石油地质基础(第二章).ppt

河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,第二章矿物,第一节矿物的概念,一、矿物的一般概念矿物是各种元素在各种地质作用下形成的自然产物，它呈单个元素单质存在或由几种元素化合而成，统称为天然矿物。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,二、矿物的形态,1．矿物的单体形态1）结晶质和非结晶质（1）结晶质矿物内部质点分子、原子、离子作有规律的排列，形成一定的格子构造的固体。（2）非结晶质凡是矿物内部质点分子、原子、离子作无规律的排列，不具格子构造的固体。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2）晶体的形状单形与聚形,（1）单形指一个晶体的形体。,,图2-1常见单形,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,（2）聚形,指由两个或两个以上的单形相聚合而成的形体。自然界产出的晶体，绝大部分都是聚形晶体。如石英矿物为六方柱和六方双锥的聚形晶体，即是由柱体和锥体两种单形聚合在一起。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2．晶面条纹,指晶体生长过程中，留在晶面上的条纹。,图2-2几种常见矿物的晶面条纹,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,3．双晶,在自然晶体中，常发现两个或两个以上的晶体有规律地连生在一起，称为双晶。,,图2-3常见双晶,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,4．矿物集合体的形态,粒状、块状集合体片状、鳞片状集合体。纤维状集合体放射状集合体鲕状集合体晶簇结核状集合体钟乳状集合体土状集合体,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,一、矿物的形态矿物形态是指矿物的单体及集合体形状而言。自然界大多数矿物是晶质矿物，常以晶体即具有格子构造的固体的形态出现，具有一定的规则外形。（一）一向延长（二）二向延长（三）三向延长,第二节矿物的物理性质,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,二、矿物的光学性质1.矿物的颜色（1）自色（2）他色（3）假色,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2.矿物的光泽（1）金属光泽（2）半金属光泽（3）非金属光泽,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,3.矿物的透明度（1）透明（2）半透明（3）不透明,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,三、矿物的力学性质1.矿物的解理,矿物的解理矿物晶体受外力敲击或挤压后将发生破裂。如果是严格沿着一定结晶方向破裂，并能裂成光滑平面的性质称为解理，这些光滑破裂面称为解理面。1）极完全解理2）完全解理3）中等解理4）不完全解理,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2.矿物的断口,矿物的断口矿物晶体受外力敲击或挤压后将发生破裂。如果是严格沿着一定结晶方向破裂，破列成凹凸不平的破裂面，这种断面称为断口。（1）钜齿状（2）贝壳状（3）参差状,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,3.矿物的硬度,矿物的硬度矿物对外来刻划和摩擦的抵抗能力称为硬度。,摩氏硬度计,在野外工作中常用一些更简便的物体来代替硬度计，如指甲约2．5、小钢刀5．5、石英7等。鉴定矿物的硬度必须在矿物的新鲜面上刻划，否则得不到矿物的真实相对硬度等级。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,四、矿物的其他性质,1.矿物的相对密度矿物的相对密度是指纯净的矿物在空气中的质量与同体积水在4℃时质量之比值，是无因次的量。,2.磁性是指矿物能被磁铁吸引，甚至本身能吸引铁屑的性能。,3.发光性矿物在外来能量的激发下能发出可见光的性质。,石盐具有咸味，泻利盐有苦味，石墨、滑石等用手摸有滑感，燃烧自然硫和黄铁矿有硫臭，高岭石吸水成粘稠状、粘舌头等等，这些都是容易觉察到的一些矿物的感觉性质，也是矿物的鉴定特征之一。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,第三节常见造岩矿物及其鉴定特征,一、矿物的分类1．自然元素类2．硫化物及其类似化合物3．卤化物类4．氧化物及氢氧化物类5．含氧酸盐类,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,二、自然元素类,1．石墨C化学组成化学成分纯净者很少，常含有SiO2、粘土等杂质，有时还含有沥青、气体等。形态晶形完整者少见，有时呈六方板状或片状，集合体常呈片状、鳞片状、土状等。物理性质铁黑色至钢灰色，条痕黑色，金属光泽，不透明；一组极完全解理，硬度为1，易污手，具滑感，比重2.1～2.2，导电，抗腐蚀，熔点高达3000℃。成因与产状鉴定特征钢灰色，硬度低，具滑感，污手等。用途,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2．金刚石C,化学组成碳的同质多象变体之一，1850℃以上可转变成石墨。形态常见有八面体，菱形十二面体，集合体为不规则粒状。物理性质无色透明，强金刚光泽，硬度10，绝对硬度为刚玉的150倍，解理中等，比重3.5～3.6，紫外线光下发紫、蓝、绿色荧光，无磁性，化学性质稳定，具高度的抗酸、抗碱性。成因与产状鉴定特征极大硬度，强金刚光泽，晶体外形完美，具萤光性。用途,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,三、硫化物类,1．黄铁矿FeS2化学组成Fe46.6％，S53.4％，常含CO、Au、镍（Ｎi）、砷（As）、锑（Sb）、铜（Cu）等混入物。形态常见晶形为立方体和五角十二面体。立方体晶形者，晶面具细纹，两相邻面上条纹互相垂直，集合体为块状、粒状、结核状。物理性质浅黄铜色，条痕绿黑色，不透明，金属光泽，硬度6～6.5，小刀刻不动，性脆，无解理，比重4.9～5.2,燃烧后有臭味。成因与产状鉴定特征以其颜色，条痕，晶面有条纹，硬度大，小刀刻不动及粒状等特征可与黄铜矿区别。用途是制取硫酸的主要原料。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2．黄铜矿CuFeS2,化学组成Cu34.6％、Fe30.5％、S34.9％，有时含微量金（Au）、硒（Se）、砷（As）等混入物。形态集合体为致密块状或粒状。物理性质铜黄色，表面常有蓝、紫、褐色斑状，条痕绿黑色，金属光泽，不透明，硬度3～4，性脆，无解理，导电，比重4.1～4.3。成因与产状鉴定特征铜黄色，条痕绿黑色，性脆可与自然金区别，硬度3～4，一般不呈晶形可与黄铁矿区别。用途为主要炼铜矿石。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,四、卤化物类,1．石盐岩盐NaCl化学组成Na39.4％、C160.6％，常含杂质。形态立方体晶形，晶面上常见有漏斗状的阶梯凹陷，集合体常呈粒状。物理性质无色透明或白色，常因含杂质而呈各种浅色，玻璃光泽，硬度2，性脆，比重2.1～2.2，易溶于水，有咸味，烧之火焰呈黄色Na反应。成因与产状鉴定特征有咸味，易溶解，烧之呈黄色火焰并有炸裂声。用途,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2．钾盐KCl,化学组成K52.5％、C147.5％，常含NaCl、Fe2O3。等杂质。形态晶形呈立方体和立方体与八面体的聚形，集合体常呈致密粒状块体。物理性质无色透明，因含杂质而呈乳白色、红色等，玻璃光泽，硬度1.5～2.0，立方体解理完全，比重2，味苦咸且涩，易溶，烧之呈紫色火焰。成因与产状与石盐相似。鉴定特征味苦涩，烧之呈紫色火焰可与石盐区别。用途可制作钾肥，部分用于化工原料。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,五、氧化物和氢氧化物类,1．赤铁矿Fe2O3化学组成Fe70％、Ｏ30％，有时含Ti、Mg等类质同象混入物。形态晶形呈板状、片状、菱面体状，集合体主要有鲕状、肾状，致密块状等。物理性质结晶者为铁黑、钢灰色，隐晶质或粉末状者为赭红色，条痕为缨红色，不透明，金属光泽至半金属光泽，硬度5.5～6.0，比重5.0～5.3，性脆，无解理，无磁性。成因与产状鉴定特征形态多为鲕状、肾状，暗红色及缨红色条痕，无磁性等区别于磁铁矿。用途重要的铁矿石之一。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2．石英SiO2,化学组成化学成分较纯，Si46.7％、O53.3％，常含有杂质和包体。形态晶形完好，多呈六方柱和菱面体组成的聚形。柱面上有横纹。显晶集合体有晶族状、梳状、粒状、致密块状，隐晶质集合体有钟乳状、肾状、结核状等。物理性质常为无色、乳白色及杂色等，玻璃光泽，贝壳状断口，断口为油脂光泽，硬度7，比重2.7。鉴定特征贝壳状断口，硬度大，不易风化，据此可与跟它相似的方解石、长石等矿物相区别。方解石用小刀可刻动，硬度低，遇冷盐酸起泡。长石呈柱状，有解理。用途,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,图2-4石英晶形,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,六、含氧盐类,1．硅酸盐类1）橄榄石Mg，Fe2[SiO4]化学组成MgＯ40～50％，FeO5～20％。常含有锰（Mn）、镍（Ni）、CO等元素。形态晶形呈短柱状、厚板状，但不常见，通常为粒状集合体。物理性质橄榄颜色、黄绿色至无色，玻璃光泽，解理不完全，具贝壳状断口，硬度6.5～7，比重3.3～3.5，性脆。成因及产状鉴定特征橄榄绿色，粒状，玻璃光泽，硬度大等可区别于磷灰石。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2）普通辉石,化学组成成分比较复杂，常含有钠Na、钛Ti、铬Cr等类质同象混入物。形态晶形常呈短柱状，横断面近于八边形。具接触或聚片双晶，集合体一般为粒状或致密块状。物理性质绿黑至黑色，条痕灰绿色，玻璃光泽，平行柱面有两组中等解理，交角为87o，硬度5～6，比重3.2～3.6。成因与产状普通辉石为基性和超基性岩浆岩的主要造岩矿物，与斜长石、橄榄石、角闪石共生。鉴定特征,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,图2-5普通辉石（左为晶形，中为横断面解理夹角，右为双晶）,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,2．碳酸盐类,碳酸盐类广泛分布于地壳中，以知的矿物约80种，占地壳总重量的1.7％左右，而分布最广的是钙和镁的碳酸盐，绝大部分碳酸盐都是外生矿物，只有一小部分是内生的。,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,1）方解石CaCO3,化学组成Ca56.0％、CO244.0％。Ca可被Mg、Fe、Mn所置换，纯净透明的方解石称为“冰洲石”。形态晶形变化复杂，常为菱面体、六柱状体及板状体。物理性质质纯者，无色透明或白色，但因含多种杂质或混人物而呈现各种不同的颜色，如灰黄，浅红，绿，蓝色等，条痕为灰色，玻璃光泽，解理面稍带珍珠光泽或晕色，透明至半透明，硬度3，三组菱面体解理完全，性脆，比重2.6～2.8，遇稀盐酸强烈起泡。成因与产状用途,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,图2-8方解石晶体1单晶（2）双晶,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,3）白云石,化学成分CaO30.4％、MgO21.9％、CO247．7％，常含类质同象混合物Fe和Mn等。形态常为菱面体，有时发育成柱状或板状，晶面常弯曲成马鞍形。有时具聚片双晶，集合体呈粒状、致密块状，少数为多孔状、肾状。物理性质灰白色微带浅黄、浅褐、浅绿等色，硬度3.5～4，玻璃光泽，三组菱面体解理完全，比重2.8～2.9，性脆，遇稀盐酸起泡不明显。成因与产状与方解石基本相同。鉴定特征用途,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,图2-10白云石晶形,河北省任丘市渤海石油职业学院石油工程系,小结,矿物的概念矿物的物理性质常见造岩矿物及其鉴定,,