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深藏在沉积岩中的宝藏

沉积岩中蕴藏着丰富的矿产。据有关资料统计，世界资源总储量的75～85％是沉积成因和沉积变质成因的。 煤、油页岩等可燃性有机矿产以及石油、天然气等能源几乎全是沉积成因的。煤是重要的能源之一，被称为工业的粮食。我国煤矿资源非常丰富，是世界上产煤大国之一，早在1986年我国的煤炭总产量就已超过9亿吨。实际上，煤的利用价值比单纯当作燃料要大得多，有很多用处至今鲜为人知。比如用煤可以提取冶金焦炭、人造石油以及成千上万种化工产品，从煤中还能提取锗、镓、钒、铀等半导体工业和核工业所需要的重要元素。因此，煤的合理综合利用还有待于我们人类继续开发。 我国盐类矿产资源也很丰富，除了广泛分布的海成盐类矿床之外，还有一类岩盐，即海盆或湖盆水体蒸发，盐分浓缩并且沉淀后，化学成因形成的“蒸发岩”，因为都是盐类矿物，所以也叫“盐岩”，也是沉积成因。这些盐类是重要的化工原料，如钾石盐、光卤石、钾芒硝等是天然钾化肥的来源；石盐、苏打是生活必须的日用品；石膏可用于医疗和建筑材料。 砾岩、砂岩可以用来做路面石料、水泥拌料和建筑材料。在砾岩的基质和砂岩中常含有金、铂、金刚石、锡石等矿产。砂岩中常有铜、铀等沉积矿床。同时，砂岩也是很好的储水层和储油气层。 黏土岩是主要的生油母岩。因为它是非渗透性岩石，可以作为石油和天然气很好的盖层，具有重要的石油地质意义。黏土岩具有一些特殊的物理性质，利用它的吸附性、膨胀性、可塑性、耐火性、黏结性和干缩性可以广泛用于化工、冶金、陶瓷和建筑材料中。 根据我国著名地质学家1965年的资料统计，我国铁矿的74％、铜矿的71％、铅矿的76％、锌矿的93％、汞矿的83％、锑矿的88％、锡矿的90％，都是沉积成因或者与沉积变质成因有关而形成的，在国民经济建设中占有十分重要的位置。 沉积铁矿常见有氧化铁、硫化铁、碳酸铁、硅酸铁等，常呈鲕粒、豆粒结构，肾状构造。沉积变质铁矿在前寒武纪主要是磁铁石英岩类型，我国辽宁著名的“鞍山式铁矿”属于这个类型，是最重要的铁矿类型；寒武纪后海洋沉积铁矿以河北宣化、龙关命名的“宣龙式铁矿”为代表，是浅海环境形成的赤铁矿类型。 沉积锰矿主要是氧化锰和碳酸锰。和沉积铁矿一样，它们也具有鲕粒结构和豆粒结构。我国辽宁瓦房子锰矿形成于水深度较大的海洋环境，属于碳酸盐岩类型，主要组成是铁菱锰矿和菱锰矿，少量水锰矿。矿石呈结核状、透镜状，好似成群的“铁饼”出现在震旦系上部的地层中。 铝土矿是提炼铝的主要原料，由于其中常常含有镓、锗、铀、镍、铬、铌等微量稀有元素，因此，是很有经济价值的矿产资源。我国的铝土矿床，大多产于石炭纪和二叠纪的地层中，形成于海洋沉积环境。铝土矿的矿物成分主要是铝的氢氧化物。 沉积磷矿是农业磷肥的主要原料，和铝土矿一样，也含有很多微量元素和稀有元素，因此，磷矿也可以综合利用。我国南方磷矿规模很大，主要产在震旦纪和寒武纪地层中，属于海洋环境的层状沉积类型。 总之，在沉积岩中发育许多重要的金属和非金属矿产，随着社会的进步和科学技术的发展，会有更多的沉积矿产和沉积变质成因的矿产服务于人类。

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矿物的结晶分类

矿物也可以按照晶系来分类。什么是矿物的晶系呢？晶系是矿物按着晶体对称程度分类的级别之一。矿物学家认为矿物晶体中可能的对称型共有32种。它们按照对称点的不同可以分属于三个晶族。晶族内又分为七个晶系。下面将七个晶系的特征和所代表的矿物按对称程度的高低依次叙述。 　　高级晶族是高次轴(当然这个轴是假想的对称轴)，多于一个对称要素，可以彼此斜交，被称为等轴晶系。例如具有六面体的黄铁矿和方铅矿晶体就是高级晶族的等轴晶系矿物。 高级晶族矿物──方铅矿 　　中级晶族包括三个晶系，既四方(正方)晶系、三方(菱形)晶系和六方晶系。四方晶系有唯一一个四次高级对称轴，比较典型的矿物有黄铜矿、白钨矿、彩钼铅矿和锡石等。三方晶系的矿物有唯一一个三次高级对称轴，我们常见的矿物有石英、电气石、白云石和方解石等。六方晶系有一个唯一的六次高级对称轴，这类矿物常见的有磷灰石、红锌矿和绿柱石等。 中级晶族矿物──电气石 　　低级晶族无高级对称轴，矿物的晶面必定互相垂直或平行。这类矿物包括三个晶系：斜方(正交)晶系、单斜晶系、三斜晶系。 　　斜方晶系的对称特点表现在有一个二次对称轴和一个面，对称要素不少于三个。常见的矿物有橄榄石、异极石和泻利盐等。单斜晶系的对称要素特征是具有一个二次对称轴和一个对称面，常见的矿物有斜晶石和正长石。三斜晶系无对称轴和对称面，常见的矿物有高岭石和钙长石。 低级晶族矿物──高岭石

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矿物的化学分类

矿物有几千种，它们是如何归类的呢？有一种分类方法为化学分类法。这种方法就是按着化学元素的组合来划分矿物种类。现在世界矿物学家共同采用的化学分类方法，是采纳德国著名矿物学家史特伦茨的分类。他按照门捷列夫周期表中的化学元素组合把矿物划分为八大类。我们可以在每一类矿物中举出一种矿物，先对它们有一个初步认识。 　　第一大类  自然元素矿物。它又细分为金属、半金属和非金属。金属如自然铜、自然金等；半金属如自然铋等；非金属有自然硫、石墨等。 产于我国江西的自然铜 　　第二大类  硫化物矿物，如黄铜矿；硒化物矿物，如硒碲矿；锑化物矿物，如锑铜矿；砷化物矿物，如砷锑矿；碲化物矿物，如碲金矿；铋化物矿物，如铋车轮矿。 硫化物矿物──黄铜矿 　　第三大类  卤化物。它又细分为: 简单的卤化物矿物，如石盐；氧卤化物矿物，如氯铅矿。 　　第四大类  氧化物矿物，如石英；氢氧化物及其类似的化合物，如水镁石。 形形色色的水晶 　　第五大类  硝酸盐矿物，如钠硝石；碳酸盐类矿物，如方解石；硼酸盐矿物，如硼镁石等。 晶莹的方解石 　　第六大类  硫酸盐类矿物，如重晶石；碲酸盐类矿物，如碲酸铁矿；铬酸盐类矿物，如铬酸铅矿；钼酸盐类矿物，如钼酸钙矿；钨酸盐矿物，如钨酸铅矿。 硫磺盐类矿物──重晶石 　　第七大类  磷酸盐类矿物，如独居石；砷酸盐矿物，如臭葱石；钒酸盐矿物，如钒酸钡铜矿。 　　第八大类  硅酸盐。硅酸盐类矿物，按其结构又进一步划分为几种：岛状硅酸盐类，例如可做宝石的黄晶（也叫黄玉）；群状硅酸盐矿物，如钡铁钛石；链状硅酸盐矿物，如蔷薇辉石（也叫北京玉）；层状硅酸盐矿物，如白云母；架状硅酸盐除了铍硅酸盐矿物外，全都是铝硅酸盐矿物。铝硅酸盐矿物是硅酸盐矿物中硅酸根的硅被铝置换而形成的。例如花岗岩中的斜长石即是架状硅酸盐，因此也是铝硅酸盐矿物。 产于我国内蒙的黄玉

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矿物的电学性质

矿物具有导电性、介电性、压电性和热电性。人们把这些性质用于工业技术上来满足经济发展和科学进步的需求。 　　导电性指矿物对电的传导能力。导电性的大小用电阻率来表示。各种矿物的导电性能不同，一般说来，自然金属导电性能好，是电的良导体；非金属矿物是非导体；大多数金属矿物则是电的半导体。利用矿物本身具有的导电性可以用于物理采矿、选矿和矿物分离等。我们可以把导电性不同的矿物直接用作电气工业材料：如把白云母作为绝缘材料，石墨用作电极材料等。 白云母 　　矿物具有介电性，在外电场作用下，不导电的矿物（即电介质），在紧靠带电体的一端会出现同号的过剩电荷，另一端则出现负号的过剩电荷，这就是所谓的介电体的极化现象。如果将某一均匀的电介质作为电容器的介质而置于其两极之间，由于电介质的极化，可造成电容器的电容量比以真空为介质时的电容量增加若干倍，矿物的这一性质称为介电性。我们把电容量增加的倍数称为该物体的介电常数，或称介电渗透率，用以表示矿物介电性的大小。矿物学家可利用矿物的介电性来分离电介质矿物；他们把矿物样品放在介电常数适当大小的某种电介质液体中，此时在外电场作用下，介电常数大于电介质液体的矿物将向电极集中，而小于电介质液体的矿物则被电极所排斥。从而将不同介电常数的矿物分离开。 石英晶族（压电石英） 　　矿物还具有压电性，矿物的晶体在压力或张力的作用下能使表面激起荷电，例如向石英晶体的一个水平结晶轴方向施加压力时，电轴的两端即产生数量相等而符号相反的电荷；当以张力代替压力时，则电荷变号。我们把具有压电性的晶体置于对电场中时，晶体将相应地发生伸展或收缩；此外，当外电场是高变电场时，晶体将随着电场的变号而同步地交替发生伸展和收缩，出现其振动频率与电场频率相同的机械振动现象。这一特性被广泛应用于无线电工业等方面。 　　还要看到，矿物具有热电性，即某些矿物晶体在热的作用下也能激起表面荷电的性质。例如电气石晶体在受热时，其结晶轴C轴的两端即产生数量相等而符号相反的电荷。所有这些性质，都使我们对矿物有了更具体、更深入的了解。

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花岗岩不是矿物

我们通常把头脑僵化的人称为具有“花岗岩”头脑。花岗岩确实比较坚硬，在野外用铁锤敲新鲜的花岗岩时会冒出火花。 　　什么是花岗岩呢？花岗岩是由三种以上的矿物组成的岩石。这三种主要的矿物是石英、长石和云母(黑云母和白云母)。花岗岩在地球表面分布比较广泛，它是一种深成酸性火成岩。SiO2含量多在70％以上，颜色较浅，通常以灰白色、肉红色较为常见。花岗岩的种类比较多，按照所含的矿物种类可分为：黑云母花岗岩、白云母花岗岩、二云母花岗岩、角闪石花岗岩等；按照岩石的结构、构造可分为细粒花岗岩、中粒花岗岩、粗粒花岗岩、斑状花岗岩和片麻状花岗岩等。花岗岩因为结构均匀，质地坚硬，颜色美观，是一种优质的建筑材料。但要特别注意，有些花岗岩含有放射性元素。人们在装修房屋时为了美观，常常选择颜色鲜艳的花岗岩，这样看起来颜色鲜艳，但花岗岩却是无形的杀手，研究证明，使用含有放射性矿物的天然花岗岩装饰地面和墙壁，会使人身体受到伤害，易得不育症。 　　什么样的花岗岩含有放射性矿物呢？一般说碱性花岗岩含有放射性矿物较多。放射性矿物的特征是具有鲜艳的颜色和油脂光泽等。在选购石材时最好不要用红色天然的花岗岩。不含放射性矿物的花岗岩呈灰白色，颜色虽然不很鲜艳，但为了安全起见最好还是选择它们，或者去选购人造花岗岩的板材。 　　从上述的几方面来看，我们不应把花岗岩当成矿物。通常把花岗岩俗称花岗石，容易被误认为是矿物。 在显微镜下的花岗岩的结构       青藏高原的花岗岩体

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硅酸盐类矿物

──云母族

云母族矿物分为两个亚族，共有九种矿物。 　　白云母亚族，有钠云母、白云母、钒云母、海绿石；金云母－黑云母亚族，有金云母－黑云母、锌三层云母、铁锂云母、锰锂云母和锂云母。 　　人们可能在花岗岩中常见到白色的晶片，闪闪发光很诱人。它就是白云母，通常呈板状或片状，外形成假六方形或菱形，有时单体呈锥形柱状。白云母一般无色。有时是浅黄、灰、绿、红和棕褐色等。白云母有时出现的颜色是由含微量元素引起的，如含锂的锂白云母为玫瑰色；含铬呈鲜绿色等。白云母呈玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，比重2.76－3.10。白云母用于电缘材料，但只能在700℃以下的条件可以应用，因为它加热到700－800℃后，性质就会发生变化，变为银白色或金黄色，弹性消失变脆。 白云母 　　海绿石属单斜晶系，分布于疏松的硅质和粘土质碳酸盐岩石中。颜色暗绿至绿黑色，也呈黄绿、灰绿色。不透明。通常无光泽，硬度为2－3，比重2.2－2.8。性脆。海绿石中含有钾，可作化肥。纯净的海绿石可作颜料。它具有阳离子交换性能，可作硬水软化剂。 　　金云母呈假六方板状、短柱状或角锥状。深色金云母为棕色或绿色，浅色金云母呈浅黄色。深色金云母半透明、玻璃光泽至半金属光泽，导热性比浅色金云母差。浅色金云母透明，具玻璃光泽。解理面呈珍珠光泽。薄片具弹性。硬度2－3，比重2.9－2.8，不导电。它的用途与白云母相同，主要用于电气工业，作为绝缘材料。    金云母               黑云母 　　黑云母的晶体形态与金云母相同。颜色为黑色、深褐色，有时带浅红、浅绿或其它色调。含钛高的呈浅红褐色，富含高价铁则呈绿色，透明至不透明，玻璃光泽，黑色则呈半金属光泽。硬度2－3，比重3.02－3.12。黑云母受热水溶液的作用可以蚀变为绿泥石、白云母和绢云母等其他矿物。黑云母因为含铁高，绝缘性能差，远不如白云母。黑云母细片常用作建筑材料填充物。 　　锂云母又称鳞云母，一般是片状或鳞片状集合体。我国河南芦氏县产有球状的锂云母，是一种特殊形态。它呈玫瑰色，浅紫色，有时为白色，风化后成暗褐色。透明，玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。硬度2－3。比重2.8－2.9。薄片具弹性。它是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含有铷和铯，也是提取这些稀有金属的重要原料。

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硅酸盐类矿物

──角闪石族

根据阳离子元素的不同角闪石可分为四个亚族。组成21种矿物。由于它是主要的造岩矿物，所以研究的较为深入。 　　1．镁铁锰质闪石亚族，该族有五组端元矿物，常见的晶体为斜方柱，呈纤维状集合体或柱状集合体。颜色白色至灰绿棕色，透明－半透明，玻璃光泽，硬度6－6.5，比重3.0。美丽的闪石可作宝石材料。 闪石 　　2．钙质闪石亚族，本亚族有六组端元矿物，透闪石－铁阳起石是其中一种，属单斜晶系，晶体常呈细柱状，集合体呈柱状或放射状。常见的单形为斜方柱。有时也呈长柱状、针状集合体。透闪石无色或灰白色，阳起石呈浅绿色到深绿色，铁阳起石呈深绿色到黑色。半透明到透明。玻璃光泽。棉纤维状集合体称为石棉，常见的有透闪石石棉和阳起石石棉。石棉具丝绢光泽，硬度5－6，比重3.02－3.44，性脆，易折断。石棉具有不燃性、抗酸性及不传热性等，故用处最广，可纺织为布，造制成薄板材，制防火衣服、手套和安装房屋内壁等。透闪石也称为软玉。软玉可作雕刻及装饰品材料。 　　3．钠钙质闪石亚族，有五组端元矿物。其中蓝透闪石－铁蓝透闪石是单斜晶系的针状晶体，是蓝色矿物。玻璃光泽，硬度5－6。比重2.59-3.02，产于中粒长石伟晶岩中。另一组是镁钠钙闪石－铁钠钙闪石，这组矿物颜色为褐色、黄色、褐红色和玫瑰色等，透明至半透明，参差断口，硬度5－6，比重2.97－3.13。这类闪石中美丽鲜艳的可做宝石材料。 　　4．碱质闪石亚族，本亚族包括五种矿物。蓝闪石和铁蓝闪石，单斜晶系，通常呈柱状、纤维状或块状集合体。颜色为浅紫灰色、靛蓝色、蓝灰色或蓝墨色。透明，玻璃光泽。蓝闪石是蓝闪石片岩的主要造岩矿物。它可以由富钠的岩石经变质作用形成。镁钠铁闪石－钠铁闪石，它们属于单斜晶系，常呈针状、柱状的晶体，颜色较深，呈绿黑色。玻璃光泽，半透明，硬度5－6，比重3.4。 　　总之，闪石族矿物由于颜色鲜艳，硬度大（一般都在6左右），可以作宝石材料。石棉类的用途就更为广泛。