矿物的物理性质

矿物的物理性质矿物的物理性质矿物的光学性质矿物的力学性质矿物的其它性质颜色光泽条痕透明度硬度解理和断口脆性和延展性弹性和挠性比重磁性电性发光性味道和触觉感2.1.5.1矿物的颜色矿物具有各种颜色。自色——因矿物本身固有的化学组成中含有某些色素离子而呈现的颜色。如矿物中含有Mn4+——黑色；含有Mn3+——红色;含有Mn2+——紫色；含有Fe3+——樱红色或褐色；含有Cu2+——蓝色或绿色。具有自色的矿物，颜色大体固定不变，因此是鉴定矿物的重要标志之一。钒云母（V3+橄榄绿色）软锰矿（Mn4+黑色）红宝石（Cr3+红色）纯绿宝石（Cr3+绿色）黑云母（Fe2+褐色）绿泥石（Fe2+绿色）赤铁矿（Fe3+红色）褐铁矿（Fe3+褐色）钴华（Co2+玫瑰色）孔雀石（Cu2+绿色）蓝铜矿（Cu2+蓝色）他色他色——有些矿物，其颜色与本身的化学成分无关，而是因矿物中所含的杂质成分引起的，称为他色。如纯净水晶（SiO2）是无色透明的，其中混入微量不同的杂质，可具有紫色、粉红色、褐色、黑色等。含锰和铁者称紫水晶；含铁者(呈金黄色或柠檬色)称黄水晶；含锰和钛呈玫瑰色者称蔷薇石英，即粉水晶；烟色者称烟水晶；褐色者称茶晶；黑色透明者称为墨晶。紫水晶黄水晶粉水晶烟水晶茶晶墨晶假色假色——某些化学的和物理的原因引起矿物的颜色。例如：锖色（斑铜矿氧化薄膜）、晕色（冰洲石）、变彩等。无色、浅色矿物常具他色。因此，他色一般不能作为矿物鉴定的主要特征。斑铜矿（锖色）冰洲石（晕色）矿物丰富多彩的颜色矿物的条痕条痕——矿物粉末的颜色。通常是利用条痕板（无釉瓷板），观察矿物在其上划出的痕迹的颜色。由于矿物的粉末可以消除一些杂质和物理方面的影响，所以比其颜色更为固定。因此条痕在鉴定矿物上具有重要意义。有些矿物如赤铁矿，其颜色可能有赤红、黑灰等色，但其条痕则为樱红色，是一致的；有些矿物如黄金、黄铁矿，其颜色大体相同，但其条痕则相差很远，前者为金黄色，后者则为黑或黑绿色。注意：条痕对于硬度小或脆性的有色矿物具有重要鉴定意义；但对于无色的、硬度大于瓷板的矿物无条痕色，无鉴定意义。几种矿物的条痕矿物的光泽矿物表面的总光量或者矿物表面对于光线的反射形成光泽。光泽有强有弱，主要取决于矿物对于光线全反射的能力。矿物的主要光泽金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽丝绢光泽珍珠光泽油脂光泽土状光泽金属光泽象金属磨光面一样的光泽,叫金属光泽.金属光泽矿物表面反光极强，如同平滑的金属表面所呈现的光泽。某些不透明矿物，如黄铁矿、方铅矿等，均具有金属光泽。黄铁矿（愚人金）方铅矿自然金半金属光泽象未经磨光的金属表面那样的光泽,叫半金属光泽。半金属光泽较金属光泽稍弱，暗淡而不刺目。如黑钨矿具有这种光泽。半金属光泽（黑钨矿）金刚光泽金刚光泽——象钻石金刚石那样的光泽。光泽闪亮耀眼。如金刚石、闪锌矿。金刚光泽（金刚石）金刚光泽（闪锌矿）玻璃光泽玻璃光泽——象普通玻璃一样的光泽。大约占矿物总数70％的矿物，如水晶、萤石、方解石等具此光泽。石英方解石萤石其它光泽土状光泽丝娟光泽沥青光泽珍珠光泽矿物的透明度透明度——指光线透过矿物多少的程度。分为3级：透明矿物：矿物碎片边缘能清晰地透见他物，如水晶、冰洲石等。半透明矿物：矿物碎片边缘可以模糊地透见他物或有透光现象，如辰砂、闪锌矿等。不透明矿物：矿物碎片边缘不能透见他物，如黄铁矿、磁铁矿、石墨等。部分矿物的透明度水晶（透明）方解石（透明）辰砂（半透明）闪锌矿（半透明）黄铁矿（不透明）磁铁矿（不透明）石墨（不透明）矿物的力学性质指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的程度。根据硬度高的矿物可以刻划硬度低的矿物的道理，德国摩氏（F.Mohs）选择了10种矿物作为标准，将硬度分为10级，这10种矿物称为“摩氏硬度计”。2.1.6.1矿物的硬度摩氏硬度计1滑石2石膏3方解石4萤石5磷灰石6正长石摩氏硬度计（续）7石英8黄玉10金刚石9刚玉摩氏硬度计的应用在野外工作，还可利用指甲（2—2.5）、小钢刀（5—5.5）等来代替硬度计。据此，可以把矿物硬度粗略分成软（硬度小于指甲）、中（硬度大于指甲，小于小刀）、硬（硬度大于小刀）三等。有少数矿物用石英也刻划不动，可称为极硬，但这样的矿物比较少。测定硬度时必须选择新鲜矿物的光滑面试验，才能获得可靠的结果。同时要注意刻痕和粉痕（以硬刻软，留下刻痕；以软刻硬，留下粉痕）不要混淆。对于粒状、纤维状矿物，不宜直接刻划，而应将矿物捣碎，在已知硬度的矿物面上摩擦，视其有否擦痕来比较硬度的大小。摩氏硬度计矿物的解理和断口解理——在力的作用下，矿物晶体按一定方向破裂并产生光滑平面的性质。解理面——沿着一定方向分裂的面。解理是由晶体内部格架构造所决定的。矿物具有二向、三向、四向或六向节理。如食盐具有三个方向的解理，萤石具有四个方向的解理。方解石的解理解理可分为五级极完全解理：解理面大而平坦，极光滑，解理片极薄；完全解理：常裂成规则的解理块，解理面大，光滑而平坦；中等解理：解理面不大，平坦和光滑程度也较差；不完全解理：解理面小且不光滑平坦，碎块上主要是断口；极不完全解理：仅在显微镜下偶尔见到零星的解理面。矿物解理示意图受力解理矿物矿物的解理示意图1.最完全解理最完全解理矿物晶体极易裂成薄片，解理面较大而平整光滑。如云母、石膏等。2.完全解理完全解理矿物极易裂成平滑小块或薄板，解理面相当光滑。如方解石、石盐等。方解石的完全解理3.中等解理中等解理解理面往往不能一劈到底，不很光滑，且不连续，常呈现小阶梯状。如普通角闪石、普通辉石等。普通角闪石普通辉石4.不完全解理不完全解理解理程度很差，在大块矿物上很难看到解理，只在细小碎块上才可看到不清晰的解理面，如磷灰石等。5.极不完全解理极不完全解理（无解理）如石英、磁铁矿等。同种矿物的解理方向和解理程度总是相同的，性质很固定，是鉴定矿物的重要特征之一。解理的等级最完全解理完全解理中等解理不完全解理极不完全解理总之：只有结晶质矿物才具有解理。它反应了晶体结构中不同方向上面网间结合力的差异性（解理发生在结合力较弱的位置）。解理发生的位置：①在面网密度大的面网之间；②电性中和的面网之间；③两层同号离子相邻的面网之间；④键力较弱的面网之间。实际的解理，是由一种或几种因素控制的。解理是结晶质矿物的一种稳定的物理性质，是鉴定矿物的重要依据。5.断口断口——矿物受力破裂后出现没有一定方向的不规则的断开面。也是受打击后任意破裂开的断面,常呈参差不齐或凹凸不平.难产生解理的晶体便容易产生断口.贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、阶梯状断口、平坦状断口。断口出现的程度是跟解理的完善程度互为消长的。贝壳状锯齿状参差状石英的贝壳状断口脆性和延展性矿物受力极易破碎，不能弯曲，称为脆性。这类矿物用刀尖刻划即可产生粉末。大部分矿物具有脆性，如方解石。矿物受力发生塑性变形，如锤成薄片、拉成细丝，这种性质称为延展性。这类矿物用小刀刻划不产生粉末，而是留下光亮的刻痕。如金、自然铜等。弹性和挠性矿物受外力作用发生弯曲形变，但当外力作用取消后，则能使弯曲形变恢复原状，此性质称为弹性。例如云母、石棉等矿物均具有弹性。如当外力作用取消后，歪曲了的形变不能恢复原状，则此性质称为挠性。例如滑石、绿泥石、蛭石等矿物均有挠性。矿物的其它性质比重——矿物重量与4℃时同体积水的重量比，称为矿物的比重。矿物的化学成分中若含有原子量大的元素或者矿物的内部构造中原子或离子堆积比较紧密，则比重较大；反之则比重较小。大多数矿物比重介于2.5—4之间；一些重金属矿物常在5—8之间；极少数矿物（如铂族矿物）可达23。矿物的比重矿物的磁性、电性和发光性矿物的磁性是指矿物被永久磁铁和电磁铁吸引，或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。矿物的磁性，主要是由于矿物成分中含有铁、钴、镍、钛等元素所致。一般用马蹄形磁铁或带磁性的小刀来测验矿物的磁性。有些矿物受热生电，称热电性，如电气石；有些矿物受摩擦生电，如琥珀；有的矿物在压力和张力的交互作用下产生电荷效应，称为压电效应，如压电石英。压电石英已被广泛地应用于现代科学技术方面。矿物的磁性、电性和发光性（续）有些矿物在外来能量的激发下发生可见光，若在外界作用消失后停止发光，称为萤光。如萤石加热后产生蓝色萤光；白钨矿在紫外线照射下产生天蓝色萤光；金刚石在X射线照射下亦发生天蓝色萤光。有些矿物在外界作用消失后还能继续发光，称为磷光，如磷灰石。矿物的味觉和触觉有些矿物具易燃性，如琥珀；有些易溶于水的矿物具有咸、苦、涩等味道；如石盐。有些矿物具有滑腻感；如滑石。有些矿物如受热或燃烧后产生特殊的气味。熔点：矿物加热，达到一定温度会发生分解，由固态转变为液态，转变温度称熔点。熔点的高低与矿物的化学成分及内部结构有关。以离子键为主的矿物，最高；金属键的矿物，次之；分子键的矿物，最低。金1062oC银960.5oC铜1083oC铂1774oC铋271oC铁橄榄石1100oC透辉石1319oC硅辉石1540oC霞石1800oC钠长石1100oC钙长石1554oC刚玉2050oC锆石3000oC黄铜矿500oC