结晶学与矿物学

矿物的形态 矿物的物理性质结晶学与矿物学第2章矿物的宏观鉴定特征

矿物的形态主要受本身的内部结构和形成时的外在环境的制约。内部结构相同的同一种矿物，可以具有明显不同的外貌特征。从矿物形态的研究，可以获得有关矿物生成条件的信息。矿物的形态主要受本身的内部结构和形成时的外在环境的制约。内部结构相同的同一种矿物，可以具有明显不同的外貌特征。从矿物形态的研究，可以获得有关矿物生成条件的信息。矿物单体的形态晶体习性(crystal habit): 指的是晶体的一般外观形态, 主要考虑笼统的外貌特征, 如柱状习性，板状习性等单体形态的类型: 一向延伸: 针状, 柱状二向延伸: 片状, 板状三向延伸: 粒状结晶学与矿物学矿物的形态

矿物集合体的形态 按单体形态划分一向延伸集合体: 针状, 柱状二向延伸集合体: 片状, 板状三向延伸集合体: 粒状特殊的集合体形态: 放射状: 纤维状: 晶簇: 分泌体 (杏仁体) 结核: 鲕状, 豆状: 钟乳状 (葡萄状, 肾状) 结晶学与矿物学矿物的形态

规则理想形态晶面条纹单体形态晶面特征不规则蚀象矿物形态结晶习性双晶规则平行连晶粒状柱状集合体形态显晶质片状不规则结核体隐晶质分泌体鲕状体钟乳状

矿物单体的形态 晶体的实际形态取决于晶体结构中不同面网的组成、面网密度及结晶时的介质条件菱锰矿晶体习性一向延长柱状／棒状／针状两向延长板状／片状三向等长粒状

矿物集合体的形态 按单体的结晶习性及集合方式的不同可分为粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等集合体  显晶集合体形态片／板状集合体粒状集合体

毛发状集合体 棒状集合体针状集合体放射状集合体

晶簇

 隐晶质集合体

观看更多照片！ 思考题 1. 同一种矿物的理想晶休形态和实际（天然）晶体有何异同？ 2. 为什么鲕状集合体不能称为粒状集合体？ 3. 聚形纹与聚片双晶纹有何区别？ 4. 如何判断集合体中的单体形态？ 5. 钟乳石称为方解石的柱状集合体对吗？为什么？

结晶学与矿物学 矿物的物理性质 • 矿物的光学性质 • 矿物的力学性质 • 矿物的磁性 • 矿物的其它物理性质

矿物的物理性质 矿物的化学组成和晶体结构矿物的形成条件鉴定矿物矿物的物理性质判断成因矿物利用

矿物的光学性质 矿物的颜色定义：是一种生理感觉，当波长在大约390~770nm范围内的电磁波辐射，刺激人们的视神经时，就有颜色的感觉。是对光选择性吸收的结果矿物的光学效应——反射、吸收、透射 矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色  对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色  基本上都不吸收则为无色或白色  选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色

矿物颜色的类型 自色、他色、假色 自色(idiochromatic)：矿物本身固有的成分结构所决定的颜色 他色(allochromatic)：由杂质、气液包裹体所引起的颜色 假色(pseudochromatic) ：是因物理光学效应而产生的颜色体色、表色体色：物体内部所表现出来的颜色。当白光透入矿物达一定深度，且在此过程中选择吸收不同波长的色光而呈现出其互补色，为矿物所固有的颜色，如橄榄石吸收紫光而呈橄榄绿色表色：即反射色，只有物体的反射光所呈现的颜色，不透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色。

物理光学效应 蛋白光(opalescence): 在乳蛋白石上可以看到，是一个略带蓝色的乳白光。它是由于蛋白石的SiO2胶体微粒使入射光发生漫射而引起的。锖色(tarnish): 是由于光的干涉作用引起的。硫化物表面常因氧化产生很薄的薄膜, 受日光照射后薄膜的两侧均会反射，反射光干涉后有的光波消失或减弱，有的则得到加强。因而在矿物表面上看到的是斑驳陆离的彩色变彩(play of colour): 是由于衍射现象而呈色的。在拉长石的某些面上，可以看到随观察方向的不同而有蓝、绿、黄、红等颜色的变换，故称变彩。

矿物的条痕 定义：指矿物粉末的颜色。是自色，可以消除假色、减弱他色，因而比矿物颜色更稳定。应用于有色矿物&低硬度矿物（硬度<条痕板）矿物的透明度定义：指矿物可以透过可见光的程度。透明度的大小可以用透射系数Q来表示透射系数大，矿物透明；反之，矿物半透明或不透明透射系数 I0－投入矿物的光线强度 I－透过1cm厚的矿物时　透射光的强度

矿物透明度分级 手标本：1cm厚的矿物薄片轮廓清楚——透明仅见轮廓——半透明轮廓不见——不透明显微镜下：0.03mm矿物薄片能透光——透明透光能力弱——半透明不能透光——不透明矿物的光泽矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力。光泽的强弱用反射率R来表示。反射率是指光垂直入射矿物表面时的强度与反射光强度的比值矿物反射率的大小，主要取决于折射率和吸收系数矿物的折射率和吸收系数越大，反射率越高，光泽也就越强

矿物光泽的分级 按照反射率的大小，光泽分为四级：金属光泽R>25%。呈抛光金属般的光泽半金属光泽R=25-19%。呈未刨光金属般的光泽金刚光泽R=19-10%。如同金刚石般的光泽玻璃光泽R=10-4%。如同玻璃般的光泽金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽

由于矿物表面不光滑, 成集合体或光学效应会产生特殊的光泽: 油脂光泽 (greasy luster) 蜡状光泽 (waxy luster) 丝绢光泽 (silky luster) 珍珠光泽 (pearly luster) 土状光泽 (earthy luster) 矿物的发光性(luminescence) 发光性是指物体受外加能量激发，发出可见光的性质荧光fluorescence：发光体一旦停止受激(10-8秒)，发光现象消失，否则，叫磷光phosphorescence

矿物的比重(specific gravity) 定义: 是指单矿物重量与4℃时同体积水重之比, 无量纲。影响比重的因素: 所含元素的原子量: 结构中质点堆积的紧密程度: 矿物的硬度(hardness) 定义:当矿物受到刻划、研磨或压入等作用时，所表现出来的机械强度 Mohs硬度: 一种相对的刻划硬度, 以十种常见矿物为代表: 维氏硬度: 一种压入硬度, 与Mohs硬度的关系为: HM=0.7 3HV 结晶学与矿物学矿物的物理性质化学键原子半径与电价紧密堆积程度

对晶体结构类型相同的矿物来讲，矿物的比重随所含元素原对晶体结构类型相同的矿物来讲，矿物的比重随所含元素原子量的增大而增大，随原子或离子半径的增大而减小方铅矿PbS(Pb=207.21, 7.4-7.6 g/cm3) 重晶石Ba[SO4](Ba=137.36, 4.3-4.7 g/cm3) 但当原子量的增大不足以抵消因原子或离子半径增大所减小的比重时则原子量虽然增大，比重反而减小(P103, 表9-5) 在原子量、原子或离子半径相同或相近的情况下，原子或离子的配位数越大，比重越大方解石Ca[CO3] (6, 2.71 g/cm3) 文石Ca[CO3] (9, 2.95 g/cm3) 矿物形成时的温度(T)和压力(P) 对矿物的比重也有影响 T增大 CN降低形成小比重矿物方解石中温文石低温 P增大 CN增大形成大比重矿物石墨 2.23 金刚石3.50

结晶学与矿物学 矿物的硬度

矿物的解理(cleavage) 定义: 当矿物受到外力作用后，能沿晶格中某一或某些面网发生破裂的固有性质。因解理而裂成的平面叫做解理面。表示: 根据解理的方向, 用相应的单形符号来表达解理的完好程度，一般分为五级： (1) 极完全解理矿物受外力后，极易沿解理面分裂，解理面平整光滑。例如云母、绿泥石等的底面解理。 (2) 完全解理矿物受外力后，易于沿解理的面分裂，解理较平滑。例如萤石、方解石等。 (3) 中等解理有时描述成解理清晰。矿物受力后，能沿解理分裂，解理面显著，但多延续不远，在断面上常呈阶梯状。 (4) 不完全解理矿物受力以后，虽然沿解理面分裂，但颇困难，所以表现出的解理面不多，只能断续分布。 (5) 极不完全解理矿物受力后，极少或很难沿解理面方向分裂结晶学与矿物学矿物的力学性质

解理产生的原因 A解理面一般平行于面网密度最大的面网 B平行于由异号离子组成的电性中和的面网 C当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产生解理 D平行于化学键力最强的方向

矿物的裂理(parting) 定义: 矿物受到外力打击以后，有的可以沿结构中一定的面网方向破裂，有的则不能，矿物的这种非固有特性，称之为裂理或裂开。沿裂理方向断裂开的平面，称做裂理面。常沿着双晶接合面特别是聚片双晶的接合面发生，沿某一种面网存在有他种成分的细微包裹体，或者是固溶体离溶物。矿物的断口(fracture) 定义:矿物受外力打击后，不沿一定的结晶方向裂开，只形成断面，此种现象谓之断口。常见的断口: 贝壳状断口呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质体锯齿状断口呈尖锐的锯齿状。延展性很强的矿物具有此种断口，如自然铜参差状断口参差不齐、粗糙不平。大多数矿物具有此种断口。如磷灰石；土状断口土状矿物显此断口，如高岭石结晶学与矿物学

矿物的磁性 指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引或排斥的性质 逆磁性矿物矿物在外磁场作用下，产生很弱的感应磁场，其磁化方向与外磁场方向相反，磁化率很小，表现为被永久磁铁所排斥； 电磁性矿物矿物在外磁场作用下，产生的感应磁性稍大，其磁化方向与外磁场方向相同，磁化率不大，为正值，表现为受磁场的吸引。这类矿物不被永久磁铁吸引，但可被电磁铁吸引； 磁性矿物矿物的碎块或粉末能被永久性磁铁所吸引矿物的磁性分为三类矿物磁性分成三级 强磁性矿物粉末能被永久磁铁吸起。如磁铁矿 弱磁性矿物粉末能被永久磁铁吸引，但不能跃至磁铁上如铬铁矿 无磁性矿物粉末不能被永久磁铁吸引。如黄铁矿

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