(1)成分的影响:当矿物晶体结构类型相同而化学组成不同时,其比重主要决定于所含元素的原子量及其原子或离子的半径。一般说来,矿物的比重随所含元素的原子量的增加而增大,随原子或离子半径的增大而减小。表3一5列出了儿种碳酸盐矿物的比重与元素原子量和阳离子半径的关系。从表中还可以看出,当离子半径增加的幅度小于原子量增加的幅度时,矿物的比重主要受原子量增加的影响,如菱镁矿、菱铁矿和菱锌矿之间的关系;当离子半径增加的幅度远大于原子量增加的幅度时,则离子半径对比重的影响起了主导作用,致使方解石的比重小于菱铁矿。表3一5在晶体结构类型相同的情况下,比重与原子量和半径的关系金属元素阳离子的半径比重矿物化学式(nm)的原子量40.11.082.71方解石Ca[CO;]菱镁矿3.00Mg[CO]24.30.80菱铁矿Fe[CO:]55.90.863.96菱锌矿65.40.834.13Zn[CO.](2)结构的影响:在原子量和原子或离子半径相同或相近的情况下,晶体结构越紧密的矿物其比重也越大。这在同质多象变体间表现最为明显,如文石的比重(2.95)就高于方解石的比重(2.71)这是由于Ca+的配位数在文石中为9,而在方解石中为6,即文石的结构较方解石紧密之故。矿物的比重不仅对鉴定矿物有实际意义,而且对矿物的分离和选矿工作也起着重要的作用。在矿物的肉眼鉴定工作中,常凭经验用手据着估计矿物的轻重时,将矿物的比重分为三级:轻的一比重2.5以下:中等的一比重2.5~4之间,重的一比重在4以上。在矿物的重砂分析工作中,是以常用重液一三溴甲烷的比重2.9为界,把比重大于2.9的矿物称为重矿物比重小于2.9的称为轻矿物。在实验室里测定矿物比重的方法很多,常用的有:比重瓶法,重液法及体积法等。2.磁性矿物的磁性是指矿物可被外磁场吸引或排斥的性质。矿物在外磁场的作用下所表现的性质是不相同的,有的矿物可被普通的磁铁吸起,如磁铁矿、磁黄铁矿等,这些矿物通常称为磁性矿物或铁磁性矿物;有的不能被普通磁铁吸起,但能被强的电磁铁吸起,如赤铁矿、黑云母等。这类矿物一般称为电磁性矿物:而有些矿物则能被磁场所排斥,如自然铋、黄铁矿等,这类矿物称之为逆磁性矿物或抗磁性矿物。在矿物的手标本鉴定中,通常只使用普通的磁铁来测试矿物的磁性,能被普通磁铁吸引的,称为磁性矿物,不为普通磁铁吸引的则统称为“无磁性"矿物。矿物的磁性,主要是由于组成矿物的原子或离子的未成对电子的自旋磁矩产生的。因此,组成矿物的原子或离子,具有的未成对电子越多,矿物的磁性就越强,反之则弱或不显示磁性。一般来说,由情性气体型离子和铜型离子组成的矿物,因这些离子具有饱和的外电子层构型,所以一般不显磁性;而由过渡型离子组成的矿物,因这类离子具有未填满的外电子层18
18 (1)成分的影响:当矿物晶体结构类型相同而化学组成不同时,其比重主要决定于所含 元素的原子量及其原子或离子的半径。一般说来,矿物的比重随所含元素的原子量的增加而 增大,随原子或离子半径的增大而减小。表 3—5 列出了几种碳酸盐矿物的比重与元素原子 量和阳离子半径的关系。从表中还可以看出,当离子半径增加的幅度小于原子量增加的幅度 时,矿物的比重主要受原子量增加的影响,如菱镁矿、菱铁矿和菱锌矿之间的关系;当离子 半径增加的幅度远大于原子量增加的幅度时,则离子半径对比重的影响起了主导作用,致使 方解石的比重小于菱铁矿。 表 3-5 在晶体结构类型相同的情况下,比重与原子量和半径的关系 矿 物 化学式 金属元素 的原子量 阳离子的半径 (nm) 比重 方解石 菱镁矿 菱铁矿 菱锌矿 Ca[CO3] Mg[CO3] Fe[CO3] Zn[CO3] 40.1 24.3 55.9 65.4 1.08 0.80 0.86 0.83 2.71 3.00 3.96 4.13 (2)结构的影响:在原子量和原子或离子半径相同或相近的情况下,晶体结构越紧密的 矿物其比重也越大。这在同质多象变体间表现最为明显,如文石的比重(2.95)就高于方解 石的比重(2.71)这是由于 Ca2+的配位数在文石中为 9,而在方解石中为 6,即文石的结构 较方解石紧密之故。 矿物的比重不仅对鉴定矿物有实际意义,而且对矿物的分离和选矿工作也起着重要的作 用。在矿物的肉眼鉴定工作中,常凭经验用手掂着估计矿物的轻重时,将矿物的比重分为三 级:轻的-比重 2.5 以下;中等的-比重 2.5~4 之间,重的—比重在 4 以上。在矿物的重砂 分析工作中,是以常用重液—三溴甲烷的比重 2.9 为界,把比重大于 2.9 的矿物称为重矿物, 比重小于 2.9 的称为轻矿物。 在实验室里测定矿物比重的方法很多,常用的有:比重瓶法,重液法及体积法等。 2.磁性 矿物的磁性是指矿物可被外磁场吸引或排斥的性质。矿物在外磁场的作用下所表现的性 质是不相同的,有的矿物可被普通的磁铁吸起,如磁铁矿、磁黄铁矿等,这些矿物通常称为 磁性矿物或铁磁性矿物;有的不能被普通磁铁吸起,但能被强的电磁铁吸起,如赤铁矿、黑 云母等。这类矿物一般称为电磁性矿物;而有些矿物则能被磁场所排斥,如自然铋、黄铁矿 等,这类矿物称之为逆磁性矿物或抗磁性矿物。在矿物的手标本鉴定中,通常只使用普通的 磁铁来测试矿物的磁性,能被普通磁铁吸引的,称为磁性矿物,不为普通磁铁吸引的则统称 为“无磁性”矿物。 矿物的磁性,主要是由于组成矿物的原子或离子的未成对电子的自旋磁矩产生的。因此, 组成矿物的原子或离子,具有的未成对电子越多,矿物的磁性就越强,反之则弱或不显示磁 性。一般来说,由惰性气体型离子和铜型离子组成的矿物,因这些离子具有饱和的外电子层 构型,所以一般不显磁性;而由过渡型离子组成的矿物,因这类离子具有未填满的外电子层
结构,这就为不成对电子的出现提供了条件,有可能显示磁性。实际上,所有具铁磁性和电磁性的矿物,都是含有过渡型离子的矿物。但是,这并不是说所有含过渡型离子的矿物都具有铁磁性或电磁性。这是因为,过渡型离子在晶体结构中要受到配位场的作用,随配位场的效应不同电子的自旋状态有高自旋和低自旋之分。例如Fe2+,在八面体场中,其3d轨道上的电子呈高自旋状态时,此时有4个自旋平行的未配对电子,就会使矿物显示铁磁性或电磁性,如磁黄铁矿、黑云母等,当其3d轨道上的电子呈低自旋状态时,此时电子都是自旋成对的,矿物就不显磁性或显示逆磁性,如黄铁矿、毒砂等。矿物的磁性,对于鉴定矿物、分离矿物、选矿及磁法找矿都具有重要的意义。3.导电性和荷电性导电性,矿物对电流的传导能力,称为矿物的导电性。矿物的导电能力差别很大,有些矿物几乎完全不导电,如石棉、云母等,是绝缘体:有些极易导电,如自然金属矿物和某些金属硫化物,是电的良导体:某些矿物当温度增高时导电性增强,温度降低时具绝缘体性质导电性介于导体与绝缘体之间的叫做半导体,如闪锌矿等。矿物的导电性主要取2-决于化学键的性质,具金属键的矿物因其结构中有自由电子存在,所以导电性强:具离子键或共价键X矿物结构中一般不存在自由电子,所以导电性弱或bib2不导电。荷电性:矿物在外部a能量作用下,能激起矿物图3一6压电石英的切片方向(a)及压电效应(b)晶体表面荷电的性质,称为矿物的荷电性。具有荷电性的矿物,其导电性极弱或不具导电性。荷电性可分为:(1)压电性:是指某些矿物晶体,当受到定向压力或张力作用时,能激起晶体表面荷电的现象。如α一石英(属L*3L—32对称型),如图3—6所示那样,垂直晶体的一个L?切下一块晶片,在平行于该L的方向对晶片施加压力时,晶片的两个侧面上就出现数量相等而符号相反的电荷:如果以张力代替压力时,则电荷变号。这是由于当晶体受应力作用时,引起晶格变形,使晶体L总的电偶极矩发生改变,从而激起晶体表面荷电。矿物图3-7电气石受热荷电的压电性只发生在无对称中心、具有极性轴的各晶类矿物中。(2)热电性:是指某些矿物晶体,当受热或冷却时,能激起矿物晶体表面荷电的现象。19
19 结构,这就为不成对电子的出现提供了条件,有可能显示磁性。实际上,所有具铁磁性和电 磁性的矿物,都是含有过渡型离子的矿物。但是,这并不是说所有含过渡型离子的矿物都具 有铁磁性或电磁性。这是因为,过渡型离子在晶体结构中要受到配位场的作用,随配位场的 效应不同电子的自旋状态有高自旋和低自旋之分。例如 Fe2+ ,在八面体场中,其 3d 轨道上 的电子呈高自旋状态时,此时有 4 个自旋平行的未配对电子,就会使矿物显示铁磁性或电磁 性,如磁黄铁矿、黑云母等,当其 3d 轨道上的电子呈低自旋状态时,此时电子都是自旋成 对的,矿物就不显磁性或显示逆磁性,如黄铁矿、毒砂等。 矿物的磁性,对于鉴定矿物、分离矿物、选矿及磁法找矿都具有重要的意义。 3.导电性和荷电性 导电性,矿物对电流的传导能力,称为矿物的导电性。矿物的导电能力差别很大,有些 矿物几乎完全不导电,如石棉、云母等,是绝缘体;有些极易导电,如自然金属矿物和某些 金属硫化物,是电的良导体;某些矿物当温度增高时导电性增强,温度降低时具绝缘体性质, 导电性介于导体与绝缘体之间的叫做半导体,如闪锌矿等。 矿物的导电性主要取 决于化学键的性质,具金 属键的矿物因其结构中有 自由电子存在,所以导电 性强;具离子键或共价键 矿物结构中一般不存在自 由电子,所以导电性弱或 不导电。 荷电性:矿物在外部 能量作用下,能激起矿物 晶体表面荷电的性质,称 为矿物的荷电性。具有荷电性的矿物,其导电性极弱或不具导电性。荷电性可分为: (1)压电性:是指某些矿物晶体,当受到定向压力或 张力作用时,能激起晶体表面荷电的现象。如 α-石英 (属 L3 3L2 —32 对称型),如图 3—6 所示那样,垂直晶 体的一个 L2 切下一块晶片,在平行于该 L2 的方向对晶 片施加压力时,晶片的两个侧面上就出现数量相等而符 号相反的电荷;如果以张力代替压力时,则电荷变号。 这是由于当晶体受应力作用时,引起晶格变形,使晶体 总的电偶极矩发生改变,从而激起晶体表面荷电。矿物 的压电性只发生在无对称中心、具有极性轴的各晶类矿 物中。 (2)热电性:是指某些矿物晶体,当受热或冷却时,能激起矿物晶体表面荷电的现象。 图 3-6 压电石英的切片方向(a)及压电效应(b) 图 3-7 电气石受热荷电
例如,当加热电气石晶体(属L’3P一3m对称型)时,在晶体的L两端,就出现数量相等符号相反的电荷(图3一7),矿物的热电性主要存在于无对称中心、具有极轴的电介质矿物晶体中。显然,矿物的荷电性可以帮助人们确定晶体的真实对称。此外,荷电性在现代科学技术中也有广泛的应用。4.发光性矿物受到外界能量的激发时,能发出可见光的性质,称为矿物的发光性。能激发矿物发光的因素很多,如加热、摩擦以及阴极射线、紫外线、X射线等的照射,都可使某些矿物发出一定颜色的可见光。例如萤石、磷灰石等矿物在加热时,即可出现热发光现象。矿物发光的实质是,矿物晶体结构中的质点受外界能量的激发,发生电子跃迁,当电子由激发态回到基态的过程中,便将吸收的部分能量以可见光的形式释放出来。随着波长的不司,发光时间的长短而决定了发出光的颜色和性质。按发光的性质不同,发光性分为萤光:矿物在受外界能量激发时发光,激发源撤除后发光立即停止的叫萤光。如金刚石、白钨矿等在紫外光照射下的发光现象。磷光:矿物在受外界能量激发时发光,激发源撤除后仍能继续发光一段时间的叫磷光。如磷灰石的热发光等。矿物的发光性对一些矿物的鉴定、找矿和选矿都具有很大的实际意义。值得指出的是,近年来热发光技术在地质学中得到广泛地应用,如地质年龄测定、地层对比、岩相古地理及地质温度计等方面的研究和应用。特别是在石油地质方面,利用某些矿物或岩石的热发光效应进行地层对比、岩相古地理分析及碳酸盐岩的相对年龄测定等早已引起人们的重视,和其它方法配合应用,可取得满意的结果。有些矿物对人体的五官能引起特殊的感觉,如滑石、叶蜡石有滑腻感;硝石有冷感;含神矿物以锤击之有蒜臭:石盐有咸味,等等。矿物的这些性质也都可以用来鉴定矿物。此外,含放射性元素矿物的放射性,也具有重要的实际意义。放射性元素(U、Th、Ra等)能自发地从原子核内部放射出粒子或射线,同时释放出能量。由于放射性蜕变过程是持续不断的进行,因此,它们的化学组成也是随时间而变的。同位素有稳定同位素和放射性同位素之分,对于稳定同位素,就自前的测试技术水平而言,在大部分元素中,各同位素的比值基本上是固定的。可以通过测定半衰期,对其研究和利用。第四章矿物的分类和命名每一种矿物都各自有其相对固定的化学组成和内部结构,并从而各自呈现出一定的形态特征以及物理和化学性质。人们正是根据各种矿物的这些特点来区分和识别它们的,并相应地给予它们以不同的名称。但另一方面,各种矿物之间并不是彼此孤立的,它们之间经常由于在化学组成上或内部结构上有着某些类同之处,因而表现出相似的特征。所以,为了揭示20
20 例如,当加热电气石晶体(属 L3 3P 一 3m对称型)时,在晶体的 L3两端,就出现数量相等 符号相反的电荷(图 3—7),矿物的热电性主要存在于无对称中心、具有极轴的电介质矿物 晶体中。 显然,矿物的荷电性可以帮助人们确定晶体的真实对称。此外,荷电性在现代科学技术 中也有广泛的应用。 4.发光性 矿物受到外界能量的激发时,能发出可见光的性质,称为矿物的发光性。 能激发矿物发光的因素很多,如加热、摩擦以及阴极射线、紫外线、X 射线等的照射, 都可使某些矿物发出一定颜色的可见光。例如萤石、磷灰石等矿物在加热时,即可出现热发 光现象。 矿物发光的实质是,矿物晶体结构中的质点受外界能量的激发,发生电子跃迁,当电子 由激发态回到基态的过程中,便将吸收的部分能量以可见光的形式释放出来。随着波长的不 同,发光时间的长短而决定了发出光的颜色和性质。按发光的性质不同,发光性分为: 萤光:矿物在受外界能量激发时发光,激发源撤除后发光立即停止的叫萤光。如金刚石、 白钨矿等在紫外光照射下的发光现象。 磷光:矿物在受外界能量激发时发光,激发源撤除后仍能继续发光一段时间的叫磷光。 如磷灰石的热发光等。 矿物的发光性对一些矿物的鉴定、找矿和选矿都具有很大的实际意义。值得指出的是, 近年来热发光技术在地质学中得到广泛地应用,如地质年龄测定、地层对比、岩相古地理及 地质温度计等方面的研究和应用。特别是在石油地质方面,利用某些矿物或岩石的热发光效 应进行地层对比、岩相古地理分析及碳酸盐岩的相对年龄测定等早已引起人们的重视,和其 它方法配合应用,可取得满意的结果。 有些矿物对人体的五官能引起特殊的感觉,如滑石、叶蜡石有滑腻感;硝石有冷感;含 砷矿物以锤击之有蒜臭;石盐有咸味,等等。矿物的这些性质也都可以用来鉴定矿物。 此外,含放射性元素矿物的放射性,也具有重要的实际意义。放射性元素(U、Th、Ra 等)能自发地从原子核内部放射出粒子或射线,同时释放出能量。由于放射性蜕变过程是持 续不断的进行,因此,它们的化学组成也是随时间而变的。同位素有稳定同位素和放射性同 位素之分,对于稳定同位素,就目前的测试技术水平而言,在大部分元素中,各同位素的比 值基本上是固定的。可以通过测定半衰期,对其研究和利用。 第四章 矿物的分类和命名 每一种矿物都各自有其相对固定的化学组成和内部结构,并从而各自呈现出一定的形态 特征以及物理和化学性质。人们正是根据各种矿物的这些特点来区分和识别它们的,并相应 地给予它们以不同的名称。但另一方面,各种矿物之间并不是彼此孤立的,它们之间经常由 于在化学组成上或内部结构上有着某些类同之处,因而表现出相似的特征。所以,为了揭示
两、三千种矿物之间的相互联系及其内在的规律性,以便进一步掌握各种矿物的共性和个性就有必要对矿物进行合理的科学分类。而每一个矿物种就是分类的基本单位,同时也是命名的对象。第一节矿物种及其名称矿物种是指具有相同的化学组成和内部结构的一种矿物。人们给予每一种矿物的名称,就是矿物的种名。如金刚石、闪锌矿、磁铁矿、方解石、正长石等都是矿物的种名。人们研究每一种矿物所取得的各方面的科学资料,是发展矿物学理论的基础。在本章以后的各章中,我们将对两百余种常见的矿物分别进行讲述。在矿物学中划分矿物种时,对于同质多象变体而言,不同的变体虽然化学组成相同,但它们的晶体结构有明显的差别,因而应区别为不同的矿物种。例如金刚石和石墨即是两个不司的矿物种。但对于不同的多型变体,尽管有时可能属于不同的晶系,但因它们在晶体结构上和一系列性质上的差异都很小,因而仍把它们看成是同一个矿物种。例如属于六方晶系的2H型石墨与三方晶系的3R型石墨即是。对于类质同象系列,特别是完全类质同象系列而言,它们的化学组成可以从一个端员组份连续递变到另一个端员组份,而两个端员组份则具有互异的化学组成。所以,通常都将一个类质同象系列按其两种端员组份比例的不同范围而划分为几个不同的矿物种。例如Mn[WO4]一Fe[WO4]系列一般划分为钨锰矿、黑钨矿、钨铁矿三个矿物种。但是,划分时的界限完全是人为决定的,因而在不同的类质同象系列中可有不同的划分标准,例如在斜长石系列中就不是划分成三个而是划分成钠长石、更长石、......等六个不同的矿物种。有时甚至对于同一类质同象系列,不同的作者所作的划分标准也可能不同。应当指出,同种矿物的化学组成和内部结构必须相同,但也允许在一定限度的范围内有所差异。例如纯的闪锌矿其化学组成应为ZnS,但实际上闪锌矿经常可以含有数量不等、但不超过矿物总重量26%的Fe。如果Fe的重量百分数不超过10%,一般仍将其作为闪锌矿来看待,当超过10%时,则作为闪锌矿的亚种来处理,并将其称为铁闪锌矿。所谓亚种(亦称变种或异种)是指:同属于一个种的矿物但在化学组成的次要组份上或者在形态、物理性质等外部特征上有某种较明显的变异者。上述铁闪锌矿即是一例。此外,还可举出一些例子,如石英中的无色透明的晶体称为水晶(亚种),含赤铁矿或云母的细鳞片包裹体而呈褐红和黄色闪光的称为砂金石(亚种),含隐晶质并具有不同颜色的带状构造或花纹的称为玛瑙亚种。此外,在矿物学中,还有许多名称,如长石、斜长石、云母、角闪石等,它们并不是矿物种的名称,而是包括了若干个类似的矿物种的统称。因此,在了解矿物种或亚种的时候一定要注意它们之间的区别。第二节矿物的分类根据统计资料,迄今为止,已知的矿物种以及亚种约有3300多种。如何把数以干计的矿物种进行科学的分类,这是长期以来矿物学研究工作的重要课题之一。在矿物学发展过程21
21 两、三千种矿物之间的相互联系及其内在的规律性,以便进一步掌握各种矿物的共性和个性, 就有必要对矿物进行合理的科学分类。而每一个矿物种就是分类的基本单位,同时也是命名 的对象。 第一节 矿物种及其名称 矿物种是指具有相同的化学组成和内部结构的一种矿物。人们给予每一种矿物的名称, 就是矿物的种名。如金刚石、闪锌矿、磁铁矿、方解石、正长石等都是矿物的种名。人们研 究每一种矿物所取得的各方面的科学资料,是发展矿物学理论的基础。在本章以后的各章中, 我们将对两百余种常见的矿物分别进行讲述。 在矿物学中划分矿物种时,对于同质多象变体而言,不同的变体虽然化学组成相同,但 它们的晶体结构有明显的差别,因而应区别为不同的矿物种。例如金刚石和石墨即是两个不 同的矿物种。但对于不同的多型变体,尽管有时可能属于不同的晶系,但因它们在晶体结构 上和一系列性质上的差异都很小,因而仍把它们看成是同一个矿物种。例如属于六方晶系的 2H 型石墨与三方晶系的 3R 型石墨即是。 对于类质同象系列,特别是完全类质同象系列而言,它们的化学组成可以从一个端员组 份连续递变到另一个端员组份,而两个端员组份则具有互异的化学组成。所以,通常都将一 个类质同象系列按其两种端员组份比例的不同范围而划分为几个不同的矿物种。例如 Mn[WO4]—Fe[WO4]系列一般划分为钨锰矿、黑钨矿、钨铁矿三个矿物种。但是,划分时的 界限完全是人为决定的,因而在不同的类质同象系列中可有不同的划分标准,例如在斜长石 系列中就不是划分成三个而是划分成钠长石、更长石、.等六个不同的矿物种。有时甚至 对于同一类质同象系列,不同的作者所作的划分标准也可能不同。 应当指出,同种矿物的化学组成和内部结构必须相同,但也允许在一定限度的范围内有 所差异。例如纯的闪锌矿其化学组成应为 ZnS,但实际上闪锌矿经常可以含有数量不等、但 不超过矿物总重量 26%的 Fe。如果 Fe 的重量百分数不超过 10%,一般仍将其作为闪锌矿 来看待,当超过 10%时,则作为闪锌矿的亚种来处理,并将其称为铁闪锌矿。 所谓亚种(亦称变种或异种)是指:同属于一个种的矿物但在化学组成的次要组份上或者 在形态、物理性质等外部特征上有某种较明显的变异者。上述铁闪锌矿即是一例。此外,还 可举出一些例子,如石英中的无色透明的晶体称为水晶(亚种),含赤铁矿或云母的细鳞片 包裹体而呈褐红和黄色闪光的称为砂金石(亚种),含隐晶质并具有不同颜色的带状构造或 花纹的称为玛瑙亚种。 此外,在矿物学中,还有许多名称,如长石、斜长石、云母、角闪石等,它们并不是矿 物种的名称,而是包括了若干个类似的矿物种的统称。因此,在了解矿物种或亚种的时候, 一定要注意它们之间的区别。 第二节 矿物的分类 根据统计资料,迄今为止,已知的矿物种以及亚种约有 3300 多种。如何把数以千计的 矿物种进行科学的分类,这是长期以来矿物学研究工作的重要课题之一。在矿物学发展过程
中,虽然不少的矿物学家们从不同的研究目的出发,以不同的观点提出了不同的分类方案,但所遵循的体系已经基本建立,并得到公认。关于分类体系的级序如下:大类类(亚类)族(亚族)种(亚种)从各家不同分类方案的内容中可以看出,大类、类和亚类的划分基本上相同,都是依据矿物的化学成分和化合物类型来划分的;各自最显著的特色主要反映在族的划分上。而这些族的划分特点则是与矿物学的发展有着密切的联系。现将主要分类方案介绍如下:(1)根据化学成分的分类方案:这种分类方案是以大量矿物成分的化学分析资料为基础而作出的。早在1837年,D.丹纳所提出的矿物分类就是根据组成矿物的化合物类型来划分的。1944~1946年Ch·柏拉契等人所编著的《丹纳系统矿物学》中的分类,虽然按化合物的键型作了分类,但实质上仍然是以化学组成的类型作为分类的依据。而在族的划分上也是以化合物类型为特征的。由于化学成分是组成矿物的物质基础,并为各家采用作为大类和类的划分依据,因而这种分类方案有其重要的意义。(2)根据晶体化学的分类方案:自1912年x-射线应用于矿物的晶体结构研究以来,积累了大量的矿物晶体结构资料,在此基础上,就出现了矿物的晶体化学分类的方案。1960年以来,苏联科学院陆续编著出版的《矿物手册》,就是以晶体化学作为分类基础的。凡同一类(或亚类)中具有相同晶体结构类型的矿物即归为一个族。由于晶体化学有可能把矿物的化学成分与其内部结构联系起来,因此,从阐明这二者与矿物的形态、物理性质等之间的关系而言,这种分类方案就显得十分合理。(3)根据地球化学的分类方案:这是以地球化学中元素共生组合的资料为基础而出现的一种分类方案。1968年H柯斯托夫所著的《矿物学》即采用地球化学的分类方案。他将地球化学上性质相似的一组元素的类似化合物矿物作为一个矿物族。由于地球化学在阐述某些矿物共生组合规律和地球化学特征上有其独特之处,因而这种分类方案也有其一定的意义。除了上述三种矿物分类方案以外,在矿物学分类的历史上,还有过以研究矿物晶体形态为目的的形态分类方案,以研究矿物成因为目的的成因分类方案等;此外,还有以鉴定矿物为目的而主要依据各种物理性质的分类。第三节本教材的矿物分类本教材采用一般通用的以晶体化学为基础的分类,既考虑到矿物的化学组成的特点,也考虑到晶体结构的特点。这有利于阐明各种矿物本身及相互间的内在规律性的联系,是比较适合于教学之用的分类方案。22
22 中,虽然不少的矿物学家们从不同的研究目的出发,以不同的观点提出了不同的分类方案, 但所遵循的体系已经基本建立,并得到公认。关于分类体系的级序如下: 大类 类 (亚类) 族 (亚族) 种 (亚种) 从各家不同分类方案的内容中可以看出,大类、类和亚类的划分基本上相同,都是依据 矿物的化学成分和化合物类型来划分的;各自最显著的特色主要反映在族的划分上。而这些 族的划分特点则是与矿物学的发展有着密切的联系。现将主要分类方案介绍如下: (1)根据化学成分的分类方案:这种分类方案是以大量矿物成分的化学分析资料为基础 而作出的。早在 1837 年,D﹒丹纳所提出的矿物分类就是根据组成矿物的化合物类型来划 分的。1944~1946 年 Ch﹒柏拉契等人所编著的《丹纳系统矿物学》中的分类,虽然按化合 物的键型作了分类,但实质上仍然是以化学组成的类型作为分类的依据。而在族的划分上也 是以化合物类型为特征的。由于化学成分是组成矿物的物质基础,并为各家采用作为大类和 类的划分依据,因而这种分类方案有其重要的意义。 (2)根据晶体化学的分类方案:自 1912 年 x-射线应用于矿物的晶体结构研究以来,积累 了大量的矿物晶体结构资料,在此基础上,就出现了矿物的晶体化学分类的方案。1960 年 以来,苏联科学院陆续编著出版的《矿物手册》,就是以晶体化学作为分类基础的。凡同一 类(或亚类)中具有相同晶体结构类型的矿物即归为一个族。由于晶体化学有可能把矿物的化 学成分与其内部结构联系起来,因此,从阐明这二者与矿物的形态、物理性质等之间的关系 而言,这种分类方案就显得十分合理。 (3)根据地球化学的分类方案:这是以地球化学中元素共生组合的资料为基础而出现的 一种分类方案。1968 年 H.柯斯托夫所著的《矿物学》即采用地球化学的分类方案。他将地 球化学上性质相似的一组元素的类似化合物矿物作为一个矿物族。由于地球化学在阐述某些 矿物共生组合规律和地球化学特征上有其独特之处,因而这种分类方案也有其一定的意义。 除了上述三种矿物分类方案以外,在矿物学分类的历史上,还有过以研究矿物晶体形态 为目的的形态分类方案,以研究矿物成因为目的的成因分类方案等;此外,还有以鉴定矿物 为目的而主要依据各种物理性质的分类。 第三节 本教材的矿物分类 本教材采用一般通用的以晶体化学为基础的分类,既考虑到矿物的化学组成的特点,也 考虑到晶体结构的特点。这有利于阐明各种矿物本身及相互间的内在规律性的联系,是比较 适合于教学之用的分类方案