3。常含类质同象混入物常含类质同象混入物MgMg和和MnMn。常含有常含有细鳞片状赤铁矿包体。细鳞片状赤铁矿包体。qq结构特点结构特点:三方晶系；点群三方晶系；点群3 3。空间群。空间群R3R3；a a

20、0 0=5.083=5.083，c c0 0=14.04=14.04；Z=6Z=6。晶体结构属刚玉型。与刚玉不同之处在于铝的位置相间地被晶体结构属刚玉型。与刚玉不同之处在于铝的位置相间地被铁和钛所代替。铁和钛所代替。qq晶体形态晶体形态:单晶体少见，偶有呈厚板状，通常成不规则细粒。单晶体少见，偶有呈厚板状，通常成不规则细粒。qq物理性质物理性质:钢灰至黑色；条痕黑色，含赤铁矿者带褐色；半金属光钢灰至黑色；条痕黑色，含赤铁矿者带褐色；半金属光泽；不透明。硬度泽；不透明。硬度5656；无解理，次贝壳状断口。比重；无解理，次贝壳状断口。比重4.724.72。微具磁。微具磁性。性。qq鉴定特征鉴定特征

21、:钛铁矿可依其晶形、条痕和弱磁性与其相似的赤铁矿、钛铁矿可依其晶形、条痕和弱磁性与其相似的赤铁矿、磁铁矿相区别。磁铁矿相区别。结晶学与矿物学结晶学与矿物学18复杂氧化物矿物复杂氧化物矿物 钛铁矿钛铁矿结晶学与矿物学结晶学与矿物学钛铁矿的理想晶体形态钛铁矿的理想晶体形态钛铁矿的理想晶体形态钛铁矿的理想晶体形态c c c c0001000100010001平行双面，平行双面，平行双面，平行双面，m m m m10-1010-1010-1010-10六方柱，六方柱，六方柱，六方柱，r r r r10-1110-1110-1110-11、s s s s02-2102-2102-2102-21、n n

22、n n22-4322-4322-4322-43菱面体菱面体菱面体菱面体19复杂氧化物矿物钙钛矿复杂氧化物矿物钙钛矿本本族族化化合合物物属属ABXABX3 3型型。A A代代表表大大阳阳离离子子,B B代代表表小小阳阳离离子子,类类质质同同象象十分发育十分发育.在地幔矿物学和材料学领域有很重要的意义。在地幔矿物学和材料学领域有很重要的意义。qq化学组成化学组成:PerovskitePerovskite CaTiO CaTiO3 3qq结构特点结构特点:高温变体为等轴晶系，点群高温变体为等轴晶系，点群m3mm3m。空间群空间群Pm3mPm3m；a a0 0=3.85=3.85，Z=1Z=1。低温变

23、体为正交晶系，点群低温变体为正交晶系，点群mmmmmm；空间群空间群PbnmPbnm。在在高温变体结构高温变体结构中，钙离子位于立方晶胞的中心，为中，钙离子位于立方晶胞的中心，为1212个氧离子包个氧离子包围成配位立方围成配位立方-八面体，配位数为八面体，配位数为1212；钛离子位于立方晶胞的角顶，；钛离子位于立方晶胞的角顶，为为6 6个氧离子包围成配位八面体，配位数为个氧离子包围成配位八面体，配位数为2 2。qq晶体形态晶体形态:单晶体少见，呈立方体晶形。单晶体少见，呈立方体晶形。qq物理性质物理性质:褐至灰黑色；条痕白至灰黄色；金刚光泽。硬度褐至灰黑色；条痕白至灰黄色；金刚光泽。硬度5.5

24、65.56；解理不完全；参数状断口。比重解理不完全；参数状断口。比重3.974.043.974.04结晶学与矿物学结晶学与矿物学20复杂氧化物矿物钙钛矿复杂氧化物矿物钙钛矿结晶学与矿物学结晶学与矿物学钙钛矿的晶体结构钙钛矿的晶体结构钙钛矿的晶体结构钙钛矿的晶体结构21复杂氧化物矿物尖晶石复杂氧化物矿物尖晶石本族化合物属本族化合物属ABAB2 2X X4 4型。型。A A代表二价的镁、铁、锌、锰；代表二价的镁、铁、锌、锰；B B代表三价代表三价的的铁铁、铝铝、铬铬。广泛发育着完全和不完全的类质同象置换。广泛发育着完全和不完全的类质同象置换。qq化学组成化学组成:SpinelSpinel MgAl

25、 MgAl2 2O O4 4。常含常含FeFe、ZnZn、MnMn、CrCr等组份。等组份。qq结构特点结构特点:等轴晶系；点群等轴晶系；点群m3mm3m。空间群空间群Fd3mFd3m；a a0 0=8.09;Z=8=8.09;Z=8。晶晶体结构属体结构属正常尖晶石型正常尖晶石型，氧离子近于成立方密堆积，二价阳离子充，氧离子近于成立方密堆积，二价阳离子充填填1/81/8的四面体空隙，三价阳离子充填的四面体空隙，三价阳离子充填1/21/2的八面体空隙。配位四面的八面体空隙。配位四面体和配位八面体共有角顶的连接。体和配位八面体共有角顶的连接。qq晶体形态晶体形态:单晶体常呈八面体形单晶体常呈八面体

26、形，有时八面体与菱形十二面体组成有时八面体与菱形十二面体组成聚形。双晶依尖晶石律聚形。双晶依尖晶石律(111)(111)成接触双晶成接触双晶。qq物理性质物理性质:无色者少见，通常呈红色无色者少见，通常呈红色(含含Cr)Cr)、绿色绿色(含含FeFe3+3+)或褐黑色或褐黑色(含含FeFe2+2+和和FeFe3+3+););玻璃光泽。硬度玻璃光泽。硬度8 8；无解理；偶有平行；无解理；偶有平行(111)(111)裂理。裂理。比重比重3.553.55。结晶学与矿物学结晶学与矿物学22复杂氧化物矿物尖晶石复杂氧化物矿物尖晶石尖晶石的晶体结构（尖晶石的晶体结构（尖晶石的晶体结构（尖晶石的晶体结构（A

27、 A）和配位多面体的配置图（和配位多面体的配置图（和配位多面体的配置图（和配位多面体的配置图（B B）结晶学与矿物学结晶学与矿物学23复杂氧化物矿物尖晶石复杂氧化物矿物尖晶石o o111111八面体，八面体，八面体，八面体，d d110110菱形十二面体菱形十二面体菱形十二面体菱形十二面体 结晶学与矿物学结晶学与矿物学24复杂氧化物矿物磁铁矿复杂氧化物矿物磁铁矿qq化学组成化学组成:Magnetite FeFeMagnetite FeFe2 2O O4 4,常含常含MgMg、MnMn、TiTi、V V、CrCr等元素。等元素。qq结构特点结构特点:等轴晶系；点群等轴晶系；点群m3mm3m。空间

28、群空间群Fd3mFd3m；a a0 0=8.40=8.40；Z=8Z=8。晶晶体结构属体结构属倒置尖晶石型倒置尖晶石型。即在它的结构中半数的三价阳离子充填。即在它的结构中半数的三价阳离子充填1/81/8的四面体空隙，另外半数的三价阳离子和二价阳离子一起充填的四面体空隙，另外半数的三价阳离子和二价阳离子一起充填1/21/2的的八面体空隙。八面体空隙。qq晶体形态晶体形态:单晶体常呈八面体，较少呈变形十二面体。单晶体常呈八面体，较少呈变形十二面体。qq物理性质物理性质:铁黑色；条痕黑色；半金属光泽；不透明。硬度铁黑色；条痕黑色；半金属光泽；不透明。硬度6 6；无解；无解理；有时具理；有时具(111

29、)(111)裂理；性脆。比重裂理；性脆。比重5.205.20。具强磁性。具强磁性。qq鉴定特征鉴定特征:以其晶形，黑色条痕和可磁性可与其相似的矿物如赤铁以其晶形，黑色条痕和可磁性可与其相似的矿物如赤铁矿、铬铁矿等相区别。矿、铬铁矿等相区别。结晶学与矿物学结晶学与矿物学25复杂氧化物矿物黑钨矿复杂氧化物矿物黑钨矿(钨锰铁矿钨锰铁矿)qq化学组成化学组成:Wolframite Wolframite (Fe,(Fe,Mn Mn)WO)WO4 4,一般一般FeO4.818.9%FeO4.818.9%之间，之间，MnOMnO介于介于4.718.7%4.718.7%之间。常含之间。常含MgMg、CaCa、

30、NbNb、TaTa、SnSn、ZnZn等。等。qq结构特点结构特点:晶体结构中晶体结构中,六个六个O O2-2-围绕围绕MnMn2+2+(Fe(Fe2+2+)构成构成MnMn(Fe)-O(Fe)-O6 6配位配位八面体，它们以棱相连接平行八面体，它们以棱相连接平行C C轴方向成锯齿形的链体分布；轴方向成锯齿形的链体分布；WW6+6+同同样与其周围六个样与其周围六个O O2-2-连接而形成连接而形成W-OW-O6 6配位八面体，它们亦构成链体配位八面体，它们亦构成链体,并位于并位于MnMn(Fe)-O(Fe)-O6 6配位八面体所成的链体之间，以其四个角顶与上下配位八面体所成的链体之间，以其四个

31、角顶与上下链体相连接。因而晶体结构可以看为平行于链体相连接。因而晶体结构可以看为平行于c c轴的链状结构。轴的链状结构。qq晶体形态晶体形态:单晶体少见，常见板状，短柱状。单晶体少见，常见板状，短柱状。qq物理性质物理性质:红褐色至黑色；条痕黄褐色至黑色。硬度红褐色至黑色；条痕黄褐色至黑色。硬度44.544.5；解理平；解理平行行010010完全，比重完全，比重7.127.27.127.2。微具磁性。微具磁性。qq鉴定特征鉴定特征:黑钨矿以其板状形态，褐黑色，黑钨矿以其板状形态，褐黑色，010010完全解理和比重较完全解理和比重较大为其鉴定特征。大为其鉴定特征。结晶学与矿物学结晶学与矿物学26

32、复杂氧化物矿物黑钨矿复杂氧化物矿物黑钨矿(钨锰铁矿钨锰铁矿)结晶学与矿物学结晶学与矿物学晶体结构和形态晶体结构和形态晶体结构和形态晶体结构和形态a a100100、b b010010、c c001001、t t102102平行双面平行双面平行双面平行双面 mm110110、l l210210、f f011011、q q q q121121斜方柱斜方柱斜方柱斜方柱 27氢氧化物矿物水镁石氢氧化物矿物水镁石qq化学组成化学组成:BruciteBrucite Mg(OH)Mg(OH)2 2qq结结构构特特点点:三三方方晶晶系系，点点群群3 3mm。空空间间群群R3mR3m；a a0 0=3.125=

33、3.125,c c0 0=4.72=4.72;Z=1Z=1。晶晶体体结结构构具具有有层层状状特特点点,羟羟离离子子成成六六方方最最紧紧密密堆堆积积，镁镁离离子子充充镇镇于于每每两两层层相相邻邻的的羟羟离离子子之之间间的的全全部部八八面面空空隙隙；组组成成配配位位八八面面体体的的结构层。结构层内属离子键，结构层间以氢键相维系。结构层。结构层内属离子键，结构层间以氢键相维系。qq晶体形态晶体形态:单晶体呈厚板状，常见片状集合体和纤维状集合体。单晶体呈厚板状，常见片状集合体和纤维状集合体。qq物理性质物理性质:白至淡绿色，含有锰或铁者呈红褐色；玻璃白至淡绿色，含有锰或铁者呈红褐色；玻璃 珍珠光泽。珍

34、珠光泽。硬度硬度2.52.5；解理平行；解理平行00010001极完全；薄片具挠性。比重极完全；薄片具挠性。比重2.352.35 。qq鉴定特征鉴定特征:以其形态、低硬度和以其形态、低硬度和00010001极完全解理为鉴定特征。极完全解理为鉴定特征。结晶学与矿物学结晶学与矿物学28氢氧化物矿物水镁石氢氧化物矿物水镁石结晶学与矿物学结晶学与矿物学水镁石的晶体结构水镁石的晶体结构水镁石的晶体结构水镁石的晶体结构 29氢氧化物矿物三水铝石氢氧化物矿物三水铝石qq化学组成化学组成:Gibbsite Al(OH)Gibbsite Al(OH)3 3。常有少量的铁和镓可以置换铝。常有少量的铁和镓可以置换铝

35、。qq结构特点结构特点:单斜晶系；点群单斜晶系；点群2/2/mm。空间群空间群P2P21 1/n/n；a a0 0=8.64=8.64,b b0 0=5.07=5.07,c c0 0=9.72=9.72,=94=94 3434；Z=8Z=8。晶体结构属层状类似水镁石结构晶体结构属层状类似水镁石结构,但但铝离子充填于每两层相邻的羟离子之间的铝离子充填于每两层相邻的羟离子之间的2/32/3八面体空隙；组成配位八面体空隙；组成配位八面体的结构层。结构层内属离子键，结构层间以氢键相维系。八面体的结构层。结构层内属离子键，结构层间以氢键相维系。qq晶体形态晶体形态:单晶体少见。单晶体少见。qq物理性质物

36、理性质:白色，常带灰、绿和褐色；玻璃白色，常带灰、绿和褐色；玻璃 珍珠光泽。硬度珍珠光泽。硬度2.532.53；解理平行；解理平行001001极完全。比重极完全。比重2.352.35。qq鉴定特征鉴定特征:以其极完全解理、低硬度、小比重为鉴定特征。以其极完全解理、低硬度、小比重为鉴定特征。qq通常所谓的铝土矿通常所谓的铝土矿(bauxite)bauxite)，实际上并不是一个矿物种，而是以实际上并不是一个矿物种，而是以极细的三水铝石、一水硬铝石或一水软铝石为主要组份，并包含数极细的三水铝石、一水硬铝石或一水软铝石为主要组份，并包含数量不等的高岭石、蛋白石、赤铁矿、针铁矿等而成的混合物。量不等的

37、高岭石、蛋白石、赤铁矿、针铁矿等而成的混合物。结晶学与矿物学结晶学与矿物学30氢氧化物矿物针铁矿氢氧化物矿物针铁矿qq化学组成化学组成:Goethite a-Goethite a-FeOFeO(OH)(OH)。混入物组份与针铁矿成因有关。混入物组份与针铁矿成因有关。qq结构特点结构特点:正交晶系；点群正交晶系；点群mmmmmm。空间群空间群PbnmPbnm；a a0 0=4.64=4.64,b b0 0=10.0=10.0,c c0 0=3.03=3.03；Z=4Z=4。qq晶体形态晶体形态:单晶体少见，呈针状或鳞片状。常成肾状、钟乳状、结单晶体少见，呈针状或鳞片状。常成肾状、钟乳状、结核状或

38、土状集合体。核状或土状集合体。qq物理性质物理性质:褐黄至褐红色；条痕褐黄色；半金属光泽；硬度褐黄至褐红色；条痕褐黄色；半金属光泽；硬度55.555.5；解理平行解理平行010010完全；参差状断口；性脆。比重完全；参差状断口；性脆。比重4.284.28。qq鉴定特征鉴定特征:以其胶体形态和褐黄色条痕为特征。以其胶体形态和褐黄色条痕为特征。qq通常所谓的褐铁矿通常所谓的褐铁矿(Limonite)Limonite)，实际上并不是一个矿物种，而是以实际上并不是一个矿物种，而是以针铁矿或水针铁矿为主要组份，并包含数量不等的纤铁矿、含水氧针铁矿或水针铁矿为主要组份，并包含数量不等的纤铁矿、含水氧化硅、

39、粘土等而居的混合物。化硅、粘土等而居的混合物。结晶学与矿物学结晶学与矿物学31氢氧化物矿物硬锰矿氢氧化物矿物硬锰矿qq化学组成化学组成:Psilomelane Psilomelane BaMnBaMn2+2+MnMn4+4+9 9O O2 02 03H3H2 2O,O,成分变化很大。其成分变化很大。其中所含的水，类似于沸石水的性质，在中所含的水，类似于沸石水的性质，在500500以前可以逐步放出。以前可以逐步放出。其化学式尚未能最后确定。其化学式尚未能最后确定。qq结构特点结构特点:单斜晶系；点群单斜晶系；点群2/2/mm。空间群空间群C2/mC2/m；a a0 0=9.56,b=9.56,b

40、0 0=2.88,=2.88,c c0 0=13.85,=13.85,=92=92 3030；Z=1Z=1。或正交晶系，点群或正交晶系，点群222222；空间群；空间群P222P222；a a0 0=9.15.,b=9.15.,b0 0=13.90,c=13.90,c0 0=5.75,Z=2=5.75,Z=2。晶体结构是由晶体结构是由MnMn-O-O6 6配位八面体配位八面体组成的双链和三链相连接，围成中空的通道。链和通道平行于组成的双链和三链相连接，围成中空的通道。链和通道平行于b b 轴轴延伸。延伸。BaBa2+2+和和H H2 2O O分子位于通道之中分子位于通道之中。qq晶体形态晶体形

41、态:通常成葡萄状、钟乳状、树枝状或土状集合体。单晶体通常成葡萄状、钟乳状、树枝状或土状集合体。单晶体极为罕见。极为罕见。qq物理性质物理性质:灰黑至黑色；条痕褐黑至黑色；半金属光泽至暗淡。硬灰黑至黑色；条痕褐黑至黑色；半金属光泽至暗淡。硬度度5656；性脆。比重；性脆。比重4.714.71。qq鉴定特征鉴定特征:以胶体形态，黑色条痕和硬度较高为鉴定特征。以胶体形态，黑色条痕和硬度较高为鉴定特征。结晶学与矿物学结晶学与矿物学32复习思考题复习思考题结晶学与矿物学结晶学与矿物学 qq说明萤石和石盐分别具有说明萤石和石盐分别具有111111和和100100解理的原因解理的原因?qq简单氧化物和复杂氧

42、化物的区别何在简单氧化物和复杂氧化物的区别何在?qq氧化物常见有砂矿氧化物常见有砂矿,而硫化物则没有而硫化物则没有,为什么为什么?qq以金红石以金红石,尖晶石和水镁石为例尖晶石和水镁石为例,说明它们各自的结构与形态和物说明它们各自的结构与形态和物理性质之间的关系理性质之间的关系qq同属于刚玉型结构的刚玉和赤铁矿同属于刚玉型结构的刚玉和赤铁矿,为何两者在物理性质上差异如为何两者在物理性质上差异如此明显此明显?qq水镁石和辉钼矿同属于片状矿物水镁石和辉钼矿同属于片状矿物,其晶体结构之间有何不同其晶体结构之间有何不同?qq三水铝石与刚玉的晶体结构之间有什么区别三水铝石与刚玉的晶体结构之间有什么区别?qq如何区别金红石和锡石如何区别金红石和锡石,钛铁矿钛铁矿,铬铁矿和磁铁矿铬铁矿和磁铁矿?qq钙钛矿的晶体结构特点钙钛矿的晶体结构特点,其地质意义何在其地质意义何在?33