化學組成和晶體結構是每種礦物的基本特征﹐是決定礦物形態和物理性質以及成因的根本因素﹐也是礦物分類的依據﹐礦物的利用也與它們密不可分。
�、诺V物與地殼的化學組成
化學元素是組成礦物的物質基礎。人們對地殼中產出的礦物研究較為充分。地殼中各種元素的平均含量(克拉克值)不同。氧﹑硅﹑鋁﹑鐵﹑鈣﹑鈉﹑鉀﹑鎂八種元素就占了地殼總重量的97％﹐其中氧約占地殼總重量的一半(49％)﹐硅占地殼總重的1/4以上(26％)。故地殼中上述元素的氧化物和氧鹽(特別是硅酸鹽)礦物分布最廣﹐它們構成了地殼中各種巖石的主要組成礦物。其馀元素相對而言雖微不足道﹐但由于它們的地球化學性質不同﹐有些趨向聚集﹐有的趨向分散。某些元素如銻﹑鉍﹑金﹑銀﹑汞等克拉克值甚低﹐均在千萬分之二以下﹐但仍聚集形成獨立的礦物種﹐有時并可富集成礦床﹔而某些元素如銣﹑鎵等的克拉克值雖遠高于上述元素﹐但趨于分散﹐不易形成獨立礦物種﹐一般僅以混入物形式分散于某些礦物成分之中。
�、频V物晶體結構中原子的堆積(排列)與配位數
共價鍵的礦物(如自然金屬﹑鹵化物及氧化物礦物等)晶體結構中﹐原子常呈最緊密堆積(見晶體)﹐配位數即原子或離子周圍最鄰近的原子或異號離子數﹐取決于陰陽離子半徑的比值。當共價鍵為主時(如硫化物礦物)﹐配位數和配位型式取決于原子外層電子的構型﹐即共價鍵的方向性和飽和性。對于同一種元素而言﹐其原子或離子的配位數還受到礦物形成時的物理化學條件的影響。溫度增高﹐配位數減小﹐壓力增大﹐配位數增大。礦物晶體結構可以看成是配位多面體(把圍繞中心原子并與之成配位關系的原子用直線聯結起來獲得的幾何多面體)共角頂﹑共棱或共面聯結而成。
�、堑V物成分和晶體結構的變化
一定的化學成分和一定的晶體結構構成一個礦物種。但化學成分可在一定范圍內變化。礦物成分變化的原因﹐除那些不參加晶格的機械混入物﹑膠體吸附物質的存在外﹐最主要的是晶格中質點的替代﹐即類質同象替代﹐它是礦物中普遍存在的現象�？上嗷ト〈p在晶體結構中占據等同位置的兩種質點﹐彼此可以呈有序或無序的分布(見有序－無序)。
礦物的晶體結構不僅取決于化學成分﹐還受到外界條件的影響。同種成分的物質﹐在不同的物理化學條件(溫度﹑壓力﹑介質)下可以形成結構各異的不同礦物種。這一現象稱為同質多象。如金剛石和石墨的成分同樣是碳單質﹐但晶體結構不同﹐性質上也有很大差異。它們被稱為碳的不同的同質多象變體。如果化學成分相同或基本相同﹐結構單元層也相同或基本相同﹐只層的疊置層序有所差異時﹐則稱它們為不同的多型。如石墨2H 多型(兩層一個重復周期﹐六方晶系)和3R 多型(三層一個重復周期﹐三方晶系)。不同多型仍看作同一個礦物種。
[1] [2] 下一頁 |
