礦物學(xué)概論授課

1、第二篇 礦物學(xué)概論概 述第一章 礦物的化學(xué)成分第二章 礦物的形態(tài)第三章 礦物的物理性質(zhì)第四章 礦物分類和命名第五章 礦物各論（自學(xué)）概 述礦物定義：自然界中的一或多種化學(xué)元素，通過各種地質(zhì)作用在一定物理、化學(xué)條件下形成的相對(duì)穩(wěn)定的單質(zhì)或化合物。多為結(jié)晶的單質(zhì)或化合物。地殼中已發(fā)現(xiàn)礦物有3000多種。 礦物不是固定不變的，當(dāng)其所處的地質(zhì)條件發(fā)生改變時(shí)，原有礦物也可能變化，生成穩(wěn)定于新條件下的新礦物。例如：黃鐵礦（FeS2）在空氣和水的作用下可以被氧化為針鐵礦FeO(OH)。 陽起石放射狀集合體金剛石晶體塊狀石墨雌黃集合體雄黃集合體正長(zhǎng)石晶體卡斯巴雙晶方解石集合體文石集合體石膏晶體螢石集合體螢石集

2、合體橄欖石晶體紫水晶晶洞綠柱石晶體綠柱石集合體瑪瑙硬玉剛玉晶體花崗巖手標(biāo)本主要礦物：石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石，次要礦物：黑云母、角閃石、少量輝石等礦物學(xué)(mineralogy)：是一門研究地球及其他天體的物質(zhì)組成及演化規(guī)律的地質(zhì)基礎(chǔ)學(xué)科。主要研究的對(duì)象：天然礦物。主要研究?jī)?nèi)容：包括礦物的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀、用途及其相互間的內(nèi)在聯(lián)系，以及礦物的時(shí)空分布規(guī)律及其形成和變化的歷史。它為地質(zhì)學(xué)的其他分支學(xué)科及材料科學(xué)等應(yīng)用科學(xué)在理論上和應(yīng)用上提供了必要的基礎(chǔ)和依據(jù)。礦物學(xué)的概念礦物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系人造礦物：人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室條件下和生產(chǎn)工藝過程中得到許多人工合成的礦物。如人造金剛石、人造水晶等

3、，它們?cè)诔煞帧⒔Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)上與自然礦物類似，但又不是地質(zhì)作用的產(chǎn)物，所以稱之為人造礦物或合成礦物。隕石中的礦物稱為隕石礦物。采自月巖中的礦物稱為月巖礦物。也可把隕石礦物和月巖礦物統(tǒng)稱為宇宙礦物。 硅酸鹽工業(yè)的發(fā)展與礦物有著密切的關(guān)系，水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料工業(yè)等生產(chǎn)中所利用的許多原料均為天然礦物，在生產(chǎn)過程中又形成許多工藝礦物，對(duì)于這些礦物的組成、結(jié)構(gòu)、性能的研究，在控制工藝過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品種類，改善產(chǎn)品性能等方面，起著重要的作用。 返回首頁在硅酸鹽工業(yè)中的意義第一章 礦物的化學(xué)成分返回首頁礦物的化學(xué)成分及其可變性礦物的同質(zhì)多象礦物的化學(xué)式 每種礦物都有比較固定的化學(xué)成分，其化學(xué)

4、成分類型有兩類：?jiǎn)钨|(zhì)：同種元素自相結(jié)合而成，這類礦物的元素主要以原子存在，如自然金（Au）、金剛石（C）、石墨（C）、自然硫（S）等。 一、礦物的化學(xué)成分及可變性1、礦物的化學(xué)成分 化合物：由兩種或兩種以上的元素化合而成的一類礦物。在礦物中占絕大多數(shù)。簡(jiǎn)單化合物：由一種陰離子和一種陽離子組成的化合物。如石鹽、剛玉、螢石等。絡(luò)合物：由陽離子和一種絡(luò)陰離子組成的較復(fù)雜化合物，如方解石CaCO3、正長(zhǎng)石KAlSi3O8。復(fù)化合物：由兩種或兩種以上的陽離子和同種陰離子或絡(luò)陰離子組成的復(fù)雜化合物，如尖晶石MgAl2O4、白云石CaMgCO32等。 2、礦物化學(xué)成分的可變性 礦物都有比較固定的化學(xué)成分，但

5、也不是一成不變的，可在一定范圍內(nèi)變化。引起變化的主要原因有： 、類質(zhì)同象 、膠體的吸附作用 、礦物中的水 如閃鋅礦（ZnS）中的Zn2可被Fe2部分代替成為鐵閃鋅礦（Zn,Fe）S，兩者晶格類型相同，晶格常數(shù)稍有變化，前者呈淺褐色，后者呈黑色。 類質(zhì)同象在結(jié)晶礦物中廣泛存在，是引起其化學(xué)成分變化的主要因素。類質(zhì)同象：在礦物晶體形成過程中，晶體的某種質(zhì)點(diǎn)被類似質(zhì)點(diǎn)所代替，只稍改變其晶格常數(shù)，而不改變晶體結(jié)構(gòu)類型的現(xiàn)象。A、完全類質(zhì)同象：晶體中某種質(zhì)點(diǎn)可無限制地被另一種質(zhì)點(diǎn)代替。如橄欖石中的Mg2、Fe2既可形成鎂橄欖石Mg2SiO4和鐵橄欖石Fe 2SiO4，也可形成任意比例的中間型礦物，通稱為

6、橄欖石（Mg，F(xiàn)e）2SiO4。B、不完全類質(zhì)同象：指質(zhì)點(diǎn)的置換有一定限度，不能以任意比例混合，有一定范圍。如閃鋅礦中，F(xiàn)e2代替Zn2的量不能超過30左右，否則會(huì)引起晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 據(jù)質(zhì)點(diǎn)置換或代替程度，可分為兩類：據(jù)相代替的元素電價(jià)是否相等，可分為： A、等價(jià)類質(zhì)同象：相互代替的離子電價(jià)相同。如閃鋅礦和橄欖石中的類質(zhì)同象代替。B、異價(jià)類質(zhì)同象：相代替的離子電價(jià)不同。如鈉長(zhǎng)石NaAlSi3O8、鈣長(zhǎng)石CaAl2Si2O8類質(zhì)同象系列中，Na與Ca2，Al3與Si4各相互代替的離子電價(jià)不等，為保持電價(jià)平衡，常以成對(duì)方式置換的，即NaSi4= Ca2+Al3。 類質(zhì)同象代替的條件 質(zhì)點(diǎn)的半徑

7、相近 當(dāng)（r1r2）/r240不產(chǎn)生類質(zhì)同象。離子類型相同 如Na和Cu，半徑分別為0.097和0.096nm，但由于離子類型不同，Na為惰性氣體型離子，而Cu為銅型離子，故不能發(fā)生類質(zhì)同象代替。相互置換的離子總電價(jià)要相等。才能保證電價(jià)平衡，不至于破壞晶體結(jié)構(gòu)。使電價(jià)平衡的置換方式見P70。環(huán)境因素（包括溫度、壓力、pH、組分濃度、氧化還原電位等）。如溫度下降和壓力增大可以促使類質(zhì)同象分解而產(chǎn)生離溶。例：高溫堿性長(zhǎng)石，溫度降低發(fā)生離溶形成鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石兩相組成的條紋長(zhǎng)石。(K,Na)AlSi3O8 KAlSi3O8 NaAlSi3O8溫度降低分解條 紋 長(zhǎng) 石條 紋 長(zhǎng) 石（正交鏡）研究類質(zhì)同

8、象的意義了解礦物成分的變化，用正確的化學(xué)式表示礦物的成分；理解礦物性質(zhì)變化的原因；判斷晶體的形成條件；綜合利用礦物中的微量元素。膠體帶有電荷，可以被異號(hào)電荷的電解質(zhì)中和后沉淀形成膠凝體，也稱為膠體礦物，如蛋白石SiO2nH2O。膠體的最大特性：膠體微粒（1100nm）具有巨大表面能和很強(qiáng)的吸附作用，可以吸附周圍環(huán)境中異號(hào)離子。如褐鐵礦吸附P、As、V，粘土礦物吸附K、Na等，從而影響了礦物的化學(xué)成分。同時(shí)吸附來的離子又可以與其它離子置換，從而改變吸附成分，使膠體礦物的成分更加復(fù)雜化。 膠體的吸附作用吸附水：不參加晶格的吸附水，是滲入在礦物集合體中，被礦物顆?；蛄严侗砻鏅C(jī)械吸附的中性的水分子。不

9、屬于礦物的化學(xué)成分，不寫入化學(xué)式。含量不定，隨溫度和濕度變化?？沙蕷狻⒁?、固態(tài)。層間水：存在于某些層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽的結(jié)構(gòu)層之間的中性水分子。數(shù)量可以變化，有的礦物如果有水進(jìn)入層間，可使層間距離發(fā)生顯著變化。如蒙脫石吸水膨脹，反之加熱，水逸出，間距縮小，但晶體結(jié)構(gòu)并不解體。礦物中的水水在礦物中有五種存在形式：沸石水：為沸石族礦物所特有，存在于晶體結(jié)構(gòu)的空洞和孔道中，加熱（80400）可失去，但不破壞晶格，只改變其物理性質(zhì)（密度、折射率、透明度等）。脫水后可重新吸水、恢復(fù)物性。結(jié)晶水：以水分子狀態(tài)存在于礦物晶格中的水。在晶體結(jié)構(gòu)中，水分子有一定的位置和數(shù)目，加熱到一定溫度會(huì)失去部分或全部的水，失水后

10、，晶體結(jié)構(gòu)被破壞。失水溫度一般不超過600。如石膏CaSO42H2O加熱到140，結(jié)晶水完全失去，形成硬石膏CaSO4。 結(jié)構(gòu)水：以H、（OH）、（H3O）等離子形式存在于礦物晶格中的水。如高嶺石Al4Si4O10(OH)8 。數(shù)量和失水溫度固定，結(jié)構(gòu)水與其它離子間的聯(lián)結(jié)相當(dāng)牢固，在高溫下（300600）才可失去，隨之晶體結(jié)構(gòu)瓦解。同質(zhì)多象是指同種化學(xué)成分的物質(zhì)，在不同的物理化學(xué)環(huán)境中，能形成幾種結(jié)構(gòu)不同的晶體的現(xiàn)象。 成分相同而結(jié)構(gòu)不同的幾種晶體稱為該成分的同質(zhì)多象變體。若一種物質(zhì)以兩種變體出現(xiàn)，稱為同質(zhì)二象，如金剛石和石墨、方解石和文石等；以三種變體出現(xiàn)則稱為同質(zhì)三象（多象），如金紅石、銳

11、鈦礦、板鈦礦就是TiO2的三種同質(zhì)多象變體。 二、礦物的同質(zhì)多象同質(zhì)多象變體間差異有時(shí)很大，如金剛石和石墨。 有些同質(zhì)多象變體間的差異很小，如石英和石英，晶體結(jié)構(gòu)基本一樣，僅SiOSi鍵角略有差異，前者為137，后者為150，后者鍵角大，形成溫度較高。 同質(zhì)多象各變體都有一定的形成和穩(wěn)定的范圍，當(dāng)物理化學(xué)條件發(fā)生改變并超過一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生同質(zhì)多象轉(zhuǎn)變。同質(zhì)多象轉(zhuǎn)變類型有兩種：雙變性轉(zhuǎn)變（可逆性的），如石英加熱到573可以轉(zhuǎn)化為石英，溫度降低則后者向前者轉(zhuǎn)化。單變性轉(zhuǎn)變（不可逆的），如金剛石和石墨，當(dāng)金剛石形成后如果溫度升高到1300，則可以向石墨轉(zhuǎn)化，但是溫度降低，石墨不能轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?

12、礦物的化學(xué)式是表示礦物化學(xué)成分的一種形式，是根據(jù)礦物的定量化學(xué)全分析的結(jié)果計(jì)算出來的。 1、實(shí)驗(yàn)式：只表示礦物中主要組成元素種類及數(shù)量比。用元素的形式表示，如方鉛礦PbS，正長(zhǎng)石KAlSi3O8。以簡(jiǎn)單氧化物形式表示，如方解石CaOCO2，石膏CaOSO32H2O，白云母K2O3Al2O36SiO22H2O。實(shí)驗(yàn)式不能反映礦物組分之間的結(jié)合關(guān)系及形式，而且忽略了礦物中的次要成分。 三、礦物的化學(xué)式2、晶體化學(xué)式（結(jié)構(gòu)式） 結(jié)構(gòu)式既可反映礦物組成元素的種類和數(shù)量比，也可反映晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。目前在礦物學(xué)中廣泛應(yīng)用。書寫原則：陽離子寫在前面，若有數(shù)種陽離子，則按堿性由強(qiáng)到弱的順序排列；陰離子寫在后面

13、，絡(luò)陰離子用“ ”括起；附加陰離子寫在主要陰離子后面；附加陰離子是指含氧鹽礦物成分中對(duì)性質(zhì)影響最大的含氧酸根以外的陰離子；類質(zhì)同象代替的幾種元素用“（）”括起，含量多的排在前面，其間以逗號(hào)隔開；含水化合物的水分子寫在化學(xué)式的最后，并用“”與其它組分隔開，含吸附水，用nH2O表示；含結(jié)晶水，表示出含水分子數(shù)。其它類型的水的表示方法類似。例如：石膏CaSO42H2O、蛋白石SiO2nH2O、白云母KAl2AlSi3O10OH2、鐵白云石Ca(Mg，F(xiàn)e，Mn)CO32返回首頁礦物的外部形態(tài)，是由礦物的化學(xué)成分與內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，同時(shí)受生長(zhǎng)環(huán)境的制約。不同的礦物其晶體形態(tài)各異，在相同條件下形成的同一礦

14、物其形態(tài)一般相同。例如，石榴石的晶體常呈粒狀，角閃石晶體常呈柱狀等。所以礦物的形態(tài)可作為鑒定礦物的重要依據(jù)之一。礦物的形態(tài)是指礦物的單體形態(tài)、規(guī)則連生體形態(tài)和礦物集合體形態(tài) 第二章 礦物的形態(tài)返回首頁一、礦物的單體形態(tài) 二、礦物集合體的形態(tài) 1、結(jié)晶習(xí)性 2、實(shí)際晶體的形態(tài) 3、晶面的表面特征 一、礦物的單體形態(tài)1、結(jié)晶習(xí)性（晶體習(xí)性或晶習(xí) ）在相同的生長(zhǎng)條件下，一定成分的同種礦物通常呈現(xiàn)的晶體形態(tài)，這種性質(zhì)稱為結(jié)晶習(xí)性。是鑒定礦物的重要依據(jù)。按照礦物單體在三維空間發(fā)育的程度不同，結(jié)晶習(xí)性大致可分為以下三類。 一向延伸：其晶體常數(shù)abc，晶體沿兩個(gè)方向發(fā)展，呈板狀、片狀、鱗片狀等。 三向延伸：

15、其晶體常數(shù)abc，晶體在三維空間發(fā)育程度相等或近似相等，常呈等軸狀、粒狀等。等軸晶系的礦物，其單體形態(tài)常呈粒狀。 非等軸晶系的礦物，當(dāng)它們的晶體向三個(gè)方向延伸的傾向差別較小時(shí)，或不具備自由發(fā)育的空間條件時(shí)，也可呈粒狀。 礦物雖然有一定的結(jié)晶習(xí)性，但外界環(huán)境對(duì)其影響很大，因此同一礦物也可有不同的結(jié)晶習(xí)性，如石英在不同條件下可發(fā)育成不同形態(tài)。 2、實(shí)際晶體的形態(tài) 理想晶體：規(guī)則的幾何多面體、面平棱直、同一晶體上屬于同一單形的各晶面同形等大。實(shí)際晶體：因生長(zhǎng)條件往往很復(fù)雜，任一晶體在其生長(zhǎng)過程中總會(huì)不同程度地受到外界因素干擾，以致晶體不能按理想情況發(fā)育?？梢哉f，一切實(shí)際晶體都是非理想的，所不同的只是

16、它們偏離理想狀況的程度而已。實(shí)際晶體常見現(xiàn)象如下： 歪晶：極其常見，是指在非理想環(huán)境下生長(zhǎng)的，偏離本身理想晶形的晶體。 表現(xiàn)：同一單形的各晶面發(fā)育不等，有時(shí)部分晶面甚至缺失，但它們的晶面夾角與理想晶體的晶面夾角是一致的。 凸晶：各晶面中心相對(duì)凸起而呈曲面、晶棱彎曲而呈弧線的晶體。 成因：因晶體形成后又遭溶解而形成。因?yàn)槲挥诮琼敽途Ю馍系馁|(zhì)點(diǎn)其自由能較位于晶面上者大，同時(shí)角頂及晶棱部位與溶劑的接觸幾率也大，因而，它們的溶解速度也較晶面中心為快，從而產(chǎn)生凸晶。彎晶：指整體呈彎曲形態(tài)的晶體。 與凸晶的差別： 凸晶的所有晶面都是向外凸出的，而當(dāng)彎晶一側(cè)晶面向外凸時(shí)，相反一側(cè)的晶面就向內(nèi)凹進(jìn)，如白云石馬

17、鞍狀彎曲晶體。 3、晶面的表面特征 晶面的表面特征鑒定礦物的重要標(biāo)志之一晶面條紋：晶面上一系列的直線條紋。它是在晶體生長(zhǎng)的過程中形成的，主要是聚形條紋，在許多晶體上可以看到。 例如：石英的柱面上常具橫紋，是由六方柱的柱面和菱面體交替發(fā)育的結(jié)果； 電氣石的柱面上常具縱紋，是三方單錐和和三方柱兩種單形的晶面交替發(fā)育形成的； 黃鐵礦立方體晶面上也常具條紋，其三對(duì)平行晶面上的條紋方向相互垂直，由立方體和五角十二面體兩種單形的晶面交互而成。蝕象：晶面遭受各種酸、堿或其它具有腐蝕能力的介質(zhì)侵蝕后所遺留下來的痕跡。 例如磷灰石，僅據(jù)外形應(yīng)屬L66L27PC對(duì)稱型，但從蝕象可以看出它只能有一個(gè)垂直于L6的對(duì)稱

18、面，因此，磷灰石的實(shí)際對(duì)稱型為L(zhǎng)6PC。 蝕象可用來鑒定礦物，分析單形，識(shí)別雙晶和確定晶體的真實(shí)對(duì)稱。再例如，根據(jù)石英晶面上的三角形蝕象，不僅可用它來確定石英的真實(shí)對(duì)稱（L33L2），還可以用來區(qū)別左、右形。 自然界中的礦物大多是以集合體形態(tài)存在的，這里所說的集合體是指同種礦物的多個(gè)單體聚集在一起形成的一個(gè)整體。按單體的大小分為顯晶集合體（肉眼或放大鏡可以分辨出各個(gè)礦物顆粒界限的集合體）和隱晶集合體（肉眼難以分辨）兩類。 二、礦物集合體的形態(tài)1、顯晶集合體 描述顯晶集合體形態(tài)的常用描述術(shù)語有：晶簇：有著共同基底，另一端自由發(fā)育的一群晶體。 水晶晶簇水晶晶簇放射狀集合體：呈柱狀、針狀或片狀、板狀

19、的礦物單體，以一點(diǎn)為中心向四周呈放射狀排列。 菊花石紅柱石的放射狀集合體纖維狀集合體：細(xì)長(zhǎng)柱狀、纖維狀礦物密集平行排列而成。如石棉、石膏常以纖維狀集合體形態(tài)出現(xiàn)。 樹枝狀集合體：晶體由一個(gè)晶芽開始長(zhǎng)大，在棱角處不斷分枝，形成樹枝狀的集合體。 當(dāng)集合體中各單體的排列沒有特殊規(guī)律時(shí)，一般仍用描述晶體習(xí)性的術(shù)語來描述集合體形態(tài)，如粒狀集合體、片狀或鱗片狀集合體、針狀集合體、板狀集合體、柱狀集合體等。 2、隱晶集合體 鐘乳狀集合體：在地下水滲出或滴落處析出的礦物，逐漸聚集，形成圓錐、圓柱、圓丘等形狀的集合體，統(tǒng)稱鐘乳狀集合體。按其具體形狀又可描述為葡萄狀、腎狀及鐘乳狀集合體等。 鐘乳狀集合體的共同點(diǎn)是

20、具有同心層狀構(gòu)造，每層在顏色或雜質(zhì)組分上常略有差異。這類集合體形成以后，常因重結(jié)晶作用產(chǎn)生垂直于同心層排列的放射狀構(gòu)造。 結(jié)核狀集合體：礦物圍繞一個(gè)核心凝聚，由內(nèi)向外發(fā)育，即形成結(jié)核。 根據(jù)結(jié)核的大小和形狀，又可分為鮞狀集合體或豆?fàn)罴象w等；個(gè)體較大，零星或密集分布的，一般稱為結(jié)核。 結(jié)核狀集合體也常見同心層狀和放射狀構(gòu)造。 晶腺狀集合體：水溶液攜帶的礦物質(zhì)在巖石的空腔中析出，自腔壁開始層層充填而成。也具有同心層狀構(gòu)造，但和結(jié)核的各層形成的先后順序相反，即由外向內(nèi)發(fā)育。如果中心部分沒有被礦物質(zhì)填滿，仍留有空腔，則常形成晶簇。晶腺常有一個(gè)可供含礦物質(zhì)的溶液出入的通道。 杏仁體狀集合體：形成于熔巖

21、中的氣孔里，熔巖氣泡內(nèi)溶液中的礦物質(zhì)以及溶液從周圍熔巖中吸取的礦物質(zhì)充填于空腔中，形成杏仁體。它沒有溝通外界的通道。杏仁體和晶腺常被合稱為“分泌體”。描述隱晶質(zhì)集合體常用的其它術(shù)語：粉末狀集合體、土狀集合體、被膜狀集合體、鹽華、膠態(tài)集合體等。 土狀集合體被膜狀集合體一、礦物的光學(xué)性質(zhì) 二、礦物的力學(xué)性質(zhì) 三、礦物的其它物理性質(zhì)第三章 礦物的物理性質(zhì)返回首頁一、礦物的光學(xué)性質(zhì) 1、顏色 2、條痕 3、光澤 4、透明度 礦物的光學(xué)性質(zhì)主要是指礦物對(duì)光線的反射、折射和吸收時(shí)所表現(xiàn)出來的各種性質(zhì)，也涉及由礦物引起的光線干涉和散射等現(xiàn)象。 1、顏色 礦物的顏色是礦物對(duì)入射的可見光中不同波長(zhǎng)光線選擇性吸收

22、后，透射和反射出的各種波長(zhǎng)可見光的混合色。如紅寶石可以吸收白光中的藍(lán)、綠色光，然后呈現(xiàn)它們的互補(bǔ)色。 根據(jù)礦物顏色產(chǎn)生的原因不同，可將礦物顏色分為三種： 自色 他色 假色 自色：礦物本身所固有的顏色，由其化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)決定。 自色產(chǎn)生的原因如下：過渡型金屬陽離子內(nèi)部電子躍遷：過渡型金屬陽離子具有未填滿的d（或f）軌道電子，這些電子在可見光的照射下，吸收能量與晶體場(chǎng)分裂能相當(dāng)?shù)牟糠挚梢姽?，使之由低能?jí)軌道向高能級(jí)軌道躍遷，由于一部分波長(zhǎng)的可見光被吸收，礦物即呈現(xiàn)出顏色。 具有未滿的d軌道是過渡型金屬陽離子的特征，因而這些離子常使晶體呈色。由于這一原因，這些離子習(xí)慣上被稱為色素離子。同種礦物所

23、含的色素離子不同，可使礦物呈不同顏色；同種離子在不同礦物中也呈不同顏色。 元素離子間的電子或電荷轉(zhuǎn)移：許多過渡型金屬元素具有一個(gè)以上的價(jià)態(tài)，當(dāng)有些礦物接受可見光照射時(shí)，在光子的作用下，可使相鄰元素離子間的電子或電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，這一過程吸收了可見光中某一波長(zhǎng)的光，晶體即呈現(xiàn)一定的顏色。 例如，堇青石中含微量的Fe3和Fe2，在光子作用下，使Fe3Fe2，F(xiàn)e2Fe3，此過程吸收具有1.97ev能量的紅光和3ev的紫光，未被吸收的其它色光混合就使堇青石呈現(xiàn)帶綠的藍(lán)色。 能帶間電子躍遷帶隙躍遷：對(duì)自然金屬和硫化物一類礦物的呈色，一般用該理論來解釋。 根據(jù)能帶理論，固體中的電子不是屬于某一個(gè)原子的，而是

24、在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)，在晶體場(chǎng)中，相鄰原子的原子軌道重疊形成具有一定能級(jí)寬度的能帶，晶體中的電子按能量的高低分別位于各能帶中，被電子占滿的能帶稱為滿帶，未占滿的能帶稱為導(dǎo)帶，導(dǎo)帶的能量高。各能帶間有一能量間隙，稱為禁帶。當(dāng)電子由滿帶向?qū)кS遷時(shí)必須吸收超過中間的禁帶寬度所代表的能量才能發(fā)生。在自然金屬和硫化物晶體中，這一禁帶寬度很窄，因此它們能夠吸收可見光而產(chǎn)生顏色。 色心：在礦物生長(zhǎng)過程中，由于物理、化學(xué)條件的改變而產(chǎn)生的能夠吸收可見光的一種晶體結(jié)構(gòu)缺陷。 缺陷包括化合物中某些元素含量過剩、晶格中雜質(zhì)離子的存在、晶格發(fā)生機(jī)械變形等。 例如，螢石中的某些部位出現(xiàn)F缺失這樣一種天然晶格缺陷，它能捕獲

25、一個(gè)電子，這個(gè)電子不是很穩(wěn)定，吸收某波長(zhǎng)的色光后能被激發(fā)，從而使螢石呈現(xiàn)其互補(bǔ)色。 他色：礦物因含有外來帶色雜質(zhì)的機(jī)械混入物或氣泡等所引起的顏色，不是礦物本身所固有的，與礦物本身的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)無關(guān)。 例如，石英含有氣泡多時(shí)呈現(xiàn)乳白色。由于受生長(zhǎng)環(huán)境的影響，所以他色無鑒定意義。 假色：由礦物表面氧化膜、內(nèi)部解理、裂隙、包裹體等引起光波反射、干涉所產(chǎn)生的顏色。如方解石的暈色等。其中以不透明礦物氧化膜引起的顏色錆色具有較大的鑒定意義。如斑銅礦表面的深藍(lán)色錆色。一般情況下，假色無鑒定意義，在識(shí)別礦物時(shí)要力求排除假色的干擾。在描述礦物顏色時(shí)，必須用單一礦物新鮮面的顏色；對(duì)顏色的描述應(yīng)力求確切，可以用復(fù)

26、合詞來描述礦物的顏色，如黃綠色、紫紅色等。 例：暈彩石英，由于存在充填于裂隙中的氣、液薄膜，呈現(xiàn)虹彩。2、條痕 ：礦物粉末的顏色 即把礦物在白色未上釉的瓷板上刻劃后留下的粉末的顏色。條痕色能消除假色，減弱他色，比礦物的顏色更固定，可作為鑒定礦物的標(biāo)志。 例如，黃鐵礦和黃銅礦，外表顏色相似，而黃鐵礦的條痕為黑色，黃銅礦的條痕為帶綠的黑色。透明或半透明的條痕都是淺色和白色，所以硅酸鹽礦物大部分無特征條痕色。 對(duì)于硬度高于素瓷板的礦物只有擊碎，才能獲得其粉末，而這些礦物的粉末幾乎也是白色，所以沒有必要再試條痕色。 3、光澤：是指礦物表面對(duì)光的反射能力。 根據(jù)反射光由強(qiáng)到弱的順序可將礦物光澤分為以下幾

27、個(gè)主要的等級(jí)：金屬光澤；半金屬光澤；金剛光澤；玻璃光澤。 此外，由于受到礦物顏色、表面的平坦程度等的影響，或者在礦物集合體的表面由于集合方式的不同，從而?？沙霈F(xiàn)一些特殊的光澤。如絲絹光澤、珍珠光澤、油脂光澤，還有土狀光澤、蠟狀光澤、松脂光澤、瀝青光澤等。 油脂光澤：土狀光澤：臘狀光澤：絲絹光澤：珍珠光澤：4、透明度：指礦物透光能力的大小 透明度主要取決于礦物對(duì)光的吸收率、礦物的厚度、裂隙、氣泡、包裹體等。 透明度常分為三級(jí)，透明，能完全或基本透見物像，如方解石、石英等；半透明，只能模糊透見物像暗影，如閃鋅礦、辰砂等；不透明，完全不能透見物像，如石墨、黃鐵礦、黃銅礦等。 透明度也可以根據(jù)條痕色來

28、劃分，透明礦物的條痕為白色或略呈色；半透明礦物條痕呈彩色；不透明礦物條痕呈黑色或金屬色。礦物的四種光學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系如P87表16所示。 二、礦物的力學(xué)性質(zhì) 礦物的力學(xué)性質(zhì)是指礦物在外力作用下所表現(xiàn)出的各種物理性質(zhì)。1、解理2、裂開 3、斷口 4、硬度 5、其它力學(xué)性質(zhì) 1、解理 是指礦物晶體在外力作用下總是沿著一定的結(jié)晶方向破裂成一系列的光滑平面的性質(zhì)。裂開的平面叫解理面。 解理是礦物晶體異向性的表現(xiàn)之一，根據(jù)其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列方式不同，受力后裂開的方向、方向數(shù)（即組數(shù)）及裂開的程度均不相同，是礦物重要的力學(xué)性質(zhì)，具有鑒定意義。 解理面產(chǎn)生的方向，必定是晶體結(jié)構(gòu)中面網(wǎng)與面網(wǎng)之間的聯(lián)結(jié)力最弱的方向。

29、所以解理面一般是平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)；平行于電性中和的面網(wǎng)；平行于化學(xué)鍵最強(qiáng)的方向（如平行于由分子鍵聯(lián)結(jié)的構(gòu)造層）；平行于相鄰的質(zhì)點(diǎn)平面由同號(hào)離子構(gòu)成的面網(wǎng)等。 根據(jù)解理的完善程度的不同，可將解理分為五級(jí)：極完全解理；完全解理；中等解理；不完全解理；極不完全解理（或無解理）。 由于解理面是平行面網(wǎng)產(chǎn)生的，所以解理面總是平行于晶體上的晶面或可能晶面。 單形是由性質(zhì)相同的一組晶面組成的，因此解理如果平行于某單形中的晶面發(fā)生，則平行該單形所有晶面都應(yīng)該有同樣的解理。 例如，石鹽晶體上平行立方體（100）晶面如有解理，則必有三組相互垂直的解理。所以，可以采用描述晶體外形的方法，用單形名稱和符號(hào)來說

30、明解理的組數(shù)和方向。例如，螢石具有八面體111完全解理。 2、裂開 裂開與解理相似，但在成因及其特征上與解理不同。 產(chǎn)生的原因主要有兩個(gè)，一是沿著雙晶接合面裂開，二是沿著定向包裹體分布面裂開。 另外，由于裂開不直接取決于礦物晶體結(jié)構(gòu)，所以裂開只出現(xiàn)在同種礦物的部分個(gè)體上，而且裂開也只出現(xiàn)于某一個(gè)體的雙晶接合面或包裹體層等部位，并不是在晶體的每一個(gè)部位都能產(chǎn)生同樣方向裂開的。 裂開也是用單形名稱和符號(hào)來描述其組數(shù)和方位。因?yàn)殡p晶接合面和包裹體層都是晶體結(jié)構(gòu)中的一種面網(wǎng)，在晶體中具有一定的方位。 3、斷口 某些礦物在外力打擊下不能（或極少）沿一定的結(jié)晶方向裂開成平面，而破裂成不規(guī)則、不平坦的斷面，

31、這一性質(zhì)稱為斷口。 無解理的礦物斷口發(fā)育。根據(jù)斷口表面的性狀，斷口有貝殼狀斷口（如石英）、鋸齒狀斷口（如自然銅）、參差狀斷口（如磷灰石）、平坦?fàn)顢嗫诘取?有時(shí)也把礦物集合體的破裂面叫斷口，如纖維石膏的參差狀斷口。 斷口不論在晶體或非晶體上均可發(fā)生。 4、硬度 硬度是指礦物抵抗外力刻劃、壓入和研磨的能力。一般常用相互刻劃的方法測(cè)量礦物的相對(duì)硬度稱為摩氏硬度。由十種硬度不同的礦物組成摩氏硬度計(jì)：（1）滑石；（2）石膏；（3）方解石；（4）螢石；（5）磷灰石；（6）正長(zhǎng)石；（7）石英；（8）黃玉；（9）剛玉；（10）金剛石。 在測(cè)定硬度時(shí)，用已知硬度的礦物刻劃未知礦物。在實(shí)際工作中，也常用指甲（2.

32、5）、銅針（3）、小刀（56）、玻璃（6）、瓷器碎片（66.5）等刻劃礦物新鮮表面來確定相對(duì)硬度范圍。 礦物硬度大小取決于礦物內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)聯(lián)結(jié)力強(qiáng)度，而內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)聯(lián)結(jié)力強(qiáng)度又取決于礦物組成元素的化合價(jià)及質(zhì)點(diǎn)（原子、分子、離子）的間距。 聯(lián)結(jié)力FE1E2/(r1r2)2 （分子為兩質(zhì)點(diǎn)的電價(jià)乘積，分母為兩質(zhì)點(diǎn)半徑之和的平方） 礦物的絕對(duì)硬度可用顯微硬度儀測(cè)定（壓入硬度）。方法是在礦物磨光面上施加一定重量的金剛石角錐壓入，以重量與壓痕面積之比（Kg/mm2）來表示礦物的硬度。壓入硬度與摩氏硬度有一定的換算關(guān)系（P90）。根據(jù)壓入礦物表面的壓頭形狀、材料不同，分為維氏硬度HV；布氏硬度HB；絡(luò)氏硬度HR等

33、。 硬度的測(cè)定方法：彈性；撓性；脆性；延展性。5、其它力學(xué)性質(zhì) 三、礦物的其它物理性質(zhì) 1、比重 主要取決于礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)。它是鑒定礦物和研究類質(zhì)同象時(shí)的一項(xiàng)重要的物理數(shù)據(jù)。 在礦物的肉眼鑒定中，一般只用手掂憑經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)礦物的比重，大致可以分為三級(jí)：重礦物（大于4），如方鉛礦7.5、重晶石4.5；中等比重礦物（2.54.0），如石英2.65、方解石2.715、正長(zhǎng)石2.56；輕礦物（小于2.5），如石墨、石膏等。 精確測(cè)定比重常用重液法、比重瓶法、扭力天平法等。測(cè)定比重對(duì)樣品的純度要求很高。2、發(fā)光性： 礦物在外加能量（紫外線、X射線、陰極射線等）的作用下，能發(fā)出可見光的性質(zhì)。晶體中

34、的某些電子在外加能量的作用下，由基態(tài)躍遷到較高能級(jí)（激發(fā)態(tài)），當(dāng)電子從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)，能量即以可見光的形式釋放出來。 發(fā)光性可分為熒光（紅寶石、白鎢礦）和磷光（金剛石、螢石）； 3、磁性：磁鐵礦、磁黃鐵礦；4、滑感：滑石、葉臘石；5、冷感：硝石，（石英/玻璃）；6、咸味：石鹽；7、蒜臭味：含砷的礦物；8、土腥味：蛭石；9、熱電性：電氣石；10、壓電性：在晶體某方向上加壓時(shí)，晶體兩端出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷，如石英；11、導(dǎo)電性：含B的金剛石12、放射性：鋯石。 返回首頁一、礦物命名的原則 二、礦物的分類 第四章 礦物的分類和命名返回首頁1、古代已有的礦物名稱沿用至今：如石英、雄黃、金、銀等。2、對(duì)具有金屬的外表特征或主要用于提取某些金屬的礦物常稱為“礦”，如黃鐵礦、閃鋅礦等； 具有非金屬外表特征或主要不用于提取金屬元素的礦物稱為“石”，如方解石、重晶石、長(zhǎng)石等； 寶石類礦物常稱之為“玉”，如剛玉、硬玉等； 地表次生的被膜狀礦物稱為“華”，如鎢華、鉬華、鈷華等； 易溶于水的硫酸鹽稱“礬”； 透明晶體稱“晶”。 一、礦物命名的原則3、根據(jù)化學(xué)成分命名：如自然金、銀金