矿物与岩石

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矿物与岩石

2012-06-19 | 来源： 中国地质调查局网 | 【】【】【】

（一）矿物

　　矿物是地壳内外各种岩石和矿石的组成部分，是具有一定的化学成分和物理性质的自然均一体。大部分矿物是固体,也有的是液体(如自然汞、石油)或气体(如CO2、H2S等)。矿物的形成必须具备以下几个条件：有矿物的物质来源，有一定的空间，有一定的时间。有的矿物的形成还需要具备一定的温度和压力。

　　矿物通常分为原生的、次生的和表生的三类。原生矿物，是指与内生条件下的造岩作用和成矿作用过程中，同时形成的矿物。如岩浆结晶过程中所形成的橄榄岩中的橄榄石，花岗岩中的石英、长石，热液成矿过程中所形成的方铅矿等。次生矿物是指在岩石和矿石形成之后，其中的矿物遭受化学变化而改造成的新矿物。次生矿物与原生矿生在化学成分上有一定的继承关系。表生矿物是在地表和地表附近范围内，由于水、大气和生物的作用而形成的矿物。主要包括湖泊海洋中的沉积矿物。

　　利用矿物的成分

　　冶金工业：从矿物中提取有用元素，冶炼成各种工业需要的金属。最重要的是从磁铁矿、赤铁矿中提取铁；从方铅矿中提取铅；从黄铜矿、斑铜矿中提取铜；从铬铁矿中提取铬等。我国产量最高的矿物为黑钨矿，从中提取的钨占世界第一位；我国湖南是世界著名的辉锑矿产地，从中提取大量的锑；内蒙古白云鄂博的稀土矿床中用于提取铈族稀土元素的氟碳铈矿在世界上也属最富。国防工业中所需的金属如铍是从石中提取的，铌、钽是从铌铁矿、钽铁矿中提取的，原子能工业中的钠是从晶质钠矿中提取的。

　　矿物中除了主要元素外还会混入些微量元素，如闪钠矿中常有镉、锢、锗混入，这些元素称为分散元素，而这些金属在电子工业上有重要的用途。我们也在提取主要元素时提取这些分散元素炼成金属。

　　化工原料：萤石可提取制成氢氟酸，黄铁矿可制成硫酸等。

　　农业：作为农业增产的肥料，除了一些合成肥料外，钾盐作为钾肥，磷灰石作为磷肥的来源。

　　利用矿物的物理特性 光学性质：最早是利用方解石、石英、萤石作为光学仪器上的棱镜，随后又发现许多矿物有特性的光学特性。

　　1960年发现宝石(刚玉)可作为激光发射材料产生激光的关键材料。硫镉矿单晶具有特殊的光弹性可用于雷达上。彩钼铅矿具有声光效应在声波作用下可以产生光的衍射。白钨、全绿宝石有光色作用，百钨在日光下呈白色，在紫外线下呈紫色，全绿宝石在日光下呈绿色在灯光下呈红色，可用于激光全息记录和存储。闪锌矿的单晶体用作紫外半导体激光材料。

　　电子性质：最常见的是用铜做电线中的导电材料。金刚石2型是重要的半导体仪器。方铅石可作为近红外线的主要光电变换材料，主要用于卫星探测、军事侦察、医用热图象仪器等领域。石英具有压电性，多用于雷达、通讯、微处理机等方面。云母、滑石则可作为绝缘材料。

　　力学性质：主要用作研磨及切割材料，凡是矿物硬度大于摩氏7度的矿物都可利用，硬度最大的是金刚石，其次有刚玉、黄玉、石英等。

　　其他性质：由于石棉导热系数低，可用作保温材料，如石棉板等制品均可做隔热材料。熔点高的矿物如莫来石等可作耐火材料原料。沸石、凹凸棒石、蒙脱石、坡楼石、海泡石等许多矿物有吸附性和阳离子等交换作用的矿物可以清除废水中的有毒元素和重金属元素，是一种过滤材料可吸附气体、液体中的杂质，如制造啤酒时可用于除去杂质，是用于处理水污染的重要原料。

　　有些矿物还可用作中药，如石膏有清热作用，朱砂有安神镇静作用，硼砂有清热消炎、解毒防腐的作用。

　　宝石、玉石等以其夺目的光彩、极高的价值成为人们珍爱的装饰品。

（二）岩石

　　岩石是天然产出的、经地质作用形成的由矿物或岩屑组成的集合体称为岩石。自然界的岩石种类繁多，根据成因可以分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。

　　（1）岩浆岩：岩浆在地下或喷出地表后冷却凝结而成的岩石称为岩浆岩或火成岩，约占地壳总体积的65%。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体，是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆主要由硅酸岩和一些挥发性组成。SiO2是硅酸盐的主要成分，它与Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等其他氧化物结合，组成各种不同的硅酸盐矿物。其中，SiO2的含量是划分岩浆岩大类的主要因素。

　　岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程，称为岩浆作用。组成岩浆岩的矿物主要为长石、石英、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石。

　　按照岩浆岩的产状，岩浆喷出地表后离、冷凝而形成的火成岩为喷出岩；液态岩浆在造山作用下贯入同期形成的构造空腔内，在地下结晶和冷凝而形成的火成岩，称为侵入岩。

　　（2）沉积岩：是在地壳表层条件下，母岩经风化作用、生物作用、化学作用和某种火山作用的产物，经过搬运、沉积形成成层的松散沉积物，而后固结而成的岩石。沉积岩在地表分布最广，约占地表面积的3/4，是最常见的岩石类型。沉积岩按其沉积成因可进一步分为碎屑沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩（如煤及某些生物辉岩）等。

　　沉积岩的颜色主要受到沉积环境影响，且较直观易辨认，是观察和研究沉积岩的重要内容之一。暗色矿物和岩层含量多的沉积岩颜色较深；反之，浅色矿物含量多的沉积岩颜色较浅。含有铁的沉积岩呈红色或褐色，含有钙与硅的沉积岩呈白、灰色。

　　（3）变质岩：是变质作用形成的岩石。在变质作用条件下，使地壳中已经存在的岩石变成具有新的矿物组合及变质结构和构造特征的岩石。这一过程一般是在温度和压力升高的条件下进行的，在变质的过程中，岩石基本上仍保持固态。

　　变质岩在我国和世界各地分布很广。前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成；古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带（板块缝合带、如地槽区），在一些侵入体的周围以及断裂带内，均有变质岩的分布。

　　变质岩的成分比较复杂。变质岩的岩性特征，一方面受原岩的控制，具有一定的继承性，变质岩的物质成分既有原岩成分，也有变质过程中新产生的成分。另一方面，由于经受了不同的变质作用，在矿物成分和结构构造上具有其特征性（如含有变质矿物和定向构造等）。

　　常见变质岩岩石分类

　　以岩石的矿物成分、含量及结构、构造等基本特征为基础，可将常见和比较常见的变质岩石划分为如下二十类：

　　1、轻微变质岩类 slightly metamorphic rocks

　　2、板岩类 slates

　　3、千枚岩类 phyllites

　　4、片岩类 schists

　　5、片麻岩类 gneisses

　　6、变粒岩类 leptynites

　　7、石英岩类 quartzites

　　8、角闪岩类 amphibolites

　　9、麻粒岩类 granulites

　　10、榴辉岩类 eclogites

　　11、铁英岩类 magnetite quarzite

　　12、磷灰石岩类 apatitolites

　　13、大理岩类 marbles

　　14、钙硅酸盐岩类 calc-silicate rocks

　　15、碎裂岩类 cataclastic rocks

　　16、糜棱岩类 mylonites

　　17、角岩类 hornfels

　　18、矽卡岩类 skarns

　　19、气—液蚀变岩类 pneumato-hydrothermal altered rocks

　　20、混合岩类 migmatites

　　变质岩分布区矿产丰富，世界上发现的各种矿产，变质岩系中几乎都有，许多特大型，如金、铁、铬、镍、铜、铅、锌等，，主要分布于前寒武纪变质岩中，其成因大多与变质岩的形成有关。其他如与矽卡岩有关的铁矿床、铜铅锌等多金属矿床、与云英岩有关的钨锡钼铋铍钽矿床等，也与变质岩的形成有关。我国和世界上的前寒武纪变质铁矿均占铁矿总储量的一半以上。

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