中国矿业大学出版社：《矿物学》课程规划教材PDF电子书（第二部分，共十三章）

表 7-6按阳离子法计算某斜方辉石的晶体化学式修正后的质量单位分子中组分质量分数（WB/%)相对分子量摩尔数阳离子数分数(Ws/%)阳离子数SiO255. 6455. 8360. 080. 929 30. 929 31. 967 00. 44AlOs0. 44101. 960. 004 30. 008 60. 018 22. 662. 67159. 680.01670. 070 7Fe:Os0.0334Feo8.618.6471.850.120 30.120 30.254631.5431.6540.30Mgo0.785 40.78541.662 5MnO0. 270. 2770. 940. 003 80. 003 80.008 0Cao0.500.5056. 080.008 90. 008 90. 0188H:O0. 14合计99. 80100ZMe=1.889 73.999 8换算系数：Mefm/ZMe=4/1.8897=2.1167晶体化学式：Can.(Mg.Fe*+.sMna.o)i.siFe'ta.[(Si.snAla.mFe'+a.)2O]③按矿物的晶体化学通式，检验阴、阳离子电价是否平衡。写出矿物的化学式（表7-6，末行），有关书写要求同前述阴离子法。需要指出，对于某些含水的矿物及含（OH)、F-、CI、S2-等附加阴离子的矿物，进行化学式计算时还需进行相关处理，具体方法请参阅相关专著。复习要点和思考题1.元素的丰度、化学性质对矿物形成的控制作用表现在哪些方面？2.地壳中丰度居前8位的元素主要形成哪些矿物？3.离子类型分为哪几种？它们各主要形成哪些矿物？4.何谓胶体矿物？胶体矿物有哪些特点？5.矿物中水的赋存形式有哪几种？它们与晶体结构的关系如何？矿物中不同类型的水在什么温度条件下逸出？6．熟悉矿物化学成分的定比定律、矿物的化学计量性、化学计量矿物和非化学计量矿物的含义。7.导致非化学计量矿物形成的主要原因是什么？8.何谓矿物化学式及其晶体化学式？晶体化学式的书写原则有哪些？9.对矿物实际化学式进行计算的意义何在？10.计算矿物晶体化学式的常用方法有哪几种？.11

·11· 表 7-6 按阳离子法计算某斜方辉石的晶体化学式 组分 质量分数(WB/％) 修正后的质量 分数(WB/％) 相对分子量 摩尔数 阳离子数 单位分子中 阳离子数 SiO2 55.64 55.83 60.08 0.929 3 0.929 3 1.967 0 Al2O3 0.44 0.44 101.96 0.004 3 0.008 6 0.018 2 Fe2O3 2.66 2.67 159.68 0.016 7 0.033 4 0.070 7 FeO 8.61 8.64 71.85 0.120 3 0.120 3 0.254 6 MgO 31.54 31.65 40.30 0.785 4 0.785 4 1.662 5 MnO 0.27 0.27 70.94 0.003 8 0.003 8 0.008 0 CaO 0.50 0.50 56.08 0.008 9 0.008 9 0.0188 H2O － 0.14 合计 99.80 100 ΣMe=1.889 7 3.999 8 换算系数：Me f.u./ΣMe=4/1.889 7=2.116 7 晶体化学式：Ca0.02(Mg1.66Fe2＋ 0.25Mn0.01)1.94Fe3＋ 0.06[(Si1.97Al0.02Fe3＋ 0.01)2O6] ⑨ 按矿物的晶体化学通式，检验阴、阳离子电价是否平衡。 ⑩ 写出矿物的化学式(表 7-6，末行)，有关书写要求同前述阴离子法。 需要指出，对于某些含水的矿物及含(OH) －、F －、Cl －、S 2－等附加阴离子的矿物，进 行化学式计算时还需进行相关处理，具体方法请参阅相关专著。 复习要点和思考题 1. 元素的丰度、化学性质对矿物形成的控制作用表现在哪些方面？ 2. 地壳中丰度居前 8 位的元素主要形成哪些矿物？ 3. 离子类型分为哪几种？它们各主要形成哪些矿物？ 4. 何谓胶体矿物？胶体矿物有哪些特点？ 5. 矿物中水的赋存形式有哪几种？它们与晶体结构的关系如何？矿物中不同类型的 水在什么温度条件下逸出？ 6. 熟悉矿物化学成分的定比定律、矿物的化学计量性、化学计量矿物和非化学计量矿 物的含义。 7. 导致非化学计量矿物形成的主要原因是什么？ 8. 何谓矿物化学式及其晶体化学式？晶体化学式的书写原则有哪些？ 9. 对矿物实际化学式进行计算的意义何在？ 10. 计算矿物晶体化学式的常用方法有哪几种？

第八章石矿物的形态矿物的形态包括矿物的单体形态、规则连生体形态和集合体形态。规则连生体形态已在第五章介绍，这单，仅介绍单体形态和集合体形态。矿物的单体形态又分为理想形态和实际形态。在结晶学部分已介绍了矿物晶体的理想形态，包括单形和聚形。本章主要介绍实际晶体的形态，即自然界实际产出的矿物形态。由于实际晶体形成时受生长空间的限制，或者因为不同方向化学组分供给的充分程度、形成介质中杂质浓度等方面存在差异，实际形态与理想形态通常都存在不同程度的偏离。例如，在实际形态上相同面网形成的晶面并非同形等大和面平棱直，甚至不能长成具有几何多面体的外形。偏离理想形态的晶体称歪晶。矿物的形态是识别矿物、了解矿物形成条件的重要依据之一，有时，还可以作为找矿的标志。第一节矿物的单体形态一、结晶习性1.结晶习性的概念通过实际观察，人们发现石盐几乎总是呈立方体形态：产于绿泥石片岩中的磁铁矿通常呈八面体状，而产于花岗伟晶岩中的磁铁矿则常呈菱形十二面体。事实表明：在一定的生成条件下，同种矿物总是趋向于形成某种或某些特定的形态，这一性质称结晶习性，简称晶习。2.晶习类型根据矿物单体在三维空间的发育状况，将矿物的晶习大体分为3种基本类型：（1）一向延长型一向延长型是指晶体沿一个方向特别发育的形态类型。包括柱状、棒状、针状、纤维状、毛发状。如水晶、绿柱石、红柱石、角闪石等常呈柱状形态：电气石常呈棒状或针状形态。（2）二向延展型二向延展型是指晶体沿两个方向特别发育（呈面状发育）的形态类型。包括板状、片状、鳞片状。如重晶石、黑钨矿常呈板状形态：云母、石墨、辉钼矿呈片状或鳞片状形态（3）三向近等型三向近等型是指晶体在三维空间发育程度近于相等的形态类型。这种晶习通常称粒状。?12

·12· 第八章 矿物的形态 矿物的形态包括矿物的单体形态、规则连生体形态和集合体形态。规则连生体形态已 在第五章介绍，这里，仅介绍单体形态和集合体形态。 矿物的单体形态又分为理想形态和实际形态。在结晶学部分已介绍了矿物晶体的理想 形态，包括单形和聚形。本章主要介绍实际晶体的形态，即自然界实际产出的矿物形态。 由于实际晶体形成时受生长空间的限制，或者因为不同方向化学组分供给的充分程度、形 成介质中杂质浓度等方面存在差异，实际形态与理想形态通常都存在不同程度的偏离。例 如，在实际形态上相同面网形成的晶面并非同形等大和面平棱直，甚至不能长成具有几何 多面体的外形。偏离理想形态的晶体称歪晶。 矿物的形态是识别矿物、了解矿物形成条件的重要依据之一，有时，还可以作为找矿 的标志。 第一节 矿物的单体形态 一、结晶习性 1. 结晶习性的概念 通过实际观察，人们发现石盐几乎总是呈立方体形态；产于绿泥石片岩中的磁铁矿通 常呈八面体状，而产于花岗伟晶岩中的磁铁矿则常呈菱形十二面体。事实表明：在一定的 生成条件下，同种矿物总是趋向于形成某种或某些特定的形态，这一性质称结晶习性，简 称晶习。 2. 晶习类型 根据矿物单体在三维空间的发育状况，将矿物的晶习大体分为 3 种基本类型： （1）一向延长型 一向延长型是指晶体沿一个方向特别发育的形态类型。包括柱状、棒状、针状、纤维 状、毛发状。如水晶、绿柱石、红柱石、角闪石等常呈柱状形态；电气石常呈棒状或针状 形态。 （2）二向延展型 二向延展型是指晶体沿两个方向特别发育(呈面状发育)的形态类型。包括板状、片状、 鳞片状。如重晶石、黑钨矿常呈板状形态；云母、石墨、辉钼矿呈片状或鳞片状形态 （3）三向近等型 三向近等型是指晶体在三维空间发育程度近于相等的形态类型。这种晶习通常称粒状

如方铅矿、磁铁矿、石榴子石以及花岗岩中的α一石英等。还有一些矿物的形态为上述三种基本形态之间的过渡类型，如介于二向延展型和三向近等型之间的厚板状、介于一向延长型和三向近等型之间的短柱状、介于一向延长型和二向延展型之间的板条状等。对于少数近于理想形态的实际单体形态，也常常直接以理想形态的单形或聚形名称说明其晶习。3.晶习的影响因素晶体外形是其内部结构的外在反映，晶体形态表现出来的晶习必然受晶体结构的制约（晶体结构则主要取决于其化学成分），因此，晶体结构是决定晶习的主要因素。晶体结构对称程度高的等轴晶系矿物，具有等轴状或粒状晶习，即使为歪晶一般也近于三向等长：中级晶族的矿物一般沿乙轴呈柱状、针状或垂直Z轴发育为板状或片状。对于对称程度较低的矿物而言，矿物往往沿化学键强的方向发育，如辉石、角闪石等具链状结构的矿物常呈柱状或针状晶习；具层状结构的云母呈片状、鳞片状晶习等。除受晶体结构的制约外，晶习还受晶体生长时外部条件的影响，如生长介质中阴、阳离子的浓度、供给的均衡度，介质的温度、压力、酸碱度、粘度以及所含杂质情况，晶体的生长空间等都会不同程度地影响晶习。研究资料表明，萤石在碱性介质中，F在晶芽生长中起主导作用，100)面网发育，形成立方体形态：在酸性介质中，Ca+在晶芽生长中起主导作用，111]面网发育，形成八面体形态。又如，方解右随着介质温度的降低，会依次形成板状、菱面体、复三方偏三角面体等形态。总之，每种矿物常常具有相对固定或出现几率较大的几种形态，主要是由它们特定的晶体结构和化学成分所决定的。而每种矿物在可能出现的几种形态中，究竞呈现何种形态则取决它的形成条件。即矿物的形态是其晶体结构、化学成分和形成条件综合控制的结果。二、矿物晶形的发育程度晶形即晶体的形态，按其发育的完善程度，分为以下三种类型：1.自形晶自形晶是指矿物的轮廓均为晶面所限定的几何多面体。通常是在具有良好的空间、较充裕的结晶时间条件下形成的，或者与矿物具有较强的结晶力有关。如某些矽卡岩中的石榴子石、绿泥石片岩中的磁铁矿等常呈自形晶。2.他形晶他形晶是指矿物外形缺乏晶面，其轮廓由不平坦或不规则状界面组成。一般是在与自形晶生长条件相反的情况下形成的，或者与岩浆熔蚀、溶液的溶蚀或交代作用有关。如花岗岩中的石英呈他形晶，主要与结晶较晚没有良好的生长空间有关。3.半自形晶半自形晶是矿物的轮廓为晶面、不平坦或不规则面共同组成。其生长条件一般介于自形晶与他形晶生长条件之间。如辉长岩中的普通辉石和斜长石通常呈半自形晶。三、晶面条纹矿物实际晶体的晶面，一般都不是非常光滑的理想平面，常常出现一些细微的有规则的条纹、丘状体（生长丘）、凹坑（蚀象）等，这些矿物表面的微观形态统称为矿物的微形貌。1.晶面条纹13

·13· 如方铅矿、磁铁矿、石榴子石以及花岗岩中的 α–石英等。 还有一些矿物的形态为上述三种基本形态之间的过渡类型，如介于二向延展型和三向 近等型之间的厚板状、介于一向延长型和三向近等型之间的短柱状、介于一向延长型和二 向延展型之间的板条状等。对于少数近于理想形态的实际单体形态，也常常直接以理想形 态的单形或聚形名称说明其晶习。 3. 晶习的影响因素 晶体外形是其内部结构的外在反映，晶体形态表现出来的晶习必然受晶体结构的制约 (晶体结构则主要取决于其化学成分)，因此，晶体结构是决定晶习的主要因素。晶体结构 对称程度高的等轴晶系矿物，具有等轴状或粒状晶习，即使为歪晶一般也近于三向等长； 中级晶族的矿物一般沿 Z 轴呈柱状、针状或垂直 Z 轴发育为板状或片状。 对于对称程度较低的矿物而言，矿物往往沿化学键强的方向发育，如辉石、角闪石等 具链状结构的矿物常呈柱状或针状晶习；具层状结构的云母呈片状、鳞片状晶习等。 除受晶体结构的制约外，晶习还受晶体生长时外部条件的影响，如生长介质中阴、阳 离子的浓度、供给的均衡度，介质的温度、压力、酸碱度、粘度以及所含杂质情况，晶体 的生长空间等都会不同程度地影响晶习。研究资料表明，萤石在碱性介质中，F －在晶芽生 长中起主导作用，{100}面网发育，形成立方体形态；在酸性介质中，Ca2＋在晶芽生长中起 主导作用，{111}面网发育，形成八面体形态。又如，方解石随着介质温度的降低，会依次 形成板状、菱面体、复三方偏三角面体等形态。 总之，每种矿物常常具有相对固定或出现几率较大的几种形态，主要是由它们特定的 晶体结构和化学成分所决定的。而每种矿物在可能出现的几种形态中，究竟呈现何种形态， 则取决它的形成条件。即矿物的形态是其晶体结构、化学成分和形成条件综合控制的结果。 二、矿物晶形的发育程度 晶形即晶体的形态，按其发育的完善程度，分为以下三种类型： 1. 自形晶 自形晶是指矿物的轮廓均为晶面所限定的几何多面体。通常是在具有良好的空间、较 充裕的结晶时间条件下形成的，或者与矿物具有较强的结晶力有关。如某些矽卡岩中的石 榴子石、绿泥石片岩中的磁铁矿等常呈自形晶。 2. 他形晶 他形晶是指矿物外形缺乏晶面，其轮廓由不平坦或不规则状界面组成。一般是在与自 形晶生长条件相反的情况下形成的，或者与岩浆熔蚀、溶液的溶蚀或交代作用有关。如花 岗岩中的石英呈他形晶，主要与结晶较晚没有良好的生长空间有关。 3. 半自形晶 半自形晶是矿物的轮廓为晶面、不平坦或不规则面共同组成。其生长条件一般介于自 形晶与他形晶生长条件之间。如辉长岩中的普通辉石和斜长石通常呈半自形晶。 三、晶面条纹 矿物实际晶体的晶面，一般都不是非常光滑的理想平面，常常出现一些细微的有规则 的条纹、丘状体(生长丘)、凹坑(蚀象)等，这些矿物表面的微观形态统称为矿物的微形貌。 1. 晶面条纹

晶面条纹是指晶面上存在的一系列直线状条纹，包括聚形纹和双晶纹。也有人将晶面条纹仅指聚形纹。聚形纹主要是由相互邻接的两种单形的狭长晶面交替发育而形成的一系列直线状平行条纹，也称生长条纹。如黄铁矿的晶面条纹[图8-1（a）就是由五角十二面体和立方体的晶面交替发育的结果：水晶的柱面横纹[图8-1（b）则是由六方柱与菱面体的晶面交替生长形成的。-(a)(b)图8-1晶面条纹（据南京大学地质学系岩矿教研室，1978）(a)黄铁矿立方体晶面上的条纹（×3/2)：(b)α-石英柱面上的横纹（原大）其它常见的聚形纹有绿柱石、电气石、辉锑矿的柱面纵纹等。双晶纹是双晶接合面与晶面的交线，其形态取决于双晶接合面的形态。以斜长石、方解石的聚片双晶最为常见。双晶纹与聚形纹的区别在于前者不仅在晶面上可以看到，而且在某一或某些方向的解理面上也清晰可见：而后者则只能在晶面上见到。另外，双晶纹的宽度比较均匀；而聚形纹的宽度通常不均匀。2.生长丘生长丘是指在晶体生长过程中形成的具有规则几何外形的略突出于晶面的丘状体。生长丘是由于质点在晶面上局部晶格缺陷堆积生长形成的。3.蚀象蚀象是指在晶体形成后，晶面因受溶蚀而留下的具一定几何形状的凹坑。由于蚀象受晶面质点排列方式的控制，在不同晶体或同一晶体的不同单形晶面上，蚀象的形状和取向各不相同，故蚀象可用来鉴定矿物、判识歪晶的不同晶面是否属于同一单形，并用来区分晶体的左、右形。第二节矿物集合体的形态矿物集合体是指同种矿物各单体集合的总体。在矿物集合体中，矿物单体的集合方式与矿物单体的结晶方向不存在固定的对应关系，这也是矿物集合体与矿物规则连生体的不·14

·14· 晶面条纹是指晶面上存在的一系列直线状条纹，包括聚形纹和双晶纹。也有人将晶面 条纹仅指聚形纹。 聚形纹主要是由相互邻接的两种单形的狭长晶面交替发育而形成的一系列直线状平行 条纹，也称生长条纹。如黄铁矿的晶面条纹[图 8-1(a)]就是由五角十二面体和立方体的晶 面交替发育的结果；水晶的柱面横纹[图 8-1(b)]则是由六方柱与菱面体的晶面交替生长形 成的。 (a) (b) 图 8-1 晶面条纹(据南京大学地质学系岩矿教研室,1978) (a)黄铁矿立方体晶面上的条纹(×3/2)；(b)α–石英柱面上的横纹(原大) 其它常见的聚形纹有绿柱石、电气石、辉锑矿的柱面纵纹等。 双晶纹是双晶接合面与晶面的交线，其形态取决于双晶接合面的形态。以斜长石、方 解石的聚片双晶最为常见。 双晶纹与聚形纹的区别在于前者不仅在晶面上可以看到，而且在某一或某些方向的解 理面上也清晰可见；而后者则只能在晶面上见到。另外，双晶纹的宽度比较均匀；而聚形 纹的宽度通常不均匀。 2. 生长丘 生长丘是指在晶体生长过程中形成的具有规则几何外形的略突出于晶面的丘状体。生 长丘是由于质点在晶面上局部晶格缺陷堆积生长形成的。 3. 蚀象 蚀象是指在晶体形成后，晶面因受溶蚀而留下的具一定几何形状的凹坑。由于蚀象受 晶面质点排列方式的控制，在不同晶体或同一晶体的不同单形晶面上，蚀象的形状和取向 各不相同，故蚀象可用来鉴定矿物、判识歪晶的不同晶面是否属于同一单形，并用来区分 晶体的左、右形。 第二节 矿物集合体的形态 矿物集合体是指同种矿物各单体集合的总体。在矿物集合体中，矿物单体的集合方式 与矿物单体的结晶方向不存在固定的对应关系，这也是矿物集合体与矿物规则连生体的不

同之处。矿物集合体的形态取决于矿物单体形态及其集合方式。在实际工作中，通常按矿物集合体中矿物单体的大小，将矿物集合体分为显晶质集合体、隐晶质及胶态集合体两大基本类型。一、显晶集合体形态显晶集合体是指肉眼或借助于放大镜可以分辨矿物单体的矿物集合体。当矿物单体分布无明显分布规律时，显晶集合体的形态可以根据其单体的习性来描述，如柱状集合体（图8-2）、针状集合体、板状集合体、片状集合体、鳞片状集合体、粒状集合体等。除此之外，还有一些矿物的集合方式存在一定的规律性，从而形成了某些特殊图8-2辉锑矿的柱状集合体（×3/5）的集合体形态，主要有以下类型：放射状集合体：一向延长型或二向延展型的多个单体围绕某一中心呈放射状排列而成的集合体。如放射柱状集合体（图8-3）、放射针状集合体、放射板状集合体等。有些放射状集合体常成为工艺品原料或观赏石，如具“菊花石”美称的红柱石放射柱状集合体等。纤维状集合体：多个纤维状单体平行密集排列而成的集合体。如角闪石石棉、蛇纹石石棉、纤维状石膏等具此形态。一般为垂直裂隙面生长而成。图8-3阳起石的放射柱状集合体（X1/5)扇状集合体：由一向延长型矿物呈扇状排列。如矽卡岩中的透闪石等常具扇状集合体形态。晶簇：丛生于同一基底上，另一端发育成较好晶形的簇状矿物集合体。通常发育干岩石空洞或裂隙中，以洞壁或裂隙辟作为生长的基底。常见有石英晶簇（图8-4）、方解石晶簇等。二，隐晶集合体和胶体矿物形态隐晶集合体是指凭肉眼或借助放大镜不能分辨矿物单体的矿物集合体。图8-4石英晶簇（×3/5）对于通常视为准矿物的胶体矿物而.15

·15· 同之处。 矿物集合体的形态取决于矿物单体形态及其集合方式。在实际工作中，通常按矿物集 合体中矿物单体的大小，将矿物集合体分为显晶质集合体、隐晶质及胶态集合体两大基本 类型。 一、显晶集合体形态 显晶集合体是指肉眼或借助于放大 镜可以分辨矿物单体的矿物集合体。 当矿物单体分布无明显分布规律时， 显晶集合体的形态可以根据其单体的习 性来描述，如柱状集合体(图 8-2)、针状 集合体、板状集合体、片状集合体、鳞片 状集合体、粒状集合体等。 除此之外，还有一些矿物的集合方式 存在一定的规律性，从而形成了某些特殊 的集合体形态，主要有以下类型： 放射状集合体：一向延长型或二向延 展型的多个单体围绕某一中心呈放射状 排列而成的集合体。如放射柱状集合体 (图 8-3)、放射针状集合体、放射板状集 合体等。有些放射状集合体常成为工艺品 原料或观赏石，如具“菊花石”美称的红 柱石放射柱状集合体等。 纤维状集合体：多个纤维状单体平行 密集排列而成的集合体。如角闪石石棉、 蛇纹石石棉、纤维状石膏等具此形态。一 般为垂直裂隙面生长而成。 扇状集合体：由一向延长型矿物呈扇 状排列。如矽卡岩中的透闪石等常具扇状 集合体形态。 晶簇：丛生于同一基底上，另一端发 育成较好晶形的簇状矿物集合体。通常发 育于岩石空洞或裂隙中，以洞壁或裂隙壁 作为生长的基底。常见有石英晶簇(图 8-4)、方解石晶簇等。 二、隐晶集合体和胶体矿物形态 隐晶集合体是指凭肉眼或借助放大 镜不能分辨矿物单体的矿物集合体。 对于通常视为准矿物的胶体矿物而 图 8-2 辉锑矿的柱状集合体(×3/5) 图 8-3 阳起石的放射柱状集合体(×1/5) 图 8-4 石英晶簇(×3/5)