08礦物的物理性質(zhì)

1、礦物的物理性質(zhì)（二） 力學(xué)性質(zhì) 其它物理性質(zhì) 礦物在外力作用下所表現(xiàn)的性質(zhì)稱為力學(xué)性質(zhì)。 一、定義：一、定義： 二、表現(xiàn)方式：二、表現(xiàn)方式： 礦物的解理礦物的解理 裂理（裂開）裂理（裂開） 斷口斷口 1、 礦物的解理礦物的解理 v定義：定義：礦物受外力（敲打、擠壓等）作用后，沿著一定的礦物受外力（敲打、擠壓等）作用后，沿著一定的 結(jié)晶方向結(jié)晶方向發(fā)生破裂，形成一系列光滑平面的性質(zhì)發(fā)生破裂，形成一系列光滑平面的性質(zhì) v解理的產(chǎn)生原因：解理的產(chǎn)生原因： 是由于在是由于在晶體內(nèi)部晶體內(nèi)部存在著一定方向的存在著一定方向的力學(xué)薄弱面力學(xué)薄弱面。 解理是由礦物的晶體結(jié)構(gòu)決定的解理是由礦物的晶體結(jié)構(gòu)決定的

2、解理產(chǎn)生在晶體內(nèi)化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)力最弱的方向解理產(chǎn)生在晶體內(nèi)化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)力最弱的方向 強調(diào)：強調(diào)： A 解理面一般平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)（面網(wǎng)間距最大）解理面一般平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)（面網(wǎng)間距最大） B 對于離子晶格晶體，對于離子晶格晶體，平行于由異號離子組成的電平行于由異號離子組成的電 性中和的面網(wǎng)，且層與層的距離又相當(dāng)大的面網(wǎng)性中和的面網(wǎng)，且層與層的距離又相當(dāng)大的面網(wǎng) 例如： 金剛石晶體 例如： 石鹽晶體 原子晶格中各 條鍵強都相等 C 當(dāng)相鄰面網(wǎng)為同號離子的面網(wǎng)時，其間易產(chǎn)生解理當(dāng)相鄰面網(wǎng)為同號離子的面網(wǎng)時，其間易產(chǎn)生解理 D 平行于化學(xué)鍵力最強的方向（分子晶格）平行于化學(xué)鍵力最強的方向（

3、分子晶格） 例如： 螢石晶體 例如： 石墨晶體 E E 金屬晶格，常不具解理性金屬晶格，常不具解理性 根據(jù)解理產(chǎn)生的難易程度，可將礦物根據(jù)解理產(chǎn)生的難易程度，可將礦物 的解理分成五個等級：的解理分成五個等級： v 解理的分級解理的分級 B B 完全解理完全解理 礦物在外力作用下，很容易礦物在外力作用下，很容易 沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解 理面平滑。如理面平滑。如方解石、方解石、方鉛礦方鉛礦、螢石等、螢石等； A A 極完全解理極完全解理 礦物在外力作用下極易裂礦物在外力作用下極易裂 成薄片。解理面光滑、平整。很難發(fā)生斷成薄片。解理面光滑、平整。很難

4、發(fā)生斷 口。如口。如云母、石墨、輝鉬礦等云母、石墨、輝鉬礦等； C C 中等解理中等解理 礦物在外力作用下，產(chǎn)生明顯的解理，礦物在外力作用下，產(chǎn)生明顯的解理， 但解理面不太連續(xù)和光滑。如但解理面不太連續(xù)和光滑。如角閃石角閃石和和輝石輝石等；等； D D 不完全解理不完全解理 礦物在外力作用下，不易裂出光滑面，礦物在外力作用下，不易裂出光滑面， 多數(shù)斷面上較難找到解理面。如多數(shù)斷面上較難找到解理面。如磷灰石磷灰石； E E 極不完全解理極不完全解理 礦物受外力作用后，極難出現(xiàn)解理，礦物受外力作用后，極難出現(xiàn)解理， 一般稱為無解理。如一般稱為無解理。如石英、黃鐵礦石英、黃鐵礦。 v解理的表示解理的

5、表示 組數(shù)組數(shù)：礦物中可出現(xiàn)一組、二組、：礦物中可出現(xiàn)一組、二組、 三組、四組和六組解理；三組、四組和六組解理； 方向方向：如石鹽三組相互垂直解理：如石鹽三組相互垂直解理 夾角夾角：如角閃石兩組解理夾角為：如角閃石兩組解理夾角為 124124和和5656。 如：如： 螢石具八面體完全解理，螢石具八面體完全解理， 表明具四組解理，分別平行于八表明具四組解理，分別平行于八 面體的各晶面面體的各晶面 解理既體現(xiàn)出晶體的異向性又體現(xiàn)解理既體現(xiàn)出晶體的異向性又體現(xiàn) 出晶體的出晶體的對稱性對稱性 除解理的等級外，還應(yīng)觀察：除解理的等級外，還應(yīng)觀察： 只有只有晶質(zhì)礦物晶質(zhì)礦物才有解理才有解理 說明：說明：

6、不同礦物，其解理不同礦物，其解理發(fā)育程度不同發(fā)育程度不同 無論完整與否，無論大小如何，無論完整與否，無論大小如何， 同種礦物具有相同的解理同種礦物具有相同的解理 礦物的裂理礦物的裂理 定義：定義：礦物在外力作用下沿著晶格中礦物在外力作用下沿著晶格中除解理以外除解理以外的的特定特定方方 向發(fā)生破裂的向發(fā)生破裂的非固有非固有特性特性 沿某一種面網(wǎng)存在有他種成分的沿某一種面網(wǎng)存在有他種成分的細(xì)微包裹體細(xì)微包裹體，或者是固溶，或者是固溶 體離溶物體離溶物 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因： 沿著沿著雙晶接合面雙晶接合面特別是聚片雙晶的接合面發(fā)生，如特別是聚片雙晶的接合面發(fā)生，如剛玉剛玉 礦物解理與裂理的區(qū)別礦物

7、解理與裂理的區(qū)別 解理解理晶質(zhì)礦物的固有特性，同種礦物具有相同解理晶質(zhì)礦物的固有特性，同種礦物具有相同解理 裂理裂理礦物的非固有特性，同種礦物并非都具有裂理，礦物的非固有特性，同種礦物并非都具有裂理， 但若產(chǎn)生裂理，必在相同的方向上但若產(chǎn)生裂理，必在相同的方向上 礦物斷口的形狀主要有下列幾種：礦物斷口的形狀主要有下列幾種： 貝殼狀斷口貝殼狀斷口 呈圓形的光滑曲面，面上常出現(xiàn)不規(guī)則的呈圓形的光滑曲面，面上常出現(xiàn)不規(guī)則的 同心條紋，形似貝殼狀。如同心條紋，形似貝殼狀。如石英和玻璃質(zhì)體石英和玻璃質(zhì)體 鋸齒狀斷口鋸齒狀斷口 呈尖銳的鋸齒狀。呈尖銳的鋸齒狀。 延展性很強的礦物具有此種斷口，如延展性很強的

8、礦物具有此種斷口，如自然銅自然銅 參差狀斷口參差狀斷口 參差不齊、粗糙不平，如參差不齊、粗糙不平，如磷灰石磷灰石； 土狀斷口土狀斷口 土狀礦物顯此斷口，如土狀礦物顯此斷口，如高嶺石高嶺石 礦物的斷口礦物的斷口 礦物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的斷面礦物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的斷面 斷口在晶體或非晶體礦物上均可發(fā)生斷口在晶體或非晶體礦物上均可發(fā)生 斷口可用來作為鑒定礦物的一種輔助特征斷口可用來作為鑒定礦物的一種輔助特征 方解石（冰洲石）具三組完全解理方解石（冰洲石）具三組完全解理石英的貝殼狀斷口石英的貝殼狀斷口 2 2、 礦物的硬度礦物的硬度 定義：定義：硬度硬

9、度是指礦物抵抗外來是指礦物抵抗外來刻劃、壓入刻劃、壓入或或研磨研磨 等機(jī)械作用的能力等機(jī)械作用的能力 分類：分類： （1)1)摩氏硬度計摩氏硬度計( (H Hw w) ) 1 1滑石滑石 2 2石膏石膏 3 3方解石方解石 4 4螢石螢石 5 5磷灰石磷灰石 6 6正長石正長石 7 7石英石英 8 8黃玉黃玉 9 9剛玉剛玉 1010金剛石金剛石 （2 2）絕對硬度計（壓入硬度）絕對硬度計（壓入硬度）H Hv v 小于指甲小于指甲（2.55.5)(5.5) （3 3）簡單硬度計）簡單硬度計 HM=0.675 3 Hv 注意：不適用于金剛石！ 影響礦物硬度大小的因素影響礦物硬度大小的因素 化學(xué)鍵

10、（原子或離子間的聯(lián)結(jié)力）化學(xué)鍵（原子或離子間的聯(lián)結(jié)力） 原子或離子半徑與電價原子或離子半徑與電價 緊密堆積程度（緊密堆積程度（晶體結(jié)構(gòu)不同而其他因素類同時）晶體結(jié)構(gòu)不同而其他因素類同時） 礦物的硬度主要取決于礦物的硬度主要取決于晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)的牢固程度，這與的牢固程度，這與 化學(xué)鍵化學(xué)鍵的類型及其強度密切相關(guān)。的類型及其強度密切相關(guān)。 共價鍵共價鍵 離子鍵離子鍵 金屬鍵金屬鍵 分子鍵分子鍵 大 小 金剛石，剛玉等金剛石，剛玉等自然硫，滑石等自然硫，滑石等 ？（晶體結(jié)構(gòu)相同時晶體結(jié)構(gòu)相同時） 結(jié)構(gòu)堆積緊密程度結(jié)構(gòu)堆積緊密程度(配位數(shù)配位數(shù)CN) 結(jié)構(gòu)緊密結(jié)構(gòu)緊密硬度大硬度大 方解石方解石CaC

11、O3 (CN=6, 3) 文石文石CaCO3 (CN=9, 4) 另外：另外： 礦物結(jié)構(gòu)中存在羥基、中性水分子硬度明顯降低礦物結(jié)構(gòu)中存在羥基、中性水分子硬度明顯降低 石膏石膏CaSO42H2O(1-2) 硬石膏硬石膏CaCO3(3-4.5) 3 3、比重、比重 定義：定義： 是指純凈的礦物（寶石）在空氣中的重量與同體積的純是指純凈的礦物（寶石）在空氣中的重量與同體積的純 水（水（44時）的重量之比。時）的重量之比。 比重首先決定于組成元素的比重首先決定于組成元素的原子量原子量，其次組成礦物的，其次組成礦物的 離子或原子的體積、晶體結(jié)構(gòu)的緊密程度也起著重要作離子或原子的體積、晶體結(jié)構(gòu)的緊密程度也

12、起著重要作 用，類質(zhì)同象、包裹體、晶格缺陷對比重有一定影響。用，類質(zhì)同象、包裹體、晶格缺陷對比重有一定影響。 比重是一個無量綱數(shù)，數(shù)值大小與密度一般相同。比比重是一個無量綱數(shù)，數(shù)值大小與密度一般相同。比 重（或密度）是礦物（寶石）的重要性質(zhì)之一，可作為重（或密度）是礦物（寶石）的重要性質(zhì)之一，可作為 鑒定特征。鑒定特征。 輕級輕級(2.5 )(4)(4): : 如如 重晶石重晶石(4.3(4.34.7)4.7)、磁鐵礦、磁鐵礦(4.5(4.55.2)5.2)、 白鎢礦白鎢礦(5.8(5.86.2)6.2)、 方鉛礦方鉛礦(7.4(7.47.6)7.6)、 自然金自然金(14.6(14.6 18

13、.3)18.3)等。等。 依據(jù)礦物相對密度大小可將礦物分為：依據(jù)礦物相對密度大小可將礦物分為： 礦物受外力作用容易破碎的性礦物受外力作用容易破碎的性 質(zhì)稱為質(zhì)稱為脆性脆性 即在受力遭破壞的過程中，無顯著即在受力遭破壞的過程中，無顯著 形變即突然破裂的性質(zhì)。形變即突然破裂的性質(zhì)。 4 4、 礦物的脆性和延展性礦物的脆性和延展性 脆性脆性 延展延展 性性 礦物在錐擊或拉引下，礦物在錐擊或拉引下， 容易形成薄片和細(xì)絲的性質(zhì)稱為容易形成薄片和細(xì)絲的性質(zhì)稱為 延展性延展性 通常溫度升高，延展性增強通常溫度升高，延展性增強 延展性是金屬鍵礦物的一種延展性是金屬鍵礦物的一種 特性。金屬鍵的礦物在外力作用特性

14、。金屬鍵的礦物在外力作用 下能產(chǎn)生塑性形變下能產(chǎn)生塑性形變; ;金屬鍵程度金屬鍵程度 不同，則延展性也有差異不同，則延展性也有差異 彈性：彈性： 撓性：撓性： 礦物受力后，去除外力后自行恢復(fù)原狀的礦物受力后，去除外力后自行恢復(fù)原狀的 性質(zhì)，如性質(zhì)，如云母云母 礦物受力后，去除外力后不能自行恢復(fù)原礦物受力后，去除外力后不能自行恢復(fù)原 狀的性質(zhì)，如狀的性質(zhì)，如蛭石蛭石 礦物具二者性質(zhì)互為消長！礦物具二者性質(zhì)互為消長！ 5 5、 礦物的脆性和延展性礦物的脆性和延展性 其他物理性質(zhì)：其他物理性質(zhì)： 導(dǎo)電性導(dǎo)電性 介電性介電性 磁性磁性 1 1、 礦物的磁性礦物的磁性 定義：定義： 一般指礦物受外磁場吸

15、引的性質(zhì)。一般指礦物受外磁場吸引的性質(zhì)。 分類：分類： 強磁性：強磁性：礦物碎塊或顆粒能被礦物碎塊或顆粒能被永久磁鐵永久磁鐵所吸引。如所吸引。如磁鐵礦磁鐵礦 弱磁性：弱磁性：礦物顆粒能被礦物顆粒能被電磁鐵電磁鐵所吸引。如所吸引。如普通角閃石，黑普通角閃石，黑 云母，赤鐵礦等云母，赤鐵礦等 無磁性：無磁性：不受強大電磁場的吸引。如不受強大電磁場的吸引。如石英，方解石，鋯石英，方解石，鋯 石，毒砂等石，毒砂等 磁性產(chǎn)生的根源：磁性產(chǎn)生的根源：礦物中的原子或離子含有礦物中的原子或離子含有不成對電子不成對電子！ 2 2、 礦物的導(dǎo)電性礦物的導(dǎo)電性 礦物的導(dǎo)電性是對電流的傳導(dǎo)能力，很大程度上礦物的導(dǎo)電性

16、是對電流的傳導(dǎo)能力，很大程度上 依賴與化學(xué)鍵的類型。具金屬鍵礦物導(dǎo)電性強。依賴與化學(xué)鍵的類型。具金屬鍵礦物導(dǎo)電性強。 根據(jù)導(dǎo)電能力不同，可將礦物分為三種：根據(jù)導(dǎo)電能力不同，可將礦物分為三種： 1）良導(dǎo)體礦物良導(dǎo)體礦物，電阻系數(shù)，電阻系數(shù)102-10-6歐姆歐姆.厘米，厘米， 如黃鐵礦，磁黃鐵礦、輝鉬礦、石墨等。如黃鐵礦，磁黃鐵礦、輝鉬礦、石墨等。 2）半導(dǎo)體礦物半導(dǎo)體礦物，指含少量鐵和錳的硅酸鹽及鐵，指含少量鐵和錳的硅酸鹽及鐵 錳元素的氧化物。錳元素的氧化物。 3）非導(dǎo)體礦物非導(dǎo)體礦物，如石英、長石、云母、方解石、，如石英、長石、云母、方解石、 石膏、尖晶石、橄欖石、石鹽、自然硫等石膏、尖晶石

17、、橄欖石、石鹽、自然硫等 3 3、 礦物的介電性礦物的介電性 礦物的介電性指不導(dǎo)電或?qū)щ娦詷O弱的礦物，在電礦物的介電性指不導(dǎo)電或?qū)щ娦詷O弱的礦物，在電 場中被極化而產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì)。通常用其場中被極化而產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì)。通常用其介電介電 常數(shù)常數(shù)來表示。來表示。 當(dāng)幾種礦物同時在一種介電液體中時，礦物的介當(dāng)幾種礦物同時在一種介電液體中時，礦物的介 電常數(shù)比電介質(zhì)溶液大的就被電極吸引；電常數(shù)比電介質(zhì)溶液大的就被電極吸引； 因此用一些已知介電常數(shù)的溶液做電介質(zhì)溶液時，因此用一些已知介電常數(shù)的溶液做電介質(zhì)溶液時， 就可以測出礦物的介電常數(shù)，并可以把某種礦物就可以測出礦物的介電常數(shù)，并可以把某種礦

18、物 從許多其它礦物中分離出來。從許多其它礦物中分離出來。 分類問題是自然科學(xué)中及其重要的研究課題之一，它反映了分類問題是自然科學(xué)中及其重要的研究課題之一，它反映了 人們對某種事物認(rèn)識的深刻程度。分類的合理與否，是隨著研人們對某種事物認(rèn)識的深刻程度。分類的合理與否，是隨著研 究程度而定的。當(dāng)一個正確的能反映客觀事物內(nèi)部聯(lián)系的分類究程度而定的。當(dāng)一個正確的能反映客觀事物內(nèi)部聯(lián)系的分類 被制定之后，它又能進(jìn)一步推動研究工作的發(fā)展。被制定之后，它又能進(jìn)一步推動研究工作的發(fā)展。 礦物的分類體系礦物的分類體系 大類大類 類類 （亞類）（亞類） 族族 種種 （亞種）（亞種） 不同分類方案中大類、類、亞類的劃

19、分基本相同，分歧主要在不同分類方案中大類、類、亞類的劃分基本相同，分歧主要在 族的定義上：族的定義上： 化學(xué)分類、晶體化學(xué)分類、地球化學(xué)分類、礦物成因分類化學(xué)分類、晶體化學(xué)分類、地球化學(xué)分類、礦物成因分類 礦物的分類和命名礦物的分類和命名 礦物的晶體化學(xué)分類簡介礦物的晶體化學(xué)分類簡介 第二大類 硫化物及類似 化合物 簡單硫化物 復(fù)硫化物 硫鹽 第三大類 氧化物和 氫氧化物 氧化物 氫氧化物 第五大類 鹵化物 礦物的礦物的 晶體化學(xué)分類晶體化學(xué)分類 第一大類 自然元素 金屬元素 半金屬元素 非金屬元素 第四大類 含氧鹽礦物 硅酸鹽 硼酸鹽 磷酸鹽、砷酸鹽、 釩酸鹽 鎢酸鹽、鉬酸鹽 鉻酸鹽 硫酸鹽

20、 碳酸鹽 硝酸鹽 礦物種礦物種 礦物種礦物種礦物分類的基本單位，具有一定的晶體結(jié)構(gòu)礦物分類的基本單位，具有一定的晶體結(jié)構(gòu) 和一定的化學(xué)成分的礦物，成為一個礦物種。和一定的化學(xué)成分的礦物，成為一個礦物種。 強調(diào)強調(diào) 化學(xué)成分不同化學(xué)成分不同即為不同礦物種即為不同礦物種 化學(xué)成分相同，化學(xué)成分相同，晶體結(jié)構(gòu)不同晶體結(jié)構(gòu)不同，亦為不同礦物種，亦為不同礦物種 類質(zhì)同象類質(zhì)同象：端員礦物為獨立礦物種，中間作為亞種處理：端員礦物為獨立礦物種，中間作為亞種處理 同質(zhì)多象同質(zhì)多象：不可逆：不可逆獨立礦物獨立礦物 可逆可逆同一礦物種的不同亞種同一礦物種的不同亞種 混雜礦物混雜礦物（混合礦物），不是獨立礦物種（如褐鐵礦、（混合礦物），不是獨立礦物種（如褐鐵礦、 鋁土礦）鋁土礦） 礦物的命名礦物的命名 鎢錳鐵礦鎢錳鐵礦(Mn,Fe)WO(Mn,Fe)WO4 4，自然金，自然金(Au)(Au)，自然銅（，自然銅（CuCu） 重晶石（相對密度大）、方解石（具菱面體解理）、孔重晶石（相對密度大）、方解石（具菱面體解理）、孔 雀石（孔雀綠色）、電氣石（具有熱電性）雀石（孔雀綠色）、電氣石（具有熱電性） 黃