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礦物與巖石

2012-06-19 | 來源： 中國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng) | 【】【】【】

（一）礦物

　　礦物是地殼內(nèi)外各種巖石和礦石的組成部分，是具有一定的化學成分和物理性質(zhì)的自然均一體。大部分礦物是固體,也有的是液體(如自然汞、石油)或氣體(如CO2、H2S等)。礦物的形成必須具備以下幾個條件：有礦物的物質(zhì)來源，有一定的空間，有一定的時間。有的礦物的形成還需要具備一定的溫度和壓力。

　　礦物通常分為原生的、次生的和表生的三類。原生礦物，是指與內(nèi)生條件下的造巖作用和成礦作用過程中，同時形成的礦物。如巖漿結(jié)晶過程中所形成的橄欖巖中的橄欖石，花崗巖中的石英、長石，熱液成礦過程中所形成的方鉛礦等。次生礦物是指在巖石和礦石形成之后，其中的礦物遭受化學變化而改造成的新礦物。次生礦物與原生礦生在化學成分上有一定的繼承關(guān)系。表生礦物是在地表和地表附近范圍內(nèi)，由于水、大氣和生物的作用而形成的礦物。主要包括湖泊海洋中的沉積礦物。

　　利用礦物的成分

　　冶金工業(yè)：從礦物中提取有用元素，冶煉成各種工業(yè)需要的金屬。最重要的是從磁鐵礦、赤鐵礦中提取鐵；從方鉛礦中提取鉛；從黃銅礦、斑銅礦中提取銅；從鉻鐵礦中提取鉻等。我國產(chǎn)量最高的礦物為黑鎢礦，從中提取的鎢占世界第一位；我國湖南是世界著名的輝銻礦產(chǎn)地，從中提取大量的銻；內(nèi)蒙古白云鄂博的稀土礦床中用于提取鈰族稀土元素的氟碳鈰礦在世界上也屬最富。國防工業(yè)中所需的金屬如鈹是從石中提取的，鈮、鉭是從鈮鐵礦、鉭鐵礦中提取的，原子能工業(yè)中的鈉是從晶質(zhì)鈉礦中提取的。

　　礦物中除了主要元素外還會混入些微量元素，如閃鈉礦中常有鎘、錮、鍺混入，這些元素稱為分散元素，而這些金屬在電子工業(yè)上有重要的用途。我們也在提取主要元素時提取這些分散元素煉成金屬。

　　化工原料：螢石可提取制成氫氟酸，黃鐵礦可制成硫酸等。

　　農(nóng)業(yè)：作為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的肥料，除了一些合成肥料外，鉀鹽作為鉀肥，磷灰石作為磷肥的來源。

　　利用礦物的物理特性 光學性質(zhì)：最早是利用方解石、石英、螢石作為光學儀器上的棱鏡，隨后又發(fā)現(xiàn)許多礦物有特性的光學特性。

　　1960年發(fā)現(xiàn)寶石(剛玉)可作為激光發(fā)射材料產(chǎn)生激光的關(guān)鍵材料。硫鎘礦單晶具有特殊的光彈性可用于雷達上。彩鉬鉛礦具有聲光效應在聲波作用下可以產(chǎn)生光的衍射。白鎢、全綠寶石有光色作用，百鎢在日光下呈白色，在紫外線下呈紫色，全綠寶石在日光下呈綠色在燈光下呈紅色，可用于激光全息記錄和存儲。閃鋅礦的單晶體用作紫外半導體激光材料。

　　電子性質(zhì)：最常見的是用銅做電線中的導電材料。金剛石2型是重要的半導體儀器。方鉛石可作為近紅外線的主要光電變換材料，主要用于衛(wèi)星探測、軍事偵察、醫(yī)用熱圖象儀器等領域。石英具有壓電性，多用于雷達、通訊、微處理機等方面。云母、滑石則可作為絕緣材料。

　　力學性質(zhì)：主要用作研磨及切割材料，凡是礦物硬度大于摩氏7度的礦物都可利用，硬度最大的是金剛石，其次有剛玉、黃玉、石英等。

　　其他性質(zhì)：由于石棉導熱系數(shù)低，可用作保溫材料，如石棉板等制品均可做隔熱材料。熔點高的礦物如莫來石等可作耐火材料原料。沸石、凹凸棒石、蒙脫石、坡樓石、海泡石等許多礦物有吸附性和陽離子等交換作用的礦物可以清除廢水中的有毒元素和重金屬元素，是一種過濾材料可吸附氣體、液體中的雜質(zhì)，如制造啤酒時可用于除去雜質(zhì)，是用于處理水污染的重要原料。

　　有些礦物還可用作中藥，如石膏有清熱作用，朱砂有安神鎮(zhèn)靜作用，硼砂有清熱消炎、解毒防腐的作用。

　　寶石、玉石等以其奪目的光彩、極高的價值成為人們珍愛的裝飾品。

（二）巖石

　　巖石是天然產(chǎn)出的、經(jīng)地質(zhì)作用形成的由礦物或巖屑組成的集合體稱為巖石。自然界的巖石種類繁多，根據(jù)成因可以分為巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。

　　（1）巖漿巖：巖漿在地下或噴出地表后冷卻凝結(jié)而成的巖石稱為巖漿巖或火成巖，約占地殼總體積的65%。巖漿是在地殼深處或上地幔產(chǎn)生的高溫熾熱、粘稠、含有揮發(fā)分的硅酸鹽熔融體，是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體。巖漿主要由硅酸巖和一些揮發(fā)性組成。SiO2是硅酸鹽的主要成分，它與Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等其他氧化物結(jié)合，組成各種不同的硅酸鹽礦物。其中，SiO2的含量是劃分巖漿巖大類的主要因素。

　　巖漿的發(fā)生、運移、聚集、變化及冷凝成巖的全部過程，稱為巖漿作用。組成巖漿巖的礦物主要為長石、石英、黑云母、角閃石、輝石和橄欖石。

　　按照巖漿巖的產(chǎn)狀，巖漿噴出地表后離、冷凝而形成的火成巖為噴出巖；液態(tài)巖漿在造山作用下貫入同期形成的構(gòu)造空腔內(nèi)，在地下結(jié)晶和冷凝而形成的火成巖，稱為侵入巖。

　　（2）沉積巖：是在地殼表層條件下，母巖經(jīng)風化作用、生物作用、化學作用和某種火山作用的產(chǎn)物，經(jīng)過搬運、沉積形成成層的松散沉積物，而后固結(jié)而成的巖石。沉積巖在地表分布最廣，約占地表面積的3/4，是最常見的巖石類型。沉積巖按其沉積成因可進一步分為碎屑沉積巖、化學沉積巖和生物沉積巖（如煤及某些生物輝巖）等。

　　沉積巖的顏色主要受到沉積環(huán)境影響，且較直觀易辨認，是觀察和研究沉積巖的重要內(nèi)容之一。暗色礦物和巖層含量多的沉積巖顏色較深；反之，淺色礦物含量多的沉積巖顏色較淺。含有鐵的沉積巖呈紅色或褐色，含有鈣與硅的沉積巖呈白、灰色。

　　（3）變質(zhì)巖：是變質(zhì)作用形成的巖石。在變質(zhì)作用條件下，使地殼中已經(jīng)存在的巖石變成具有新的礦物組合及變質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征的巖石。這一過程一般是在溫度和壓力升高的條件下進行的，在變質(zhì)的過程中，巖石基本上仍保持固態(tài)。

　　變質(zhì)巖在我國和世界各地分布很廣。前寒武紀的地層絕大部分由變質(zhì)巖組成；古生代以后，在各個地質(zhì)時期的地殼活動帶（板塊縫合帶、如地槽區(qū)），在一些侵入體的周圍以及斷裂帶內(nèi)，均有變質(zhì)巖的分布。

　　變質(zhì)巖的成分比較復雜。變質(zhì)巖的巖性特征，一方面受原巖的控制，具有一定的繼承性，變質(zhì)巖的物質(zhì)成分既有原巖成分，也有變質(zhì)過程中新產(chǎn)生的成分。另一方面，由于經(jīng)受了不同的變質(zhì)作用，在礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造上具有其特征性（如含有變質(zhì)礦物和定向構(gòu)造等）。

　　常見變質(zhì)巖巖石分類

　　以巖石的礦物成分、含量及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等基本特征為基礎，可將常見和比較常見的變質(zhì)巖石劃分為如下二十類：

　　1、輕微變質(zhì)巖類 slightly metamorphic rocks

　　2、板巖類 slates

　　3、千枚巖類 phyllites

　　4、片巖類 schists

　　5、片麻巖類 gneisses

　　6、變粒巖類 leptynites

　　7、石英巖類 quartzites

　　8、角閃巖類 amphibolites

　　9、麻粒巖類 granulites

　　10、榴輝巖類 eclogites

　　11、鐵英巖類 magnetite quarzite

　　12、磷灰石巖類 apatitolites

　　13、大理巖類 marbles

　　14、鈣硅酸鹽巖類 calc-silicate rocks

　　15、碎裂巖類 cataclastic rocks

　　16、糜棱巖類 mylonites

　　17、角巖類 hornfels

　　18、矽卡巖類 skarns

　　19、氣—液蝕變巖類 pneumato-hydrothermal altered rocks

　　20、混合巖類 migmatites

　　變質(zhì)巖分布區(qū)礦產(chǎn)豐富，世界上發(fā)現(xiàn)的各種礦產(chǎn)，變質(zhì)巖系中幾乎都有，許多特大型，如金、鐵、鉻、鎳、銅、鉛、鋅等，，主要分布于前寒武紀變質(zhì)巖中，其成因大多與變質(zhì)巖的形成有關(guān)。其他如與矽卡巖有關(guān)的鐵礦床、銅鉛鋅等多金屬礦床、與云英巖有關(guān)的鎢錫鉬鉍鈹鉭礦床等，也與變質(zhì)巖的形成有關(guān)。我國和世界上的前寒武紀變質(zhì)鐵礦均占鐵礦總儲量的一半以上。

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