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1、第十章 氧化物和 氢氧化物大类 概述形态、物理性质：常见完好晶形，硬度大，大多表现为非金属矿物、半金属矿物的特点。成因：氧化物类型广泛，岩浆的、伟晶的、热液的、风化的、沉积的、变质的都有。氢氧化物一般只在地表条件下稳定。第1页/共46页第十章 氧化物和 氢氧化物大类 分类氧化物类：阴离子为O2-：刚玉族（刚玉Al2O3、赤铁矿Fe2O3、钛铁矿FeTiO3）金红石族（金红石TiO2、锡石SnO2、软锰矿MnO2）石英族（石英SiO2、石英SiO2、蛋白石SiO2.H2O）尖晶石族（尖晶石MgAl2O4、磁铁矿Fe2+Fe3+2O4、铬铁矿FeCr2O4）黑钨矿(Mn,Fe)WO4，赤铜矿Cu2
2、O，钙钛矿CaTiO4 氢氧化物类：阴离子为OH：水镁石Mg(OH)2，铝土矿（三水铝石Al(OH)3），褐铁矿（针铁矿Fe(OH)3），硬锰矿（Mn的氢氧化物）第2页/共46页主要矿物简介刚玉：化学组成：Al2O3。晶体结构：O2-做六方最紧密堆积，Al充填2/3的八面体空隙。（图片）思考：是什么晶系的？是否会有解理？第3页/共46页（返回）第4页/共46页主要矿物简介刚玉：形态：柱状、腰鼓状、板状。物理性质：一般为灰黄色，但因含不同微量元素而呈各种各样的颜色：Cr红色（红宝石），Ti、Fe蓝色（蓝宝石），含定向金红石包裹体叫星彩宝石。玻璃光泽，无解理，硬度大，耐高温、耐腐蚀。（有些刚玉有裂
3、开。）成因：岩浆型，变质型。用途：高档宝石，研磨、轴承、耐高温材料，激光材料。第5页/共46页第6页/共46页第7页/共46页第8页/共46页主要矿物简介赤铁矿：化学组成：Fe2O3。晶体结构：O2-做六方最紧密堆积，Fe充填2/3的八面体空隙(刚玉型结构)。形态：板状、片状（金属光泽好的片状称镜铁矿）、隐晶质：鲕状、肾状、粉末状（称赭石）。物理性质：钢灰色，樱桃红条痕，金属半金属光泽，硬度较大，无解理。成因：沉积型，热液型。用途：铁矿石。第9页/共46页镜铁矿，与石英共生肾状赤铁矿鲕状赤铁矿第10页/共46页主要矿物简介金红石：化学组成：TiO2。晶体结构：为一典型结构（金红石型结构）：O2
4、-做近似六方最紧密堆积，Ti充填1/2的变形八面体空隙。八面体沿c轴方向共棱连接成链。四方晶系。（图片）形态：四方柱状，有时以毛发状的形式被包裹于石英、刚玉等矿物中，形成“发晶”，“星光宝石”。物理性质：暗红色，金刚光泽，硬度较大，110解理（有几组？夹角？）。成因：高温热液伟晶型，沉积型砂岩，岩浆岩的副矿物。用途：钛矿石。第11页/共46页（返回）第12页/共46页主要矿物简介石英族：包括SiO2的一系列同质多像变体：注意上述转变关系：石英与 鳞石英、鳞石英与 方石英之间是不可逆转变，当温度下降时，它们都保持准稳定状态，然后转变为自已的低温变体 鳞石英和 方石英。第13页/共46页主要矿物简
5、介石英族：此外还有高压变体：柯石英、斯石英，见于陨石冲击坑中。本族还包括隐晶质蛋白石SiO2.nH2O。严格地说，这一系列矿物不应属于一个族，因为不同变体结构不同，但习惯上我们将之归为“石英族”。第14页/共46页主要矿物简介石英族：除斯石英外，所有SiO2矿物的结构都是SiO4四面体共角顶连接的结构体系。斯石英是SiO6八面体，金红石型结构。注意：SiO6八面体是不易形成的，只有在极高压力下才能形成。石英鳞石英方石英之间是重建型转变，它们各自的 与 变体之间是位移型转变。第15页/共46页主要矿物简介石英：通常所指的石英意指 石英。化学组成：SiO2 晶体结构：SiO4四面体共角顶连接，沿c
6、轴形成螺旋状（31或32）的链，有左右旋之分，所以石英晶体有左右形之分。对称型为32(L33L2)。第16页/共46页主要矿物简介石英：形态：常见完好晶形，六方柱m1010，菱面体r1011，负菱面体0111或1011，三方双锥s1121，三方偏方面体x5161（右形），6151（左形）左形右形第17页/共46页主要矿物简介石英：双晶：道芬双晶：由两个左形或两个右形组成；巴西双晶：由一左、一右组成。注意它们所出现的假对称：道芬双晶为L66L2（62），巴西双晶为L33L23PC(3m)石英单晶体为L33L2（32）道芬双晶巴西双晶第18页/共46页主要矿物简介石英：物理性质：颜色各异，形成各种
7、宝石：水晶，紫水晶，烟水晶，蔷薇石英（芙蓉石）等；含包裹体形成猫眼；隐晶质：玉髓，碧玉，玛瑙等。玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度较大，无解理，贝壳状断口。成因：岩浆型，热液型，沉积型，变质型。用途：压电材料，光学材料，宝石，研磨材料。第19页/共46页石英晶体贝壳状断口油脂光泽第20页/共46页紫水晶晶洞石英晶簇第21页/共46页蔷薇石英石英晶体内含发晶第22页/共46页主要矿物简介高温石英：即 石英。化学组成：SiO2 晶体结构：在 石英结构的基础上，将三次螺旋31或32变为六次螺旋62或64即可。晶体也有左右形之分。对称型为62（L66L2）石英结构 石英结构第23页/共46页主要矿物简介高温
8、石英：形态：六方双锥。物理性质：灰白色，玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度较大，无解理。成因：火山型，要求高温状态下快速结晶形成。一般都已经变为 石英而保留六方双锥副像。第24页/共46页主要矿物简介蛋白石：化学组成：SiO2.nH2O 晶体结构：隐晶质，但贵蛋白石存在SiO2球粒（胶粒）呈六方最紧密堆积结构（注意：这种结构并不是晶体结构）。该结构对可见光产生衍射，导致变彩现象。第25页/共46页主要矿物简介蛋白石：形态、物理性质：腊状、钟乳状，玻璃光泽或蛋白光泽，硬度较大，解理（？）。有变彩效应。成因：沉积型。用途：俗称“欧泊”，宝石材料。第26页/共46页主要矿物简介尖晶石族：化学通式：AB2O
9、4，A为2价的Mg2+、Fe2+，B为3价的Fe3+、Al3+、Cr3+。尖晶石型结构：O做立方最紧密堆积，阳离子充填在1/8的四面体空隙和1/2的八面体空隙中。根据A、B离子在四面体和八面体中的分布规律，分为两个类型：正尖晶石型：AIVB2VIO4反尖晶石型：BIV AB VIO4其中IV代表4次配位，即四面体配位；VI代表6次配位，即八面体配位。第27页/共46页第28页/共46页主要矿物简介尖晶石族：为什么会形成 正尖晶石型：AIVB2VIO4 与 反尖晶石型：BIV AB VIO4？取决于2价离子A与3价离子B的八面体择位能（优先进入八面体的能力）:B八面体择位能A八面体择位能 形成正
10、尖晶石型；A八面体择位能B八面体择位能 形成反尖晶石型。八面体择位能：某离子进入八面体中的晶体场稳定能减去四面体中的晶体场稳定能。第29页/共46页主要矿物简介尖晶石：化学组成：MgAl2O4 晶体结构：正尖晶石型MgIVAl2VIO4。等轴晶系。形态：八面体111。物理性质：各种颜色，玻璃光泽，无解理，硬度大。成因：接触变质，基性岩浆岩副矿物，砂矿。用途：可作宝石。第30页/共46页尖晶石晶体尖晶石双晶第31页/共46页主要矿物简介磁铁矿：化学组成：Fe2+Fe3+2O4晶体结构：反尖晶石型Fe3+IVFe2+Fe3+VIO4。形态：八面体111。物理性质：铁黑色，金属半金属光泽，无解理，有
11、时能见111裂开，硬度大，强磁性。成因：岩浆型，接触变质型，基性岩浆岩副矿物，砂矿。用途：最重要的铁矿石。第32页/共46页磁铁矿八面体裂开第33页/共46页磁铁矿的111裂开形成原因：高温形成的含钛磁铁矿，在温度降低后，出溶形成钛铁矿包含在磁铁矿晶体中，这些钛铁矿沿磁铁矿晶体结构的111面网排列，导致磁铁矿有111裂开。那么，为什么会沿111排列呢？钛铁矿的结构为刚玉型结构，0001为最紧密堆积层，而磁铁矿结构为尖晶石型结构，111为最紧密堆积层。所以，钛铁矿的0001面网与磁铁矿的111面网结构相似。主要矿物简介磁铁矿：第34页/共46页主要矿物简介铬铁矿：化学组成：Fe2+Cr3+2O4
12、晶体结构：正尖晶石型FeIVCr2VIO4。形态：八面体111，但较少见晶形。物理性质：褐色铁黑色，条痕黄褐色，半金属光泽，无解理，硬度大，弱磁性。成因：超基性岩浆型，可作为超基性环境的标型矿物；砂矿。用途：唯一的铬矿石。第35页/共46页铬铁矿，呈豆状第36页/共46页主要矿物简介水镁石：化学组成：Mg(OH)2晶体结构：典型的层状结构：HO-做六方最紧密堆积，Mg充填一半的八面体空隙，而且是一层充填，一层空隙的分布规律。思考：与辉钼矿结构对比？第37页/共46页主要矿物简介水镁石：形态：片状。物理性质：白色，玻璃光泽，0001极完全解理，挠性，硬度小。成因：低温热液型。用途：镁矿石。第38
13、页/共46页主要矿物简介铝土矿：化学组成：Al(OH)3，AlO(OH)等不是一个矿物种名称，而是细分散多矿物集合体，由三水铝石，一水铝石，硅质等混合形成。形态、物理性质：鲕状，致密块状，灰色，土状光泽，土臭味。成因：风化、沉积型。用途：铝矿石，耐火材料，制水泥。第39页/共46页主要矿物简介褐铁矿：化学组成：FeO(OH)等不是一个矿物种名称，而是细分散多矿物集合体，由针铁矿，纤铁矿，硅质等混合形成。形态、物理性质：致密块状，有时呈立方体假像，褐色，土状光泽。成因：风化、沉积型。形成“铁帽“用途：铁矿石。第40页/共46页主要矿物简介硬锰矿：化学组成：Mn的氢氧化物等。不是一个矿物种名称，而
14、是细分散多矿物集合体，由锰的氢氧化物、硅质等混合形成。形态、物理性质：致密块状，葡萄状，钟乳状，黑色，硬度大。成因：风化、沉积型。形成“锰帽“用途：锰矿石。第41页/共46页思考题：1、红宝石、蓝宝石的矿物学名称？成色的原因？2、从晶体结构特点解释：刚玉为什么无解理、硬度大？3、氧化物中哪个是标型矿物？指示什么成因？4、赤铁矿的结构型？5、什么是镜铁矿？6、鲕状、肾状赤铁矿指示什么成因？7、磁铁矿的111裂开是由什么引起的？8、描述金红石的结构，并由此解释金红石的形态与解理。第42页/共46页9、锡石的晶体形态与形成条件的关系？10、石英的同质多像变体有哪些？11、-石英的晶体形态中，常见单形
15、有哪些？-石 英的常见单形有哪些？12、-石英的常见双晶有哪些？怎么区别？双晶对石 英的工业应用有什么影响？13、举出几个石英的异种（变种）。14、石英的工业应用？15、蛋白石的俗称是什么？蛋白石的变彩是怎么形成 的？蛋白石的成因特点？思考题：第43页/共46页16、何为正、反尖晶石型结构？从磁铁矿为反尖晶 石型结构Fe3+Fe2+Fe3+O4、铬铁矿为正尖 晶石型结构Fe2+Cr3+2O4的事实解释Fe3+、Fe2+、Cr3+的八面体择位能大小。17、氧化物中能作宝石的矿物有哪些？18、哪些是铁矿石？29、钛含量高的磁铁矿反映什么成因？20、从结构上解释为什么含钛磁铁矿低温出溶后形 成沿111方向排列的钛铁矿？思考题：第44页/共46页21、赤铜矿的成因特点？22、我国产钨量怎样？24、水镁石的结构？25、铝土矿、褐铁矿、硬锰矿是矿物名称吗？26、什么是细分散多矿物集合体？举例说明。27、什么是“铁帽”？28、软锰矿与硬锰矿的区别？鉴定锰矿最简易的化学方法是什么？思考题：第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页