第1章緒論/001

1.1礦物的概念001

1.2礦物的地質成因002

1.2.1內生作用002

1.2.2外生作用002

1.2.3變質作用003

1.3礦物學及其主要研究內容003

1.4礦物資源在國民經濟建設中的作用004

1.5礦物學發展簡史004

1.6礦物學與其他學科的關繫005

思考題006



第2章礦物的結構與形態/007

2.1晶體的概念與基本性質007

2.1.1晶體的概念007

2.1.2晶體的基本性質010

2.1.2.1自限性010

2.1.2.2均一性010

2.1.2.3各向異性010

2.1.2.4對稱性011

2.1.2.5小內能性011

2.1.2.6穩定性012

2.2礦物晶體結構的形式及其描述方法012

2.2.1球體緊密堆積形式012

2.2.1.1球體緊密堆積原理012

2.2.1.2球體緊密堆積形式012

2.2.1.3球體緊密堆積描述013

2.2.2配位多面體及其連接形式014

2.3礦物晶體結構的變化016

2.3.1同質多像016

2.3.2副像與假像017

2.4礦物單體的形態017

2.4.1結晶習性018

2.4.1.1結晶習性的概念018

2.4.1.2結晶習性的類型018

(1)一向延長型018

(2)二向延展型018

(3)三向等長型019

2.4.1.3晶習的影響因素019

2.4.2礦物晶形的發育程度019

2.4.2.1自形晶019

2.4.2.2半自形晶019

2.4.2.3他形晶020

2.4.3晶面花紋020

2.4.3.1聚形條紋020

2.4.3.2生長臺階020

2.4.3.3生長丘020

2.4.3.4蝕像020

2.5礦物單體的規則連生體形態021

2.5.1平行連晶021

2.5.2雙晶021

2.6礦物集合體的形態022

2.6.1礦物多晶(顯晶) 集合體形態022

2.6.1.1粒狀集合體022

2.6.1.2片狀集合體022

2.6.1.3柱狀集合體023

2.6.2隱晶集合體和膠體礦物形態023

思考題024



第3章礦物的化學成分/025

素豐度、離子類型025

3.1.1地殼的化學組成025

3.素的離子類型026

(1)惰性氣體型離子及其形成的主要礦物026

(2)銅型離子及其形成的主要礦物026

(3)過渡型離子及其形成的主要礦物026

3.2礦物中的水027

3.2.1吸附水027

3.2.2層間水027

3.2.3沸石水028

3.2.4結晶水028

3.2.5結構水028

3.3礦物的化學式029

3.3.1礦物化學成分的相對確定性029

3.3.2礦物化學式029

(1)礦物化學式的概念029

(2)化學式的種類029

(3)晶體化學式的書寫原則030

(4)礦物化學式的計算031

3.4礦物化學成分的變化031

3.4.1類質同像031

3.4.2交代作用033

思考題033



第4章礦物的命名和分類/034

4.1礦物種及其命名034

4.1.1礦物種034

4.1.1.1同質多像變體034

4.1.1.2多型034

4.1.1.3類質同像混晶035

4.1.2礦物的命名035

4.1.3某些礦物名稱的字義036

4.2礦物的分類036

4.2.1礦物的分類體繫036

4.2.2礦物的分類依據036

4.2.2.1單質礦物036

4.2.2.2化合物礦物037

4.2.3礦物的分類代表037

思考題038



第5章礦物的物理性質/039

5.1光學性質039

5.1.1顏色039

5.1.2條痕040

5.1.3透明度040

5.1.4光澤040

5.2力學性質041

5.2.1解理041

5.2.2裂開042

5.2.3斷口042

5.2.4硬度042

5.2.5彈性與撓性043

5.2.6脆性與延展性043

5.3其他性質044

5.3.1密度和相對密度044

5.3.2磁性044

5.3.3導電性和介電性044

5.3.4壓電性045

5.3.5熱釋電性045

思考題045



第6素礦物/046

6.1概述046

6.1.1化學成分046

6.1.2晶體化學特征047

6.1.3物理性質047

6.1.4成因產狀048

6.1.5分類048

6.2自素礦物048

6.2.1自然金(Gold)048

6.2.2自然鉑（Platinum）050

6.3自然素礦物050

6.3.1自然硫(Sulphur)051

6.3.2金剛石（Diamond）052

6.3.3石墨(Graphite)053

思考題054



第7章硫化物及其類似物礦物/055

7.1概述055

7.1.1化學成分055

7.1.2晶體化學特征056

7.1.3物理性質056

7.1.3.1光學性質056

7.1.3.2力學性質056

7.1.3.3其他物理性質057

7.1.4成因和形態057

7.1.5分類058

7.1.5.1單硫化物類058

7.1.5.2對硫化物類058

7.1.5.3硫鹽類058

7.2單硫化物礦物058

7.2.1方鉛礦(Galena)059

7.2.2閃鋅礦（Sphalerite）060

7.2.3辰砂(Cinnabar)061

7.2.4黃銅礦(Chalcopyrite)062

7.2.5輝銻礦（Stibnite)063

7.2.6輝鉬礦(Molybdenite)064

7.2.7雄黃（Realgar）065

7.2.8雌黃（Orpiment）066

7.2.9磁黃鐵礦（Pyrrhotite）067

7.3對硫化物礦物068

7.3.1黃鐵礦(Pyrite)068

7.3.2白鐵礦(Marcasite)069

7.3.3毒砂（Arsenopyrite）070

7.4硫鹽礦物071

思考題072



第8章氧化物和氫氧化物礦物/073

8.1概述073

8.1.1化學成分074

8.1.2晶體化學特征074

8.1.3物理性質074

8.1.3.1光學性質074

8.1.3.2力學性質075

8.1.3.3其他物理性質075

8.1.4成因075

8.1.5分類075

8.2簡單氧化物礦物075

8.2.1赤銅礦（Cuprite）076

8.2.2剛玉（Corundum）077

8.2.3金紅石（Rutile）078

8.2.4石英（Quartz）080

8.3復雜氧化物礦物083

8.3.1鈦鐵礦(Ilmenite)084

8.3.2鈣鈦礦(Perovskite)085

8.3.3尖晶石(Spinel)086

8.4氫氧化物和含水氧化物礦物086

8.4.1水鎂石(Brucite)087

8.4.2針鐵礦(Goethite)088

思考題089



第9章鹵化物礦物/090

9.1概述090

9.1.1化學成分090

9.1.2晶體化學特征091

9.1.3物理性質091

9.1.4成因產狀091

9.1.5分類091

9.2常見鹵化物礦物091

9.2.1螢石(Fluorite)092

9.2.2石鹽(Halite)092

思考題093



第10章硅酸鹽礦物/094

10.1概述094

10.1.1硅氧骨干和附加陰離子095

10.1.1.1硅氧骨干095

（1）島狀硅氧骨干095

（2）環狀硅氧骨干096

（3）鏈狀硅氧骨干096

（4）層狀硅氧骨干097

（5）架狀硅氧骨干097

10.1.1.2附加陰離子098

10.1.2組成硅酸鹽的主要陽離子098

10.1.3硅酸鹽中的水099

10.1.4晶格類型與礦物的形態和物理性質099

10.1.4.1硅氧骨干100

10.1.4.2陽離子的種類100

10.1.5鋁在硅酸鹽中的存在形式100

10.1.6硅酸鹽礦物的成因100

10.1.7硅酸鹽類礦物的分類101

10.2島狀硅酸鹽礦物101

10.2.1鋯石(Zircon)102

10.2.2橄欖石(Olivine)103

10.2.3石榴子石(Garnet)104

10.2.4Al2SiO5繫列106

10.2.4.1藍晶石(Kyanite)106

10.2.4.2紅柱石(Andalusite)108

10.2.4.3矽線石(Sillimanite)108

10.2.5十字石(Staurolite)110

10.2.6綠簾石(Epidote)111

10.3環狀硅酸鹽礦物112

10.3.1綠柱石(Beryl)112

10.3.2堇青石(Cordierite)114

10.3.3電氣石(Tourmaline)115

10.4鏈狀硅酸鹽礦物116

10.4.1輝石族116

10.4.1.1霓石(Aegirine)117

10.4.1.2硬玉(Jadeite)118

10.4.1.3鋰輝石(Spodumene)118

10.4.2閃石族119

10.4.2.1透閃石(Tremolite)和陽起石(Actinolite)120

10.4.2.2藍閃石(Glaucophane)和鈉閃石(Riebeckite)121

10.4.3硅灰石(Wollastonite)122

10.5層狀硅酸鹽礦物123

10.5.1概述123

10.5.1.1四面體片、八面體片和層123

10.5.1.2層的類型123

10.5.1.3八面體片的結構和組成類型124

10.5.1.4層間域及其特征124

10.5.1.5多型和混層124

10.5.1.6主要物理性質和成因124

10.5.2滑石(Talc)124

10.5.3蒙脫石(Montmorillonite)126

10.5.4綠泥石(Chlorite)127

10.5.5高嶺石(Kaolinite)128

10.6架狀硅酸鹽礦物129

10.6.1霞石(Nepheline)130

10.6.2白榴石(Leucite)131

10.6.3沸石(Zeolite)132

思考題133



第11章其他含氧鹽礦物/135

11.1碳酸鹽礦物135

11.1.1方解石族136

11.1.1.1方解石(Calcite)136

11.1.1.2白雲石(Dolomite)137

11.1.2文石族138

11.1.2.1文石(Aragonite)138

11.1.2.2白鉛礦(Cerussite)140

11.1.3孔雀石族140

11.1.3.1孔雀石(Malachite)140

11.1.3.2藍銅礦(Azurite)141

11.2硫酸鹽礦物142

11.2.1重晶石(Baryte)143

11.2.2硬石膏(Anhydrite)144

11.2.3石膏(Gypsum)144

11.2.4膽礬(Chalcanthite)145

11.2.5明礬(Alunite)146

思考題147



附錄/148

Ⅰ礦物的形態148

晶面花紋148

規則連生149

集合體形態150

常見幾何多面體150

Ⅱ礦物性質151

礦物條痕顏色151

礦物透明度151

礦物光澤152

礦物解理形式152

礦物裂開與斷口152

礦物莫氏硬度計153

Ⅲ礦物圖154


硫化物及其類似物礦物154

氧化物和氫氧化物礦物158

鹵化物礦物161

硅酸鹽礦物162

其他含氧鹽礦物166



參考文獻/169

本教材針對材料物理與化學、材料學、材料加工工程等非礦業工程、地質資源與地質工程等學科大學生的礦物材料學相關教學要求編寫，適於32學時，也可用於采礦工程、礦物加工工程、地質工程、礦產普查與勘探等專業本、專科學生的基礎教學參考和相關專業礦產及地質技術人員的學習參考書。此課程的教學，建議安排在大三，在學生已了解材料科學基礎、結晶學等材料相關專業後開展。

本教材編寫的指導思想是在重視基本理論、基本知識的基礎上，注意吸納礦物學與材料學領域的科學理論與科研成果，以保證教材既具有知識的繫統性又體現科學的前沿性。在教材內容上，充分結合材料學與礦物學的專業知識，以保證教材對材料科學與工程學科專業的適用性。教材共分為11章：第1章緒論介紹礦物的概念、地質作用成因、學科發展史等知識;第2～5章為礦物學通論，涉及結晶學、晶體化學、固體物理性能等專業知識；第6～11章為礦物學各論，各論部分依據礦物的晶體化學分類進行詳細礦物種的介紹。

本教材的特點是：

1.在有限的篇幅內對各礦物大類的特點詳細介紹，並選擇若干典型礦物種作為代表說明所屬礦物族的礦物特點。

2.在對礦物介紹時，詳細介紹其基本特征，包括化學組成、晶體結構、形態、成因產狀、物理性質、鋻定特征、主要用途7個方面。這7個方面的知識相輔相成，從微觀的化學組成、晶體結構到宏觀的形態、成因產狀、物理性質再到鋻定特征和主要用途，都與材料專業知識體繫密切相關。

3.書後附有精選的礦物圖片，圖片在形像直觀地展現礦物的精美外觀的同時，也突顯該礦物的特性。這些圖片對學生認識礦物的形態、顏色、光澤、解理等專業知識非常有益。所附的礦物單晶形態、常見幾何多面體圖片，有助於學生理解礦物晶體形態。

4.盡可能采用圖表使抽像的問題直觀化。各章內容之後列有“思考題”，便於學生學習。

在本教材編寫中，除吸納了編者在教學和科研工作中積累的一些實際資料外，還參閱、引用了已出版的許多結晶學和礦物學教材及相關文獻的內容。引用的圖、表一般均注明了出處；未標注出處的圖、表則多是被公認的基礎知識，參閱和引用的教材和專著列於參考文獻表中。在此，向有關論著的作者表示感謝。



編著者