实习一矿物的形态和物理性质

1《地质学基础》室内实习指导书（地理科学专业用）编者：王景平德州学院地理系2008年3月2实习一矿物的形态和物理性质（一）目的要求1.认识矿物的形态和物理性质2.初步学习鉴定矿物形态和物理性质的方法并掌握系统描述矿物标本的一般方法，为以后鉴定矿物打下基础。（二）课前准备1.预习：矿物的概念。矿物的单体形态和集合体形态。矿物的光学性质、力学性质和其他性质。附录一2.用具：条痕板，小刀，摩氏硬度计，放大镜，手磁铁，稀盐酸，报告纸等。（三）实习步骤和方法先由教师讲解肉眼观察与描述矿物形态和物理性质的方法。然后，学生在教师指导下观察矿物标本，矿物形态、颜色、光泽和透明度以眼睛观察为主，其他矿物性质除详细观察外，按指定的方法进行实际操作。最后由学生独立观察和描述4块矿物标本并写出实习报告。（四）实习内容1.矿物的单体形态和集合形态单体形态：根据单个晶体三度空间相对发育的比例不同，可将晶体形态特征分为一向延长、二向延长和三向等长三种。（1）一向延长晶体柱状——石英（水晶）、角闪石；毛发状——石棉。（2）二向延长晶体片状——云母、绿泥石；厚板状——重晶石。（3）三向等长晶体粒状——石榴子石、黄铁矿、橄榄石、方铅矿。集合体形态（1）显晶集合体柱状集合体——普通角闪石、电气石、红柱石；纤维状集合体——石膏、石棉；片状集合体——云母、镜铁矿；粒状集合体——橄榄石、石榴子石；晶簇——石英、方解石。（2）隐晶及胶态集合体结核状——钙质结核、黄铁矿结核；鲕状及豆状——赤铁矿；实例：钟乳状——方解石；土状——高岭土。柱状、针状：石英（具柱状横纹）、电气石、绿柱石、辉锑矿（具晶面纵纹）纤维状、放射状：石棉、纤维石膏、红柱石。板状、片状、鳞片状：石膏、黑钨矿、云母、辉钼矿、鳞片状石墨。立方体、粒状：黄铁矿（具三组直交的晶面条纹）、橄榄石、石榴子石。双晶：石膏（接触双晶）、氟石（穿插双晶）、钠长石（聚片双晶）。晶簇：石英晶簇、方解石晶簇、氟石晶簇。致密块状：辉铜矿、闪锌矿。3结核和鲕状体：赤铁矿。分泌体：玛瑙。钟乳状和葡萄状：钟乳石、肾状赤铁矿、葡萄状硬锰矿。被膜状：孔雀石、蓝铜矿。土状：铝土矿、高岭石。2.矿物的颜色根据颜色产生的相理不同可分为自色、他色、假色，但具有鉴定意义的主要为自色。（1）描述颜色的方法通常描述颜色的方法有两种：①标准色谱法此种方法是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫标准色或白、灰、黑等对矿物的颜色进行描述。若矿物为标准色中的某一种，则直接用其描述，如蓝铜矿为蓝色、辰砂为红色；若矿物不具某一标准色，则以接近标准色中的某一种颜色为主体，用两种颜色进行描述，并把主体颜色放在后面。例如绿帘石为黄绿色，说明此矿物是以绿色为主，黄色为次。②实物对比法把矿物的颜色与常见实物颜色相比进行描述。例如，块状石英呈乳白色，正长石为肉红色，黄铜矿为铜黄色等。（2）观察矿物比色标本。（3）注意要点：描述矿物颜色时，应以新鲜干燥矿物为准，如果矿物表面遭受风化而颜色发生了变化时，则需刮去风化表面后再进行观察描述。（4）实例：红：辰砂（粉末）。紫：紫水晶。乳白：石英。肉红：正长石。橙：雄黄。褐：褐铁矿。铅灰：方铅矿。砖红：赤铁矿。黄：雌黄。黑：黑色电气石。铜黄：黄铜矿。铁黑：磁铁矿。绿：孔雀石。灰：铝土矿。铜红：自然铜。晕色：方解释、云母。蓝：蓝铜矿。白：方解石。黄绿：绿帘石。3.矿物的条痕色条痕是指矿物粉末的颜色，一般是指点矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的痕迹的颜色。条痕色可能深于、等于或浅于矿物的自色。条痕色对不透明的金属、半金属光泽矿物的鉴定很重要，而对透明、玻璃光泽矿物来说，意义不大，因为它们的条痕都是白色或近于白色。（1）条痕色的描述方法与颜色相似；（2）擦划条痕时，用力要均匀；（3）观察测试的矿物应选新鲜标本。（4）实例：樱红：赤铁矿。灰黑：方铅矿。绿褐：铬铁矿。绿黑：黄铁矿4．矿物的光泽和透明度矿物透明度是指矿物透过光线的程度，一般是以矿物厚度0.03mm的薄片为准。分为透4明、半透明和不透明三级。注意要点：观察描述矿物光学性质时，一定要注意掌握颜色、条痕、光泽和透明度四者之间的关系。金属光泽的矿物，其颜色一定为金属色，条痕为黑色或金属色，不透明；半金属光泽的矿物颜色为金属色或彩色，条痕呈深彩色或黑色，不透明至半透明；非金属光泽的矿物颜色为各种彩色或白色，条痕呈浅彩色到白色，半透明至透明。金属光泽不透明：黄铜矿、辉锑矿半金属光泽不透明：磁铁矿、鲕状赤铁矿金刚光泽半透明：浅色闪锌矿玻璃光泽透明：水晶。脂肪光泽透明：石英断口。丝绢光泽半透明：石棉。珍珠光泽透明：白云母。松脂光泽半透明：闪锌矿。土状光泽半透明：高岭土。5.矿物的硬度肉眼观察的是矿物的相对硬度，通过以莫氏硬度计了解不同硬度的矿物为标准进行比较而确定的。观察莫氏硬度计。表1．摩氏硬度计摩氏硬度级别１２３４５６７８９１０矿物名称滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石野外工作中为了方便，常采用指甲（硬度为2.5±）、小刀（硬度为5.5±）等作为标准测定相对硬度。注意要点：刻划矿物时用力要均匀。测试矿物时须选择新鲜面，并尽可能选择矿物的单体。用摩尔硬度计或小刀、指甲刻划下列矿物：辉钼矿（1）。黑云母（2-3）。软锰矿（2-3）。菱镁矿（4-5）。白钨矿（4.5）。硬锰矿（4-6）。普通角闪石（5.5-6）。黄铁矿（6-6.5）。橄榄石（6.5-7.5）。6.矿物的解理和断口解理是矿物的重要鉴定特征之一。解理按其发育程度分极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和极不完全解理五级。（1）观察解理等级根据解理面的完好和光滑程度以及大小，确定其解理等级。注意观察、白云母、方解石、普通角闪石、磷灰石、石英的解理发育情况。（2）观察解理组数矿物中相互平行的一系列解理面称为一组解理。注意观察云母、正长石、方解石、萤石的解理组数。（3）观察解理面间的夹角两组及两组以上的解理，其相邻两解理面间的夹角亦5是鉴定矿物的标志之一。注意观察正长石、辉石、角闪石、萤石的解理夹角。（4）注意要点：肉眼观察矿物的解理只能在显晶质矿物中进行。确定解理组数和解理夹角必须在一个矿物单体上观察。断口根据矿物受力后不规则裂开的形态，可分为贝壳状断口、参差状断口、土状断口、锯齿状断口等类型。观察石英、黄铁矿、高岭土和断口，并确定其类型。实例：一组极完全解理：云母、片状石墨、石膏。二组解理：正长石（一组完全、一组中等、二组直交）。三组完全解理：方解石（菱面体解理）。四组完全解理：氟石。二组中等解理：普通辉石。不完全解理：磷灰石（参差状断口）。极不完全解理：石英（贝壳状断口）、石榴子石（参差状断口）。7.矿物的相对密度用手掂量下列纯矿相对密度小于2.5：石墨、蛋白石。相对密度为2.5-4：长石、白云石。相对密度大于4：重晶石、方铅矿。8.矿物的其他物理性质弹性：云母。挠性：绿泥石。脆性：方铅矿。磁性：磁铁矿、铬铁矿。滑感：滑石。粘舌：高岭石。9.矿物的化学性质遇盐酸起反应：方解石、白云石。（五）实习报告观察并系统描述4块常见矿物（如黄铁矿、石英、方解石等）（六）思考题1.石墨、黄铁矿、赤铁矿、长石、石盐、方解石各属于哪一大类矿物？2.在矿物的结核体、分泌体、钟乳状体中，肉眼能辨别出双晶吗？3.为什么以矿物晶体用重力刻划条痕板得出的并非条痕色？4.观察矿物的解理时，为什么大多不必打碎矿物晶体？实习二矿物的观察和鉴定（一）实习目的1.学习肉眼鉴定矿物的方法并进行详细观察和系统描述。2.掌握主要矿物的特征，为今后鉴定岩石打下基础。3.重点掌握各种矿物与相类似的其他矿物区别。（二）课前准备1.预习：肉眼鉴定矿物的步骤。主要矿物的特征。62.用具：同实习一。（三）实习步骤和方法1.先由教师讲解矿物的基本特征和肉眼鉴定的步骤和方法。2.学生仔细观察、比较和描述重点掌握的矿物。3.由学生独立鉴定4块矿物标本。（四）实习内容1.自然元素大类：石墨。2.硫化物大类：方铅矿、闪锌矿、辰砂、辉铜矿、雄黄和雌黄、黄铁矿、黄铜矿、辉锑矿、斑铜矿。3.卤化物大类：氟石、钾岩。4.氧化物和氢氧化物大类：石英、蛋白石、刚玉、铝土矿、锡石、磁铁矿、褐铁矿、铬铁矿。5.含氧岩大类：方解石、白云石、菱镁矿、菱铁矿、孔雀石、蓝铜矿、重晶石、石膏、磷灰石、石榴子石、橄榄石、滑石、蛇纹石、红柱石、黄玉、普通辉石、普通角闪石、正长石、斜长石、石棉、白云母、黑云母、绿泥石、高岭石。（五）实习报告1.系统描述黑云母、普通辉石、普通角闪石、正长石、斜长石、闪锌矿、赤铁矿、白云石等矿物特征。2.鉴定4块未标明的矿物标本。（六）思考题1.肉眼鉴定矿物有那些项目？2.如何区别下列几组矿物：橄榄石与石榴子石、普通辉石与普通角闪石：正长石和斜长石：滑石和蛇纹石：水晶与冰洲石；方铅矿、闪锌矿与辉锑矿；石英与方解石；黄铁矿与黄铜矿；石膏、滑石与高岭石。3.碳酸岩类矿物能与盐酸起化学反应，其反应条件与程度有无区别？附录1：常见矿物的主要特征黄铁矿FeS2大多呈块状集合体，也有发育成立方体单晶者。立方体的晶面上常有平行的细条纹。颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度6-6.5。性脆，断口参差状。相对密度5。黄铜矿CuFeS2常为致密块状或粒状集合体。颜色铜黄，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度3—4，小刀能刻破。性脆，相对密度4.1-4.3。黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。方铅矿PbS单晶常为立方体，通常成致密块状或粒状集合体。颜色铅灰，条痕为灰黑色。金属光泽。硬度2—3。有三组解理，沿解理面易破裂成立方体。相对密度7.4—7.6。闪锌矿ZnS常为致密块状或粒状集合体。颜色自浅黄到棕黑色不等（因含Fe量增高而变深），条7痕为白色到褐色。光泽自松脂光泽到半金属光泽。透明至半透明。硬度3.5-4。解理好。相对密度3.9-4.1（随含铁量的增加而降低）。石英SiO2常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。纯净的石英无色透明，称为水晶。石英因含杂质可呈各种色调。例如含Fe+3呈紫色者，称为紫水晶；、含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称为乳石英。石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，无解理。硬度7。贝壳状断口。相对密度2.65。隐晶质的石英称为石髓（玉髓），常呈肾状、钟乳状及葡萄状等集合体。一般为浅灰色、淡黄色及乳白色，偶有红褐色及苹果绿色。微透明。具有多色环状条带的石髓称为玛瑙。赤铁矿Fe2O3常为致密块状、鳞片状、鲕状者为暗红色，条痕呈樱红色。金属、半金属到土状光泽。不透明。硬度5－6，土状者硬度低。无解理。相对密度4.0-5.3。磁铁矿Ｆe3O4常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。颜色为铁黑色。条痕为黑色。半金属光泽。不透明。硬度5.5-6.5。无解理。相对密度5。具强磁性。褐铁矿实际上不是一种矿物而是多种矿物的混合物，主要成分是含水的氢氧化铁（Fe2O3-·nH2O），并含有泥质及二氧化硅等。褐至褐黄色，条痕黄褐色。常呈土块状、葡萄状，硬度不一。萤石ＣaF2常能形成块状、粒状集合体，或立方体及八面体单晶。颜色多样，有紫红、蓝、绿和无色等。透明。玻璃光泽。硬度4。解理好。易沿解理面破裂成八面体小块。相对密度3.18。方解石CaCO3常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。纯净的方解石无色透明。因杂质渗入而常呈白、灰、黄、浅红（含Ｃo、Ｍn）、绿（含Ｃu）、蓝（含Ｃu）等色。玻璃光泽。硬度3。解理好。易沿解理面分裂成为菱面体。相对密度2.72。遇冷稀盐酸强烈起泡。白云石ＣaMg[CO3](OH)2单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体。一般为白色，因含Ｆe常呈褐色。玻璃光泽。硬度3.5-4。解理好。相对密度2.86，含铁高者可达2.9-3.1。白云石以在冷稀盐酸中反应微弱，以及硬度稍大而与方解石相区别。孔雀石Cu[CO3](OH)2常为钟乳状、块状集合体，或呈皮壳附于其它矿物表面。深绿或鲜绿色。条痕为淡绿色。8晶面上为丝绢光泽或玻璃光泽。硬度3.5-4。相对密度3.5-4.0。遇冷稀盐酸剧烈起泡。孔雀石以其特有颜色而易与其他矿物相区别。普通辉石(Ca