《地壳矿物》PPT课件.ppt

第二部分 地壳 岩石圈一般指由地岩石圈一般指由地壳和上地幔顶部坚硬岩壳和上地幔顶部坚硬岩石组成的地球圈层，厚石组成的地球圈层，厚度约度约70100km70100km。岩石圈。岩石圈分为两层，即地壳和上分为两层，即地壳和上地幔顶部。地壳由硅铝地幔顶部。地壳由硅铝层和硅镁层组成；上地层和硅镁层组成；上地幔成分目前不是很清楚，幔成分目前不是很清楚，倾向于认为它的成分是倾向于认为它的成分是超基性岩（橄榄岩）。超基性岩（橄榄岩）。目前对岩石圈物质组成目前对岩石圈物质组成的研究比较深入的是的研究比较深入的是地地壳壳。n岩石圈岩石圈本部分学习目标本部分学习目标第二章第二章 矿物和岩石矿物和岩石地壳的组成物质地壳的组成物质-矿物矿物岩石岩石第三章第三章 地质构造地质构造地壳运动及其构造形迹地壳运动及其构造形迹关于大地构造的几种学说关于大地构造的几种学说火山与地震火山与地震地壳的演变地壳的演变地质图地质图n学习目的：学习目的：n1.了解矿物学、岩石学的基本理论了解矿物学、岩石学的基本理论n2.掌掌握握肉肉眼眼鉴鉴定定常常见见矿矿物物、岩岩浆浆岩岩、沉沉积积岩岩和和变变质质岩岩三三大大岩岩类类常常见见岩岩石石种种属属的的基基本本技技能能和和基基本本方方法法，为专业课的学习和野外工作奠定基础为专业课的学习和野外工作奠定基础n3.提提高高对对造造岩岩矿矿物物和和主主要要岩岩石石的的感感性性认认识识、增增强强实践能力实践能力n学习内容：学习内容：包包括括矿矿物物、岩岩浆浆岩岩、沉沉积积岩岩、变变质质岩岩四四部部分分及及其其 它们的肉眼鉴定、分类和命名方案它们的肉眼鉴定、分类和命名方案 第二章第二章 地壳的组成物质地壳的组成物质第一节第一节 矿物的基本特征矿物的基本特征第二节第二节 矿物的分类和主要矿物矿物的分类和主要矿物第三节第三节 矿物的识别和利用矿物的识别和利用第四节第四节 岩浆岩岩浆岩第五节第五节 沉积岩沉积岩第六节第六节 变质岩变质岩第一节第一节 矿物的基本特征矿物的基本特征1.1 地壳中的主要元素及矿物的化学成分地壳中的主要元素及矿物的化学成分1.2 矿物的概念矿物的概念1.3 矿物的形态矿物的形态1.4 矿物的物理性质矿物的物理性质1.1 地壳中的主要元素地壳中的主要元素-矿物的化学成分物的化学成分1.1 地壳中的主要元素地壳中的主要元素-矿物的化学成分物的化学成分元素：在近代化学中，元素特指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质，它们只由一种原子组成，其原子中的每一核子具有同样数量的质子，用一般的化学方法不能使元素分解，并且它能构成一切物质。一些常见元素的例子有碳、氢和氧。元素周期表化学元素周期表中有112种元素，其中92种元素以及300多种同位素在地壳中存在。n1 一些概念一些概念矿物的化学成分矿物的化学成分：矿物是自然界的天然产物，化学元素是形成矿物矿物是自然界的天然产物，化学元素是形成矿物的物质基础。显然，地壳中化学元素的丰度与矿的物质基础。显然，地壳中化学元素的丰度与矿物的形成、矿物的化学成分有着密切的关系。物的形成、矿物的化学成分有着密切的关系。克拉克值：Clarke value 克拉克值是各种元素在地壳中的平均含量之百分数。具体表示时，可以用质量克拉克值；也可用原子克拉克值；化学元素在一定自然体系（通常为地壳）中的相对平均含量。又称元素丰度1。按照不同自然体系计算出来的元素丰度，有地壳元素丰度、地球元素丰度、太阳系元素丰度和宇宙元素丰度等。研究地球及其各地圈的元素丰度，是地球化学的一个重要领域。2主要元素氧和硅便占地壳总重量的氧和硅便占地壳总重量的7474多；另六种较丰多；另六种较丰富的元素即铝、铁、钙、钠、钾和镁共占富的元素即铝、铁、钙、钠、钾和镁共占2424多；多；其余几十种元素的总和则不足其余几十种元素的总和则不足2 2。这些微量。这些微量的元素，其含量也十分悬殊，有些还是超微量的元素，其含量也十分悬殊，有些还是超微量的。的。n n8 8大元素的大元素的大元素的大元素的丰度丰度丰度丰度共占共占共占共占 98 98，即克拉克值。，即克拉克值。，即克拉克值。，即克拉克值。n n氧：氧：氧：氧：46.3046.3046.3046.30n n硅：硅：硅：硅：28.1528.1528.1528.15n nSiSin nOn n氧和硅氧和硅氧和硅氧和硅共占约共占约共占约共占约7474n nAlAln nFeFen nCaCan nNaNan nK Kn nMgMgn n其它其它其它其它n n铝铝铝铝 8.23 8.23n n铁铁铁铁 5.63 5.63n n钙钙钙钙 4.15 4.15n n钠钠钠钠 2.36 2.36n n钾钾钾钾 2.33 2.33n n镁镁镁镁 2.09 2.09n n其它其它其它其它2 2n n这这这这6 6种元素种元素种元素种元素n n共共共共占约占约占约占约2424n n地地地地壳壳壳壳中中中中主主主主要要要要元元元元素素素素含含含含量量量量百百百百分分分分比比比比图图图图3 次要元素n某些元素如某些元素如锑锑铋铋金金银银汞等克拉克值汞等克拉克值甚低甚低均在千万分之二以下均在千万分之二以下但仍聚集形成独但仍聚集形成独立的立的矿物种矿物种有时并可有时并可富集富集成成矿床矿床而某些元而某些元素如素如铷铷镓镓等的克拉克值虽远高于上述元素等的克拉克值虽远高于上述元素但趋于分散但趋于分散不易形成独立矿物种不易形成独立矿物种一般仅以一般仅以混入物形式分散于某些混入物形式分散于某些矿物成分矿物成分之中。之中。1.2 1.2 矿物的相关概念物的相关概念矿物岩石矿石矿床矿产1.2 1.2 矿物的相关概念物的相关概念定义：是单个元素或若干元素在一定地质条件下定义：是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定理化性质的化合物，是形成的具有特定理化性质的化合物，是构成岩石构成岩石的基本单元的基本单元。包括。包括天然单质矿物天然单质矿物（如金刚石、自（如金刚石、自然金）和然金）和化合物矿物化合物矿物（如方解石、石英等）。（如方解石、石英等）。自然界矿物绝大多数呈固体状态，少数呈液态自然界矿物绝大多数呈固体状态，少数呈液态（汞）和气体（天然气）（汞）和气体（天然气）固体矿物大部分呈固体矿物大部分呈结晶结晶物质出现，即组成它的各物质出现，即组成它的各种化学元素的质点（原子、分子等）都有规律的种化学元素的质点（原子、分子等）都有规律的排列排列1.2.1 矿物定义矿物定义矿物、岩石的概念矿物矿物(mineral):是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。本组成单位。要素：天然产出要素：天然产出 有化学式有化学式 具晶体结构具晶体结构 无机物质无机物质岩岩石石(rock):是是矿矿物物或或类类似似矿矿物物（mineraloids）的的物物质质（如如有有机机质质、玻玻璃璃、非非晶晶质质等等）组组成成的的固固体体集集合合体体，多多数数岩岩石石是是由由不不同同矿矿物物组组成成，单单矿矿物物的的岩岩石石相相对对较较少少。自自然然界界的的岩岩石可以划分为三大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。石可以划分为三大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。要素：由矿物组成要素：由矿物组成 固体集合体固体集合体已发现的矿物有已发现的矿物有3000多种，而组成岩石的矿物仅有多种，而组成岩石的矿物仅有30多种多种n1.2.2 要要 点点 矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。矿矿物物具具有有一一定定的的化化学学成成分分和和内内部部结结构构，从从而而也也具具有有一一定定的形态和物理、化学性质，藉此我们可以鉴别矿物种。的形态和物理、化学性质，藉此我们可以鉴别矿物种。矿矿物物并并非非固固定定不不变变的的，任任何何一一种种矿矿物物都都只只是是在在一一定定的的物物理化学条件下相对稳定，得以保存。理化学条件下相对稳定，得以保存。矿物是岩石和矿石的基本组成单位。矿物是岩石和矿石的基本组成单位。当当前前，矿矿物物学学通通常常以以天天然然结结晶晶质质无无机机物物为为主主要要研研究究对对象象，液体和气体均不在现代矿物之列。液体和气体均不在现代矿物之列。矿物学、岩石学矿物学（矿物学（mineralogy）是研究矿物（包括准矿物）是研究矿物（包括准矿物）的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和它们相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律它们相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学，它为地质学的其他及其形成和变化的历史的科学，它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础与依据。提供了必要的基础与依据。岩石学（岩石学（petrology）是地质学的一个分支，它是是地质学的一个分支，它是研究岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、研究岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、成因、演化等方面的科学。成因、演化等方面的科学。判断：玻璃、石盐、石油是矿物吗？石盐是氯化钠的矿物，化学成分为NaCl、晶体属等轴晶系的卤化物矿物石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物n n 如：石英是矿物，白糖不是矿物；如：石英是矿物，白糖不是矿物；如：石英是矿物，白糖不是矿物；如：石英是矿物，白糖不是矿物；n n 人造金刚石是人造金刚石是人造金刚石是人造金刚石是 “人工矿物人工矿物人工矿物人工矿物”。n煤煤的化学成分很不稳定不是矿物，是的化学成分很不稳定不是矿物，是典型的混合物。典型的混合物。矿物示例：天然矿物和人工矿物1.2.3 矿物分类分类：（按晶体化学原则作为分类依据）分类：（按晶体化学原则作为分类依据）自然元素自然元素硫化物硫化物卤化物卤化物氧化物氧化物 氢氧化物氢氧化物含氧盐含氧盐根据阴离子成分不同分为若干类 硫化物硫化物 S-2 氧化物氧化物 O-2 氢氧化物氢氧化物（OH）-1 卤化物卤化物 F-1、Cl-1、Br-1、I-1 碳酸盐碳酸盐 CO3-2 硫酸盐硫酸盐 SO4-2 硝酸盐硝酸盐 NO3-1 铬酸盐铬酸盐 CrO4-2 钨、钨、钼酸盐钼酸盐WO4-2、MoO4-2 磷、砷、钒酸盐磷、砷、钒酸盐 PO4-3、AsO4-3、VO4-3 硅酸盐硅酸盐 SiO4-4 硼酸盐硼酸盐 BO3-3 亚硒、亚碲酸盐亚硒、亚碲酸盐 SeO3-2、TeO3-2 硒、碲酸盐硒、碲酸盐 SeO4-2、TeO4-2 碘酸盐碘酸盐 IO3-2 氧、氢氧卤化物氧、氢氧卤化物 O2Cl2-6、(OH)3Cl-4 硫卤化物硫卤化物 S2Cl2补充一些概念：矿物、矿产、矿石、矿床矿产泛指一切埋藏在地下（或分布于地表的、或岩石风化的、或岩石沉积的）可供人类利用的天然矿物或岩石资源。是岩石形成过程中，有用矿物在地壳中或在地表富集起来，达到工农业利用要求。n1 矿产矿产金属矿产可以从中提取金属元素的金属矿产，如铁矿、铜矿、铅矿、锌矿、铅锌矿等；非金属矿产可以从中提取非金属原料或直接利用的非金属矿产，如硫铁矿、磷块岩、金刚石、石灰岩等；可燃性有机矿产可以作为燃料的可燃性有机矿产，如煤、油页岩、石油、天然气等。目前，含矿热水、惰性气体、二氧化碳气体以及天然气水合物等，也包括在矿产的范畴内。例：2亿年前，地球上气候温暖潮湿，植物生长茂盛。在湖泊和海边有大量的植物堆积，并被沉积的泥沙覆盖起来；时间久了，泥沙越积越厚，植物越埋越深。这些植物在地下与空气隔绝，同时受到高温和高压的作用，经过亿万年，变成了煤等矿产。经过多次地壳变动，有的矿物被埋得深，有的矿产却露出地表。如：水气矿产、海底矿产、能源矿产、金属矿产、非金属矿产、有色金属矿产、黑色金属矿产等。2 矿石1、含有用矿物并有开采价值的岩石。2、在无线电收音机上特指能做检波器的方铅矿、黄铁矿，赤铁矿，黄铜矿等。3、凡是地壳中的矿物自然集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必需的金属或其他矿物产品者，称为矿石。有些岩石本身就是矿产，如石灰岩、花岗岩、大理岩等3 矿石品位矿石中有用成分（元素或矿物）重量和矿石重量之比称为矿石品位，金、铂等贵金属矿石用克吨表示，其他矿石常用百分数表示。常用矿石品位来衡量矿石的价值，但同样有效成分矿石中脉石（矿石中的无用矿物或有用成分含量甚微而不能利用的矿物）的成分和有害杂质的多少也影响矿石价值。4 矿床(mineral deposit)：在一定的地质作用下，矿产的富集地段。分为：内生（由内生成矿作用形成的矿床。内生矿床既可由岩浆作用形成，也可由气化热液作用形成。）、外生（是在岩石圈表层与水圈、大气圈及生物圈的相互作用下，成矿物质经过迁移和富 集形成的。）、变质矿床（早期形成的矿床或岩石，受到新的温度、压力、构造变动或热水溶液等因素的影响，即遭受变质作用，使其物质成分、结构、构造、形态、产状发生剧烈变化所形成的矿床，称之为变质矿床。）。地表或地壳里由于地质作用形成的并在现有条件下可以开采和利用的矿物的集合体。也叫矿体。由地质作用形成的、有开采利用价值的有用矿物的聚集地。包括地质的和经济的双重含义。矿床是地质作用的产物，但又与一般的岩石不同，它具有经济价值。矿床的概念随经济技术的发展而变化。19世纪时，含铜高于5的铜矿床才有开采价值，随着科技进步和采矿加工成本的降低，含铜的铜矿床已被大量开采。5 概念之间关系化学元素组合-矿物-聚集-岩石（三大类）有用 包含 富集 矿产-含有-矿石n n1 1、矿物的四种形成方式：、矿物的四种形成方式：、矿物的四种形成方式：、矿物的四种形成方式：n n 升华、升华、结晶、结晶、凝固、凝固、重结晶重结晶n n气体升华气体升华气体升华气体升华 胶体凝固胶体凝固胶体凝固胶体凝固 固体再结晶固体再结晶固体再结晶固体再结晶 n n 液体或熔融体直接结晶液体或熔融体直接结晶液体或熔融体直接结晶液体或熔融体直接结晶n n硫硫磺磺n n蛋白蛋白石石n n石石棉棉n n石英石英1.2.5 矿物的四种形成方式：1.2.6 1.2.6 矿物的内部物的内部结构和外形构和外形内部结构（化学）内部结构（化学）P15晶体结构：构成矿物的物质按一定的规则重复排列而成，晶体结构：构成矿物的物质按一定的规则重复排列而成，是具有一定空间格子构造的固体；是具有一定空间格子构造的固体；非晶体结构：构成矿物的物质呈不规则排列。非晶体结构：构成矿物的物质呈不规则排列。外形外形 大部分的矿物都属于晶体结构，因而在一定的大部分的矿物都属于晶体结构，因而在一定的空间环境里，往往表现为一定的几何形体。另外，空间环境里，往往表现为一定的几何形体。另外，成分相同的物质因形成环境有别也可有不同的结成分相同的物质因形成环境有别也可有不同的结晶构造与外形，如金刚石与石墨。晶构造与外形，如金刚石与石墨。1.2.7 鉴别矿物的依据物的依据:鉴别矿物一般根据矿物的形态、光学性质与力学性质。1.3 矿物的形态单体形态集合体形态1.3 矿物的形态形态形态：固体矿物的外表形态，指矿物指矿物单体单体、矿物规则、矿物规则连生体及同种连生体及同种矿物集合体矿物集合体的形态。它是矿物化学成的形态。它是矿物化学成分和内部结构的外在反映，故可作为矿物成因研究分和内部结构的外在反映，故可作为矿物成因研究和肉眼鉴定的重要和肉眼鉴定的重要鉴定特征鉴定特征。矿物的形态包括：矿物的形态包括：单体形态：矿物单个晶体的外形单体形态：矿物单个晶体的外形集合体形态：同种矿物的多个单体聚集在一起所形集合体形态：同种矿物的多个单体聚集在一起所形成的整体。大多数矿物以集合体的形式出现。成的整体。大多数矿物以集合体的形式出现。1.3.1.1.3.1.矿物单体的形态矿物单体的形态（单个晶体外形）：晶体习性：在相同良好生长条件下，同种矿物晶体往往具有晶体习性：在相同良好生长条件下，同种矿物晶体往往具有常见的形态，称为晶体习性。常见的形态，称为晶体习性。根据晶体在三维空间的发育程度，大致分为三种基本类型：根据晶体在三维空间的发育程度，大致分为三种基本类型：1 1）一向伸长：晶体沿一个方向发育，柱状、针状、毛发状，）一向伸长：晶体沿一个方向发育，柱状、针状、毛发状，如如 辉石、角闪石辉石、角闪石2 2）二向延伸：晶体沿平面方向发育，板状、片状、叶片状，）二向延伸：晶体沿平面方向发育，板状、片状、叶片状，如如 石墨、云母石墨、云母3 3）三向等长：晶体沿三个方向大致相等发育，粒状，）三向等长：晶体沿三个方向大致相等发育，粒状，立方体、八面体等 如如 橄榄石、石榴石橄榄石、石榴石 n（1 1）一向伸长：）一向伸长：n 柱状、针状、毛发状柱状、针状、毛发状:辉石、角闪石、电气辉石、角闪石、电气石石 （2）二向延长：如板状、板片状、片状等。云母、绿泥石等具此习性。n（3 3）三向等长：如等轴状、）三向等长：如等轴状、粒状。石榴石、黄铁矿等具粒状。石榴石、黄铁矿等具此习性。此习性。1.3 2、矿物集合体形态：同种矿物多个单体聚集在一起就是矿物集合体。集合体形态取决于单体形态和集合方式。按矿物颗粒大小，集合体分为：显晶集合体：肉眼能分辨其中矿物单体隐晶集合体：显微镜下可以区分出矿物单体胶态集合体：显微镜下也不能辨别出单体n双晶：两个同种晶体有规律连载一起，有接触、穿插和聚片双晶，如长石双晶n柱状（columnar）、针状（acicular）、纤维状、放射状集合体。一向延伸习性矿物，如石英，角闪石，绿帘石、红柱石等n板状（tabular）、片状（schistic）、鳞片状（scaly）、叶片状（foliated）集合体。两向延长型习性矿物，如云母、石膏、绿泥石n粒状（granular）集合体。各方向发育大致相等，如橄榄石、石榴子石n致密块状体，是极细粒矿物晶体所组成，表面致密均匀，肉眼不能辨别颗粒界限，坚实集合体称为致密块状，疏松的则称土状。矿物大部分属于此种类型。n晶簇：是一群发育良好的晶体，以洞壁或；裂隙为共同基底，另一端向空间只有发育成簇状的集合体，如石英晶簇。1 显晶集合体的形态常见有：紫晶洞紫晶洞晶簇晶簇n n250万，成龙万，成龙n分泌体(secretion)：胶体矿物n结核（concretion）n鲕状及豆状集合体（oolitic&pisolitic aggregates）n钟乳状集合体（stalactitic aggregate）n葡萄状、肾状等葡萄状、肾状等n土状：是极细粒矿物晶体所组成，表面致密均匀，肉眼不能辨别颗粒界限，坚实集合体称为致密块状，疏松的则称土状。常见的隐晶及胶态（不存在单体）集合体按形成方式及外貌特征主要有：n2 隐晶及胶态集合体隐晶及胶态集合体n鲕状集合体：鲕状集合体：鲕状赤状赤铁矿1.4 矿物的物理性质1.1.光学性质光学性质2.2.力学性质力学性质3.3.磁学性质磁学性质4.4.电学性质电学性质5.5.热学性质热学性质 取决于矿物本身的化学组成和内部结构，是取决于矿物本身的化学组成和内部结构，是鉴定鉴定矿物的主要依据矿物的主要依据，也是矿物资源开发利用的着眼，也是矿物资源开发利用的着眼点。点。1.1.光学性质、光学性质、2.2.力学性质、力学性质、3.3.磁学性质、磁学性质、4.4.电学性质、电学性质、5.5.热学性质热学性质1.4 1.4 矿物的物理性质矿物的物理性质1.4.1 矿物的光学性质矿物的光学性质 矿物的光学性质矿物的光学性质：矿物对可见光的矿物对可见光的反射反射、折射、折射、吸收吸收等所表现出来的各种性质。等所表现出来的各种性质。光学性质光学性质：颜色颜色 Color 条痕条痕 Streak 透明度透明度 Transparence 光泽光泽 Luster1 颜色颜色（Color）矿物对入射的白色可见光（390770nm）中不同波长的光波吸收后，透射和反射的各种波长可见光的混合色。是矿物对可见光波进行选择性吸收和反射后所呈现的色调。是鉴定矿物时最直观的感性认识。由矿物化学成分与内部结构决定，如黄铜矿、孔雀石、辉钼矿分别呈铜黄、翠绿和铅灰色。1.自色自色 矿物固有颜色矿物固有颜色2.他色他色 混入带色杂质混入带色杂质 3.假色假色 表面氧化等光线干扰表面氧化等光线干扰注意：注意：1）当矿物对各色光同等程度地均匀吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度；n例如，吸收红光，则呈现红光对角的补色绿色。2）当矿物选择性地吸收某种波）当矿物选择性地吸收某种波 长的色光时，长的色光时，矿物呈现被吸收的色光的补色。矿物呈现被吸收的色光的补色。2 条痕（条痕（streak）是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在白色无釉磁板白色无釉磁板（white unglazes porcelain）上划擦时所留下的粉末的）上划擦时所留下的粉末的颜色。条痕突出表现了矿物的自色，因而是鉴定矿物的颜色。条痕突出表现了矿物的自色，因而是鉴定矿物的可靠依据。可靠依据。可清除假色可清除假色 减弱他色减弱他色 显示自色显示自色 注意：注意：不不透透明明矿矿物物和和鲜鲜艳艳彩彩色色的的透透明明半半透透明明矿矿物物，尤尤其其是是硫硫化化物物或或部部分分氧氧化化物物和和自自然然元元素素矿矿物物，具具重重要要鉴鉴定定意意义义；而而浅浅色色或或白白色色、无无色色透透明明矿矿物物的的条条痕痕多多为为白白色色、浅浅灰灰色色等等浅浅色色，无无鉴鉴定意义；定意义；某些矿物由于类质同象混入物的影响，其某些矿物由于类质同象混入物的影响，其条痕和颜色会有所变化。根据条痕的微细变化，条痕和颜色会有所变化。根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的形成可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的形成条件条件。条痕（黄铁矿、赤铁矿）条痕（黄铁矿、赤铁矿）n n墨墨绿绿色色n n樱红色樱红色3 透明度（透明度（Transparence）矿物透过可见光的程度。分为透明、半透明、不透明。1）透明（transparent）：能透过绝大部分光，条痕为无色、白色或浅色。如，石英、方解石、普通角闪石2）半透明（translucent）：可允许部分光透过，条痕呈红、褐等各种彩色。如，辰砂、雄黄3）不透明（opaque）：基本不允许光透过，条痕呈黑色或金属色。如，磁铁矿、石墨 4 光泽（光泽（Luster）指矿物表面对光的反射能力。指矿物表面对光的反射能力。矿物反光的强弱主要取决于矿物对光的折射和吸收矿物反光的强弱主要取决于矿物对光的折射和吸收的程度。矿物对光的折射越强，光泽也就越强。的程度。矿物对光的折射越强，光泽也就越强。光泽与透明度、条痕有关，在肉眼鉴定时，常配合光泽与透明度、条痕有关，在肉眼鉴定时，常配合条痕、透明度来判断光泽等级。条痕、透明度来判断光泽等级。在矿物晶面、解理面观测：分金属光泽、半金属光泽、非金属光泽（又分金刚光泽、玻璃光泽）受影响后变异光泽如油脂光泽与松脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等分为4个等级：1 1）金金属属光光泽泽：反反光光很很强强，似似平平滑滑金金属属磨磨光光面面的的反反光光。矿矿物物具具金金属属色色，条条痕呈黑色或金属色痕呈黑色或金属色，不透明。，不透明。2）半半金金属属光光泽泽：反反光光较较强强，似似未未经经磨磨光光的的金金属属表表面面的的反反光光。矿矿物物呈呈金金属属色色，条条痕痕为为棕棕色色、褐褐色色等等深深彩彩色色，不透明半透明不透明半透明。3）金金刚刚光光泽泽：反反光光较较强强，似似金金刚刚石石般般明明亮亮耀耀眼眼的的反反光光。颜颜色色和和条条痕痕均均呈呈浅浅色色（如如浅浅黄黄、桔桔红红、浅浅绿绿等等）、白白色色或或无无色色，半透明透明半透明透明。4 4）玻玻璃璃光光泽泽：反反光光较较弱弱，呈呈普普通通平平板板玻玻璃璃表表面面的的反反光光。矿矿物物为为无无色色、白白色或浅色色或浅色，条痕呈，条痕呈无色或白色无色或白色，透明。，透明。注意：矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上的注意：矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上的特殊变异光泽特殊变异光泽：1）油油脂脂光光泽泽（greasy luster）：某某些些解解理理不不发发育育的的浅浅色色透透明明矿矿物物的的不不平平坦坦断断口口上上呈呈现现的的似似油油脂脂般般的的光光泽。泽。2）树树脂脂光光泽泽（resinous luster）：某某些些具具金金刚刚光光泽泽的的黄黄、褐褐或或棕棕色色透透明明矿矿物物的的不不平平坦坦断断口口上上的的似似松松香香般般的光泽。的光泽。3）沥沥青青光光泽泽（pitchy luster）：解解理理不不发发育育的的半半透透明明或不透明黑色矿物的不平坦断口上乌亮沥青状光泽。或不透明黑色矿物的不平坦断口上乌亮沥青状光泽。4）珍珍珠珠光光泽泽（pearly luster）：浅浅色色透透明明矿矿物物的的极极完完全全解解理理面面上上的的如如珍珍珠珠表表面面或或蚌蚌壳壳内内壁壁柔和而多彩的光泽。柔和而多彩的光泽。5）丝丝绢绢光光泽泽（silky luster）：具具玻玻璃璃光光泽泽的的无无色色或或浅浅色色透透明明矿矿物物的的纤纤维维状状集集合合体体表表面面常常呈蚕丝或丝织品状的光亮。呈蚕丝或丝织品状的光亮。6）蜡蜡状状光光泽泽（waxy luster）：某某些些透透明明矿矿物物的的隐隐晶晶质质或或非非晶晶质质致致密密块块体体上上的的似似蜡蜡烛烛表表面面的光泽。的光泽。7）土状光泽土状光泽（earthy luster）：呈土状、粉）：呈土状、粉末状或疏松多孔状集合体的矿物表面如土块末状或疏松多孔状集合体的矿物表面如土块般暗淡无光。般暗淡无光。5 矿物透明度、光泽、颜色和条痕的关系矿物透明度、光泽、颜色和条痕的关系矿物光泽、颜色和条痕是矿物鉴定的重要依据，透矿物光泽、颜色和条痕是矿物鉴定的重要依据，透明度、光泽和颜色还是评价宝石的重要指标。明度、光泽和颜色还是评价宝石的重要指标。透明度透明度透明透明不透明不透明光光 泽泽玻璃玻璃金刚金刚半金属半金属金属金属颜颜 色色无色无色浅色浅色深色深色金属色金属色条条 痕痕白色白色浅色浅色深色或金属色深色或金属色折射率折射率低低高高吸收率吸收率低低高高反射率反射率低低高高6 特殊光学效特殊光学效应 由由于于矿矿物物内内部部具具有有包包裹裹体体、双双晶晶、微微细细球球状状结结构构等等特特殊殊内内在在因因素素，当当被被加加工工成成宝宝石石时时，导导致致光光的的干干涉涉、散散射射、衍衍射射等等现现象象，使使宝石显现出特殊的光学效应。宝石显现出特殊的光学效应。常常见见的的有有：猫猫眼眼效效应应、星星光光效效应应、变变色色效应效应、变彩效应变彩效应、晕色效应晕色效应 等。等。矿物在外力（如敲打、挤压、拉引、刻划矿物在外力（如敲打、挤压、拉引、刻划等）作用下所表现出来的性质。等）作用下所表现出来的性质。力学性质：力学性质：硬度硬度 Hardness 解理解理 Cleavage 断口断口 Fracture 韧性等1.4.2 矿物的力学性质矿物的力学性质（mechanical properties）1.4.2.1 1.4.2.1 硬度硬度硬度：指矿物抵抗刻划和机械压力的强度。通常采用摩氏硬度计确定，分十级测定其相对硬度，以十种代表矿物作为标准，列成相对硬度表进行比较。硬度硬度硬度硬度矿物矿物矿物矿物硬度硬度硬度硬度矿物矿物矿物矿物1 12 23 34 45 5滑滑滑滑 石石石石石石石石 膏膏膏膏方解石方解石方解石方解石萤萤萤萤 石石石石磷灰石磷灰石磷灰石磷灰石6 67 78 89 91010正长石正长石正长石正长石石石石石 英英英英黄黄黄黄 玉玉玉玉刚刚刚刚 玉玉玉玉金刚石金刚石金刚石金刚石1 硬度（硬度（Hardness）矿物硬度是指矿物硬度是指矿物抵抗外力刻划等机械作用的能力矿物抵抗外力刻划等机械作用的能力。1）.摩氏硬度计摩氏硬度计 （1）Talc滑石滑石 （2）gypsum石膏石膏（3）calcite 方解石方解石 （4）fluorite萤石萤石（5）apatite磷灰石磷灰石 （6）orthoclase正长石正长石（7）quartz石英石英 （8）topaz黄玉黄玉（9）corundum 刚玉刚玉（10）diamond金刚石金刚石 测试时，应先以高硬度的标准矿物的棱角刻划待测测试时，应先以高硬度的标准矿物的棱角刻划待测矿物，再依次换用硬度较低的标准矿物刻划，当两矿物矿物，再依次换用硬度较低的标准矿物刻划，当两矿物硬度相近时，则用标准矿物与待测矿物相互刻划，以确硬度相近时，则用标准矿物与待测矿物相互刻划，以确定其硬度的相对大小。定其硬度的相对大小。滑滑滑滑石石石石石石石石膏膏膏膏方方方方解解解解石石石石萤萤萤萤石石石石磷磷磷磷灰灰灰灰石石石石正正正正长长长长石石石石石石石石英英英英黄黄黄黄玉玉玉玉刚刚刚刚玉玉玉玉金金金金刚刚刚刚石石石石1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010n n指甲为指甲为 2 2.5，小刀约，小刀约 5 5.5n n软软n n硬硬摩氏硬度摩氏硬度计 F.MohsF.Mohs（德）（德）n低硬度（小于指甲）中硬度低硬度（小于指甲）中硬度 高硬度（大于小刀）高硬度（大于小刀）2）.确定矿物硬度的简便方法确定矿物硬度的简便方法 用指甲和用指甲和/或小刀刻划来确定硬度范围。或小刀刻划来确定硬度范围。注意：注意：实实际际鉴鉴定定时时，常常代代之之以以指指甲甲（）、小小钢钢刀刀（5 56 6）和玻璃（）和玻璃（）等来粗略地确定矿物的硬度）等来粗略地确定矿物的硬度;待待测测矿矿物物须须选选择择新新鲜鲜、致致密密、纯纯净净的的单单矿矿物物，最最好好是是具具良良好好的的棱棱角角、晶晶面面或或解解理理面面的的单单晶晶体体。有有些些矿矿物物的的硬硬度度具具对对称称性性和和各各向向异异性性。如如，蓝蓝晶晶石石（100100）面面上上的的硬硬度度，沿沿延延长长方方向向硬硬度度为为，垂垂直直延延长长方方向向硬硬度度6.5,6.5,被称为二硬石。被称为二硬石。2 解理解理 Cleavages 矿物在外力作用（敲打矿物在外力作用（敲打或挤压）下，或挤压）下，严格沿着严格沿着一定结晶学方向破裂、一定结晶学方向破裂、并裂成光滑平面的性质并裂成光滑平面的性质称为称为解理解理。这些平面称。这些平面称为为解理面解理面cleavage plane.解理是鉴别矿物的可靠解理是鉴别矿物的可靠依据之一。依据之一。（1）极完全极完全解理：解理：矿物在矿物在外力作用下极外力作用下极易裂成簿片。易裂成簿片。解理面光滑、解理面光滑、平整。如云母、平整。如云母、石墨、石膏等。石墨、石膏等。n分为五个等级：分为五个等级：完全解理完全解理：矿物受力后易裂成易裂成光滑光滑的的平面平面或 规则规则的解理块解理块，解理面显著显著而平滑平滑，常见解理面解理面的阶梯阶梯。如方解石、萤石如方解石、萤石 中等解理中等解理：矿物受力后常破裂成 较小较小的不很平滑不很平滑的平面平面，解理面解理面不太连续不太连续，常呈 阶梯状阶梯状，且闪闪发亮闪闪发亮，清晰可见清晰可见。不完全解理不完全解理：矿物受力后不不易易裂裂出出解解理理面面，仅断续可见小小而不不平平滑滑的解理面解理面。如磷灰石如磷灰石 极不完全解理极不完全解理：即无无解理解理。矿物受力后很很难难出出现现解理面解理面，仅 在 显显微微镜镜下下偶偶尔尔可见零星零星的 解理缝解理缝。(1）解理只能在晶质矿物中出现，非晶质或胶体矿物中不能出现解理。肉眼能够在较大的矿物晶体上看见解理。（2）必须对同种矿物的多个颗粒进行观察。（3）一个矿物可有一种级别的解理，也可有两种级别的解理；可有一个方向的解理，也可有多个方向的解理。（4）观察解理组数和夹角必须在同一单体上进行。要尽量找到自由面多的单体，对着光线转动标本，观察解理组数和夹角；也可在解理面上观察解理纹的方向来确定解理组数。观察解理的注意事项：观察解理的注意事项：(5）注意区分晶面与解理面晶面晶面解理面解理面1、为晶体外面的一层平、为晶体外面的一层平面，受力打击后立即消失面，受力打击后立即消失1、为晶体内部结构上连、为晶体内部结构上连结力弱的方向，受力打击结力弱的方向，受力打击后可出现互相平行的平面后可出现互相平行的平面2、晶面上一般比较暗淡。、晶面上一般比较暗淡。2、解理面一般比较新鲜、解理面一般比较新鲜、光亮。光亮。3、晶面一般不太平整，、晶面一般不太平整，仔细观察时有凹凸不平的仔细观察时有凹凸不平的痕迹。痕迹。3、比较平整，但可出现、比较平整，但可出现规则的阶梯状解理面或解规则的阶梯状解理面或解理纹。理纹。矿物受力作用后不依一定结晶方向裂开，而是矿物受力作用后不依一定结晶方向裂开，而是在任意方向上呈各种不平整的断面，此种断面在任意方向上呈各种不平整的断面，此种断面称为断口。称为断口。分为贝壳状、锯齿状、参差状和平坦状断口。矿物的解理与断口出现的难易程度是互为消长矿物的解理与断口出现的难易程度是互为消长的。在晶体、非晶质矿物中都可见断口。的。在晶体、非晶质矿物中都可见断口。解理只在晶体矿物上发生，而断口在晶体矿物和非晶体矿物上都有可能发生。3 断口（断口（Fracture）3.2 3.2 矿物的力学性质矿物的力学性质-解理与断口解理与断口解理：指矿物受外力作用沿一定结晶方向规则分裂为光滑面的性质。鉴定矿物的重要特征。分为最完全、完全、中等、不完全和极不完全解理。断口：有些矿物在受力后不沿一定的面裂开，破裂面参差不齐，这种断裂面称为断口。分为贝壳状、锯齿状、参差状和平坦状断口。解理只在晶体矿物上发生，而断口在晶体矿物和非晶体矿物上都有可能发生。依据其所呈依据其所呈现的形的形态来描述来描述矿物的断口，常物的断口，常见：贝贝壳壳状状断断口口（conchoidal fracture）：呈呈圆圆形形或或椭椭圆圆形形的的光光滑曲面，形似贝壳。滑曲面，形似贝壳。锯锯齿齿状状断断口口（hackly fracture）：呈呈尖尖锐锐锯锯齿齿状状，见见于于强强延延展性的自然金属元素矿物。展性的自然金属元素矿物。参参差差状状断断口口（uneven fracture）：呈呈参参差差不不平平状状，见见于于大大多多数脆性矿物及块状或粒状集合体。数脆性矿物及块状或粒状集合体。平坦状断口（平坦状断口（even fracture）：断面较平坦，见于块状矿物。）：断面较平坦，见于块状矿物。土土状状断断口口（earthy fracture）：断断面面粗粗糙糙、呈呈细细粉粉状状，为为土土状矿物特有。状矿物特有。纤纤维维状状断断口口（fibrous fracture）：呈呈纤纤维维丝丝状状，见见于于纤纤维维状状矿物集合体上。矿物集合体上。4 4 矿物的力学性质矿物的力学性质-韧性韧性矿物抵抗切割、锤击、弯曲、拉引等外力作用的能力。可分为脆性（易压碎）、延展性（压力下成薄片或丝）、弹性（弯曲后恢复原状）、挠性（弯曲后不恢复原状）和可塑性（加水可塑成任意形状）一些矿物如云母薄片和石棉纤维具弹性，绿泥石与滑石具有挠性，自然铜、金、银等具有金属键的矿物还具有延展性，可被锤击成薄片或拉长成细丝。其他力学性质其他力学性质韧性韧性脆性（脆性（Brittle）：矿物受外力作用（如刀刻、锤击）时易破：矿物受外力作用（如刀刻、锤击）时易破碎的性质。脆性与矿物硬度无关。具脆性的矿物如石盐、碎的性质。脆性与矿物硬度无关。具脆性的矿物如石盐、萤石、金刚石等。萤石、金刚石等。延展性（延展性（Malleable，ductility）：矿物在锤击或拉引下容易：矿物在锤击或拉引下容易形成薄片或细丝的性质。通常温度增高，矿物延展性增强。形成薄片或细丝的性质。通常温度增高，矿物延展性增强。自然金、自然铜、自然银等具有很好的延展性。自然金、自然铜、自然银等具有很好的延展性。弹性（弹性（Elastic）：矿物因受外力而变形，当外力除去后，在：矿物因受外力而变形，当外力除去后，在弹性限度内，能恢复原状的性质。如白云母等。