第二章礦物學(xué)第一節(jié)、礦物與礦物學(xué)第二節(jié)、礦物的形態(tài)第三節(jié)、礦物的物理性質(zhì)第四節(jié)、礦物的化學(xué)成分第五節(jié)、礦物的分類(lèi)和命名第六節(jié)、各大類(lèi)礦物的特征第三節(jié)礦物的物理性質(zhì)

（PhysicalPropertiesofMinerals）一、礦物的光學(xué)性質(zhì)二、礦物的力學(xué)性質(zhì)三、礦物的其它性質(zhì)

電學(xué)性質(zhì) 磁學(xué)性質(zhì) 熱學(xué)性質(zhì)

礦物的光學(xué)性質(zhì)是指礦物對(duì)可見(jiàn)光的反射、折射、吸收等所綜合表現(xiàn)出來(lái)的各種性質(zhì)。包括：

顏色 條痕 光澤 透明度一、礦物的光學(xué)性質(zhì)1、顏色的定義：是礦物對(duì)入射的白色可見(jiàn)光(390～770nm)中不同波長(zhǎng)的光波吸收后，透射和反射的各種波長(zhǎng)可見(jiàn)光的混合色。自然光呈白色，由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光組成。存在光的互補(bǔ)色。（一）礦物的顏色2.單色光的混合－互補(bǔ)原理光的三原色——紅、綠、藍(lán)三種單色光稱(chēng)原色光三者按不同比例混合，可得到黃、青、紫等單色光。例如三種原色光中，紅光與綠光、紅光與藍(lán)光、綠光與藍(lán)光，以等比例混合，則分別產(chǎn)生黃光、品紅及青光。如果改變?nèi)N原色光的混合比例(不等比例混合)，則可產(chǎn)生其它顏色的單色光，例如，紅光多于綠光混合形成橙光，藍(lán)光多于紅光混合形成紫光等。若2種單色光混合后呈現(xiàn)白色，稱(chēng)這2種單色光為互補(bǔ)色光。如紅＋青＝白 黃＋藍(lán)＝白 綠＋品紅＝白3.互補(bǔ)色光——4.顏色深淺取決于礦物對(duì)各色光波吸收的總強(qiáng)度吸收的總強(qiáng)度大，顏色深——————小，顏色淺黑色——均勻地全部吸收自然白光；白色或無(wú)色——基本上不吸收；灰色——均勻地吸收各種色光；呈現(xiàn)的顏色——是被吸收的色光的補(bǔ)色5.礦物顏色的成因類(lèi)型

——自色

——他色

——假色(1)自色

由礦物本身固有的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的顏色。又可分為體色和表面色。

體色(bodycolor)

——透明或半透明的礦物所呈現(xiàn)的透射光的顏色（被吸收色光的補(bǔ)色）。例如橄欖石、石英等。

表面色(surfacecolor)

——不透明礦物所呈現(xiàn)的表層的反射色(reflectioncolor)，它多與被吸收色光一致。(3)假色

是自然光照射在礦物表面或進(jìn)入到礦物內(nèi)部所產(chǎn)生的反射、干涉、衍射、散射等物理光學(xué)效應(yīng)而引起的礦物呈色。假色只對(duì)個(gè)別礦物有輔助鑒定意義。

(2)他色

是指礦物因含外來(lái)帶色的雜質(zhì)、氣液包裹體等所引起的顏色。

1、條痕的概念礦物的條痕是礦物粉末的顏色。通常是指礦物在白色無(wú)釉瓷板上擦劃所留下的粉末的顏色。

2、礦物條痕的意義：能消除假色、減弱他色、突出自色。條痕對(duì)于鑒定不透明礦物和鮮艷彩色的透明—半透明礦物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素礦物，具有重要意義。根據(jù)條痕的微細(xì)變化，可大致了解礦物成分的變化，推測(cè)礦物的形成條件。

（二）礦物的條痕（三）礦物的透明度1.礦物透明度—是指礦物允許可見(jiàn)光透過(guò)的程度。2.礦物透明度劃分為三級(jí)(1)透明——能允許絕大部分光透過(guò)，礦物條痕常為無(wú)色、白色或略淺色。如石英、方解石和普通角閃石等。(2)半透明——可允許部分光透過(guò)，條痕呈各種彩色(如紅、褐等色)。如辰砂、雄黃和黑鎢礦等。(3)不透明——基本不允許光透過(guò)，條痕呈黑色或金屬色。如方鉛礦、磁鐵礦和石墨等。3.判別透明度等級(jí)的依據(jù)：

1）礦物邊緣的透光程度＋條痕；

2）0.03mm厚度的礦物薄片，在偏光顯微鏡下觀察。1）化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)。吸收系數(shù)大的礦物，其透明度即低。一般地，金屬晶格由于內(nèi)部存在著自由電子，因而其對(duì)光的吸收比原子晶格和離子晶格要強(qiáng)得多。而離子晶格的吸收程度又因離子類(lèi)型而異：銅型離子對(duì)光的吸收很強(qiáng)，過(guò)渡型離子、惰性氣體型離子的吸收能力則依次降低。2）顏色深淺和厚度；3）礦物中的裂隙、包裹體；4）礦物的集合方式；5）表面風(fēng)化程度。4.影響透明度的因素（四）礦物的光澤1、礦物光澤的概念：

指礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力。礦物對(duì)光的折射和吸收越強(qiáng)，反光能力越大，光澤越強(qiáng)，反之則弱。(1)金屬光澤——反光能力很強(qiáng)，似平滑金屬磨光面的反光。礦物具金屬色（感），條痕呈黑色或金屬色，不透明。如方鉛礦、黃鐵礦和自然金等。(2)半金屬光澤——反光能力較強(qiáng)，似未經(jīng)磨光的金屬表面的反光。礦物呈金屬色，條痕為深彩色(如棕色、褐色等)，不透明—半透明。如赤鐵礦、鐵閃鋅礦和黑鎢礦等。(3)金剛光澤——反光較強(qiáng)，似金剛石般明亮耀眼的反光。礦物的顏色和條痕均為淺色(如淺黃、桔紅、淺綠等)、白色或無(wú)色，半透明—透明。如淺色閃鋅礦、雄黃和金剛石等。(4)玻璃光澤——反光能力相對(duì)較弱，呈普通平板玻璃表面的反光。礦物為無(wú)色、白色或淺色，條痕呈無(wú)色或白色，透明。如方解石，石英和螢石等。（四）礦物的光澤2、礦物光澤的等級(jí)注意：礦物肉眼鑒定時(shí)，根據(jù)礦物新鮮平滑的晶面、解理面或磨光面上反光能力的強(qiáng)弱，同時(shí)配合礦物的條痕和透明度進(jìn)行光澤等級(jí)的判定。金剛光澤、玻璃光澤（半金屬光澤）統(tǒng)稱(chēng)為非金屬光澤。金剛光澤（辰砂）金屬光澤（金）半金屬光澤（針鐵礦）玻璃光澤（水鎂石）金屬光澤（黃鐵礦）半金屬光澤（鉻鐵礦）金剛光澤（金剛石）玻璃光澤（水晶）3、礦物的特殊光澤：

(1)油脂光澤(greasyluster)：某些具玻璃光澤或金剛光澤、解理不發(fā)育的淺色透明礦物，在其不平坦的斷口上所呈現(xiàn)的如同油脂般的光澤，如石英、磷灰石、石榴子石和霞石等。(2)樹(shù)脂光澤(resinousluster)：在某些具金剛光澤的黃、褐或棕色透明礦物的不平坦的斷口上，可見(jiàn)到似松香般的光澤。如淺色閃鋅礦和雄黃等。(3)瀝青光澤(pitchyluster)：解理不發(fā)育的半透明或不透明黑色礦物，其不平坦的斷口上具烏亮瀝青狀光亮。如瀝青鈾礦和富含Nb、Ta的錫石等。(4)蠟狀光澤(waxyluster)：某些透明礦物的隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)致密塊體上，呈現(xiàn)有如蠟燭表面的光澤。如塊狀葉蠟石、蛇紋石及很粗糙的玉髓等。(5)絲絹光澤(silkyluster)：無(wú)色或淺色、具玻璃光澤的透明礦物的纖維狀集合體表面常呈蠶絲或絲織品狀的光亮。如纖維石膏和石棉等。(6)珍珠光澤(pearlyluster)：淺色透明礦物的極完全的解理面上呈現(xiàn)出如同珍珠表面或蚌殼內(nèi)壁那種柔和而多彩的光澤。如白云母和透石膏等。(7)土狀光澤(earthyluster)：呈土狀、粉末狀或疏松多孔狀集合體的礦物，表面如土塊般暗淡無(wú)光。如塊狀高嶺石和褐鐵礦等。影響礦物光澤的主要因素是礦物的化學(xué)鍵類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，具金屬鍵的礦物，呈現(xiàn)金屬或半金屬光澤；具共價(jià)鍵、離子鍵或分子鍵的礦物呈現(xiàn)金剛光澤或玻璃光澤。珍珠光澤（白云石）絲絹光澤（石棉）土狀光澤（高嶺土）礦物的力學(xué)性質(zhì)(mechanicalproperties)是指礦物在外力(如敲打、擠壓、拉引和刻劃等)作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。

包括：解理、裂開(kāi)和斷口； 硬度； 脆性； 延展性； 彈性和撓性。二礦物的力學(xué)性質(zhì)1、解理(cleavage)的定義

礦物晶體在應(yīng)力（敲打、擠壓等）作用下，沿一定結(jié)晶學(xué)方向破裂成一系列光滑平面的固有特性稱(chēng)為解理，這些光滑的平面稱(chēng)為解理面(cleavageplane)。2、解理的分級(jí)：通常按照破裂的難易程度，將解理分為五個(gè)等級(jí)(1)極完全解理礦物受力后極易裂成薄片，解理面平整而光滑，如云母；石墨。(2)完全解理礦物受力后易裂成光滑的平面或規(guī)則的解理塊，解理面顯著而平滑，常見(jiàn)平行解理面的階梯。如方鉛礦；方解石等。(3)中等解理礦物受力后，常沿解理面破裂，解理面較小而不很平滑，且不太連續(xù)，常呈階梯狀，卻仍閃閃發(fā)亮，清晰可見(jiàn)。如藍(lán)晶石等。(4)不完全解理礦物受力后，不易裂出解理面，僅斷續(xù)可見(jiàn)小而不平滑的解理面。如磷灰石的解理；橄欖石的解理等。(5)極不完全解理(一)礦物的解理、裂開(kāi)和斷口1）解理是某些晶體固有的性質(zhì)，解理面總是平行晶格中特定的面網(wǎng)，它既表現(xiàn)出明顯的異向性，也反映了晶體的對(duì)稱(chēng)性。2）描述：等級(jí)、方向、組數(shù)、夾角。3）表示：對(duì)應(yīng)的單形符號(hào)。4）解理的等級(jí)有時(shí)不易區(qū)分，可以描述為相鄰等級(jí)的過(guò)渡級(jí)別。5）觀察方向不同，解理的表現(xiàn)形式不同。有時(shí)為面，有時(shí)為線(xiàn)。6）解理的概念只適用于礦物顯晶質(zhì)單晶體。提示（1）本質(zhì)上說(shuō)，晶面受力消失，解理面受力后出現(xiàn)；（2）晶面黯淡，解理面光亮；（3）晶面微觀不平坦，常有晶面花紋，解理面平坦，或出現(xiàn)規(guī)則解理臺(tái)階。3、關(guān)于解理面和晶面的區(qū)別4、識(shí)別和描述礦物解理的意義：（1）鑒定礦物；（2）推斷晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征；（3）為礦物資源化利用提供依據(jù)。（1）裂開(kāi)(或稱(chēng)裂理，parting)是指某些礦物晶體在應(yīng)力作用下，有時(shí)可沿著晶格內(nèi)一定的結(jié)晶方向破裂成平面的性質(zhì)。裂開(kāi)的平面稱(chēng)為裂開(kāi)面(partingplane)。（2）裂開(kāi)面不直接受晶體結(jié)構(gòu)控制。因而裂開(kāi)不是礦物本身固有的特性，它只出現(xiàn)于某些礦物在特定環(huán)境下形成的某些晶體上。因此裂開(kāi)有時(shí)可以幫助推測(cè)礦物的成分、成因特點(diǎn)及形成歷史等。2.裂開(kāi)常見(jiàn)的礦物斷口分類(lèi)：(1)貝殼狀斷口(2)鋸齒狀斷口

(3)參差狀斷口

(4)平坦?fàn)顢嗫?/p>

(5)土狀斷口

(6)纖維狀斷口3

斷口斷口是礦物受力后沿任意方向破裂而形成的斷面，稱(chēng)為斷口。1、礦物的硬度(hardness)

——是指礦物抵抗外來(lái)機(jī)械作用(如刻劃、壓入或研磨等)的能力。它是鑒定礦物的重要特征之一。(二)礦物的硬度

大致可分為刻劃法、壓入法、研磨法等，其中前兩種目前應(yīng)用最廣?？虅澐ā?812年奧地利FriedrichMohs提出用十種硬度遞增的礦物為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定礦物的相對(duì)硬度，以確定礦物抵抗外來(lái)刻劃的能力，即摩斯硬度計(jì)(Mohsscaleofhardness)。2、測(cè)定硬度的方法

1－滑石；2－石膏；3－方解石；4－螢石；5－磷灰石；6－長(zhǎng)石；7－石英；8－黃玉；9－剛玉；10－金剛石指甲(2.0～2.5)、小鋼刀(5～6)、銅針(3)、玻璃(5.5～6.0)、鋼針(5.5～6.0)摩斯硬度計(jì)(Mohsscaleofhardness)：(三)礦物的彈性與撓性

1、礦物的彈性——礦物在外力作用下發(fā)生彎曲形變，當(dāng)外力撤除后，在彈性限度內(nèi)能夠自行恢復(fù)原狀的性質(zhì)，稱(chēng)為彈性。

具層狀結(jié)構(gòu)的云母及鏈狀結(jié)構(gòu)的角閃石石棉表現(xiàn)出明顯的彈性。

2、礦物的撓性——

某些礦物在撤除使其發(fā)生彎曲形變的外力后，不能恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱(chēng)為撓性。如滑石、綠泥石、蛭石、石墨和輝鉬礦等。

3、彈性和撓性的本質(zhì)：

礦物的彈性和撓性取決于晶格內(nèi)結(jié)構(gòu)層間或鏈間鍵力的強(qiáng)弱。如果鍵力很微弱，受力時(shí)基本上不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故形變后內(nèi)部無(wú)力促使晶格恢復(fù)到原狀而表現(xiàn)出撓性；反之則表現(xiàn)出彈性。(四)礦物的脆性與延展性

1、礦物的脆性：是指礦物受外力作用時(shí)易發(fā)生碎裂的性質(zhì)，它與礦物的硬度無(wú)關(guān)。自然界絕大多數(shù)非金屬晶格礦物都具有脆性，如自然硫、螢石、黃鐵礦、石榴子石和金剛石等。

2、礦物的延展性：礦物受外力拉引時(shí)易成為細(xì)絲的性質(zhì)稱(chēng)為延性，指礦物在錘擊或碾壓下易形變成薄片的性質(zhì)稱(chēng)為礦物的展性。物體的延性和展性往往總是同時(shí)并存，故一般統(tǒng)稱(chēng)為延展性。三、礦物的其它性質(zhì)包括：礦物的密度、磁性、電性等。1、礦物的密度(density)：

指礦物單位體積的質(zhì)量，其單位為g/cm3。它可以根據(jù)礦物的晶胞大小及其所含的分子數(shù)和分子量計(jì)算得出。例如，石英的密度為2.65g/cm3。（一）礦物的密度（1）組成元素的原子量越大，相對(duì)密度越大。（2）半徑增大，相對(duì)密度減小。（3）質(zhì)點(diǎn)堆積越緊密，即原子或離子的配位數(shù)越高的，其相對(duì)密度則越大。（4）高壓環(huán)境下形成的礦物的相對(duì)密度較大；高溫下相對(duì)密度較小。2、影響礦物相對(duì)密度的主要因素（二）礦物的磁性1、礦物的磁性

—是指礦物能被外磁場(chǎng)吸引、排斥或?qū)ν饨绠a(chǎn)生磁場(chǎng)的性質(zhì)。（二）礦物的磁性2、礦物的磁性分類(lèi)：（1）磁性礦物——包括鐵磁性

(如自然鐵等)和亞鐵磁性(磁黃鐵礦和磁鐵礦等)礦物。在外磁場(chǎng)被強(qiáng)烈磁化，磁化方向與外磁場(chǎng)方向相同，既可被永久磁鐵所吸引，又能吸引鐵質(zhì)物體。（2）電磁性礦物——包括反鐵磁性

(赤鐵礦、自然鉑和方錳礦等)和順磁性

(如黑云母、普通輝石和黑鎢礦等)。在外磁場(chǎng)中磁化微弱，與外磁場(chǎng)磁化方向相同，只能被電磁鐵吸引。（3）抗磁性或逆磁性礦物——磁化方向與外磁場(chǎng)方向相反，微略表現(xiàn)出被排斥的性質(zhì)

(如方解石、螢石和自然銀等)。3、肉眼鑒定時(shí)的礦物磁性分類(lèi)：據(jù)礦物被馬蹄形磁鐵或磁化小刀吸引的強(qiáng)弱，將礦物分為三類(lèi)：

(1)

強(qiáng)磁性(strongermagnetism)：礦物塊體或較大的顆粒能被吸引。如磁鐵礦。(2)弱磁性(weakermagnetism)：礦物粉末能被吸引。如鉻鐵礦。(3)無(wú)磁性(nonmagnetism)：礦物粉末也不能被吸引。如黃鐵礦。

1.導(dǎo)電性和介電性

（1）礦物的導(dǎo)電性(electricconductivity)（三）礦物的電性與放射性（a）具有金屬鍵的自然元素礦物和某些金屬硫化物為電的良導(dǎo)體(conductor)，如自然銅、石墨、輝銅礦和鎳黃鐵礦等；

（b）離子鍵或共價(jià)鍵礦物具弱導(dǎo)電性或不導(dǎo)電，非金屬礦物為絕緣體(insulator)，如石棉、白云母、石英和石膏等；

（c）大部分深色硫化物、硫鹽和氧化物，當(dāng)溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性增強(qiáng)，溫度降低時(shí)則不導(dǎo)電，為半導(dǎo)體(semiconductor)，如閃鋅礦、黃鐵礦及Ⅱ型金剛石等。（2）礦物的介電性(dielectricity)：

指不導(dǎo)電的(即電介質(zhì)的，d