物理性质分析.pptx

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1、 一一 矿物的光学性质矿物的光学性质 矿物的矿物的光学性质光学性质:是指矿物对可见是指矿物对可见光的反射、折射、吸收等所综合表现光的反射、折射、吸收等所综合表现出来的各种性质。出来的各种性质。第第二二讲讲第1页/共71页包括：包括：矿物的颜色、条痕、光泽、透明度矿物的颜色、条痕、光泽、透明度第2页/共71页颜色互补原理颜色互补原理示意图示意图紫紫青青黄绿黄绿绿绿蓝蓝红红橙橙黄黄（一）矿物的颜色：（一）矿物的颜色：1 1、颜色的定义：、颜色的定义：是矿物对入射的白色可是矿物对入射的白色可见光见光(390(390770nm)770nm)中不中不同波长的光波同波长的光波吸收吸收后，后，透射透射和和反

2、射反射的各种波长的各种波长可见光的混合色。可见光的混合色。自然光呈白色，自然光呈白色，由红、橙、黄、绿、蓝、青、由红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种色光组成。对角扇形紫七种色光组成。对角扇形区为互补色。区为互补色。第第二二讲讲第3页/共71页 矿物颜色的一般表现形式：矿物颜色的一般表现形式：黑色黑色均匀地全部吸收自然白光；均匀地全部吸收自然白光；白色或无色白色或无色基本上不吸收；基本上不吸收；灰色灰色均匀地吸收各种色光；均匀地吸收各种色光；彩色彩色选择性地吸收某种波长的色光而呈现选择性地吸收某种波长的色光而呈现 被吸收的色光的补色。被吸收的色光的补色。矿物颜色的成因类型包括：矿物颜色的成因类型包括

3、：自色自色 他色他色 假色假色第第二二讲讲第4页/共71页 (1)(1)自色自色(Idiochromatic color)(Idiochromatic color)：由矿物本身固有的化学成分和内部结构由矿物本身固有的化学成分和内部结构 所决定的颜色。又可分为体色和表面色。所决定的颜色。又可分为体色和表面色。第第二二讲讲第5页/共71页 (2)(2)他色他色(allochromatic color)(allochromatic color)：是指矿物因含外来带色的杂质元素等所是指矿物因含外来带色的杂质元素等所 引的颜色。引的颜色。(3)(3)假色假色(pseudochromatic color)

4、(pseudochromatic color)：是自然光照射在矿物表面或进入到矿物是自然光照射在矿物表面或进入到矿物 内部所产生的反射、干涉、衍射、散射内部所产生的反射、干涉、衍射、散射 等物理光学效应而引起的矿物呈色。假等物理光学效应而引起的矿物呈色。假 色只对个别矿物有辅助鉴定意义。色只对个别矿物有辅助鉴定意义。第第二二讲讲第6页/共71页矿物中常见的假色主要有：矿物中常见的假色主要有：1)1)锖色锖色(tarnish)(tarnish)：指某些指某些不透明矿物不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的表面氧化薄膜引起反射光的 干涉干涉而呈现出的彩色而呈现出的彩色。如斑铜矿表面的蓝、靛、红、紫斑驳

5、色。2)2)晕色晕色(iridescence)(iridescence)：指某些指某些透明矿物透明矿物内部平行密集的解理面或裂隙面内部平行密集的解理面或裂隙面 对光对光连续反射连续反射使矿物表面出现如同彩虹般的色带使矿物表面出现如同彩虹般的色带。在白云母、冰洲石、透石膏等无色透明晶体的解 理面上最易见到。第第二二讲讲第7页/共71页3)变彩(play of color)：指从不同方向观察某些透明矿物时，其不均匀分布的各种指从不同方向观察某些透明矿物时，其不均匀分布的各种颜色会随之发生变换。颜色会随之发生变换。这是由于矿物内部存在有许多厚度与可见光波长相当的微这是由于矿物内部存在有许多厚度与可见

6、光波长相当的微 细叶片状或层状结构，引起细叶片状或层状结构，引起光的衍射、干涉光的衍射、干涉作用作用所致。所致。例如例如:拉长石即具有美丽的蓝绿、金黄、红紫等连续拉长石即具有美丽的蓝绿、金黄、红紫等连续 改变的变彩；贵蛋白石呈现蓝、绿、紫、红等色的变彩。改变的变彩；贵蛋白石呈现蓝、绿、紫、红等色的变彩。第第二二讲讲第8页/共71页4)4)乳光乳光(也称蛋白光，也称蛋白光，opalescence)opalescence)：指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的指在矿物中见到的一种类似于

7、蛋清般略带柔和淡蓝色调的 乳白色浮光乳白色浮光乳白色浮光乳白色浮光。它是由于矿物内部含有许多远比可见光波长为小的它是由于矿物内部含有许多远比可见光波长为小的其他矿其他矿其他矿其他矿 物或胶体微粒物或胶体微粒物或胶体微粒物或胶体微粒，使入射光发生，使入射光发生漫反射漫反射漫反射漫反射而引起的。如月长石而引起的。如月长石 和乳蛋白石均可见到这种乳光。和乳蛋白石均可见到这种乳光。第第二二讲讲第9页/共71页 2 2、矿物的呈色（致色）机理、矿物的呈色（致色）机理过渡型离子致色离子内部电子跃迁：当自然光照射时，矿物中致色元素离子吸收光能从而使其外层电子由基态跃迁到激发态,跃迁中吸收光能(吸收光)使矿物

8、呈色。（外电子层d轨道或f轨道能级分裂，能级间的能量差与可见光中的某种波长的光波相当而致其被吸收，又称dd跃迁或ff跃迁）。第第二二讲讲第10页/共71页 变价元素致色离子间电荷转移：在外加能量的激发下，矿物晶体结构中变价元素的相邻离子之间发生电子跃迁(称为电荷转移)，而使矿物致色。如Fe2+与Fe3+，Mn2+与Mn3+或Ti3+与Ti4+之间最易发生电荷转移。例如蓝闪石即是由于结构中存在Fe2+与Fe3+之间的电荷转移而呈蓝色。第第二二讲讲第11页/共71页能带间电子跃迁致色能带间电子跃迁致色(自然金属或硫化物矿物自然金属或硫化物矿物)：能带理论认为:矿物中的原子或离子，其外层电子均处于一

9、定的能带。能带的下部为价带(valence band)，上部为导带(conduction band)，两者间为禁带(forbidden band)。矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色。如辰砂如辰砂(HgS)(HgS)的禁带宽度为的禁带宽度为32103210-16-16J J，相当于，相当于620nm620nm的波长，的波长，故矿物能吸收除红光以外的其它色光而呈红色。故矿物能吸收除红光以外的其它色光而呈红色。第12页/共71页色心致色色心致色(碱金属和碱土金属化合物矿物碱金属和碱土金属化合物矿物)：色心是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷，它能引起相应的电子跃迁而使矿

10、物呈色。如萤石如萤石(CaF2)(CaF2)的紫色，即分别是因晶格中的紫色，即分别是因晶格中F F-空位所空位所引起的引起的F F心所致。心所致。第13页/共71页 说明：A A）能够使矿物呈色的过渡型离子称为色素离子(chromophoric ion)。主要有周期表中第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni，以及次要的W、Mo、U、Cu和稀土元素的离子，其中最常 见的是通常分别使矿物致绿色和褐红色的Fe2+和Fe3+。所以 由过渡型离子组成的矿物或含有过渡离子的矿物易呈现彩色.B B）对于仅由惰性气体型离子所构成的矿物，因其基态与激发态 能级间的能量差远比可见光的能量为大，可见光不能

11、激发电 子而使其发生跃迁，所以这类矿物对可见光几乎不吸收，故 呈现无色或白色。第14页/共71页（二）矿物的条痕：（二）矿物的条痕：1 1、条痕、条痕(streak)(streak)的概念：的概念：矿物的条痕是矿物粉末的颜色。通常是指矿矿物的条痕是矿物粉末的颜色。通常是指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色。物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色。2 2、矿物条痕的意义：、矿物条痕的意义：能消除假色、减弱他色、突出自色。能消除假色、减弱他色、突出自色。条痕对于鉴定不透明矿物和鲜艳彩色的透明条痕对于鉴定不透明矿物和鲜艳彩色的透明半半透透明矿物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素明矿物，尤

12、其是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具有重要意义。矿物，具有重要意义。第第二二讲讲第15页/共71页（三）矿物的透明度（三）矿物的透明度1 1、矿物透明度、矿物透明度(transparency(transparency或或diaphaneity)diaphaneity)的概念：的概念：透明度是指矿物允许可见光透过的程度。透明度是指矿物允许可见光透过的程度。一般将矿物的透明度划分为三级：一般将矿物的透明度划分为三级：第第二二讲讲第16页/共71页 (1)(1)透明透明(transparent(transparent或或diaphanous)diaphanous)：能允许绝大部分光透过，矿物条痕

13、常为白色或略浅色。如石英、方解石和普通角闪石等。(2)(2)半透明半透明(translucent)(translucent)：可允许部分光透过，矿物条痕呈各种彩色(如红、褐等色)。如辰砂、雄黄和黑钨矿等。(3)(3)不透明不透明(opaque)(opaque)：基本不允许光透过，矿物具黑色或金属色条痕。如方铅矿、磁铁矿和石墨等。第17页/共71页2 2、判别透明度等级的依据：、判别透明度等级的依据：1 1 1 1）矿物边缘的透光程度矿物边缘的透光程度,加之条痕颜色；加之条痕颜色；2 2 2 2）0.03mm0.03mm厚度的矿物薄片，在偏光显微镜下观察透光度。厚度的矿物薄片，在偏光显微镜下观察

14、透光度。第第二二讲讲第18页/共71页3 3、影响透明度的因素：、影响透明度的因素：1 1）化学组成和晶体结构。）化学组成和晶体结构。光吸收系数大的矿物，其透明度即低。一般地，金属晶格光吸收系数大的矿物，其透明度即低。一般地，金属晶格由由 于内部存在着自由电子，因而其对光的吸收比原子晶格和于内部存在着自由电子，因而其对光的吸收比原子晶格和离离 子晶格要强得多。而离子晶格的吸收程度又因离子类型而子晶格要强得多。而离子晶格的吸收程度又因离子类型而异：异：2 2）颜色深浅和厚度；）颜色深浅和厚度；3 3）矿物中的裂隙、包裹体；）矿物中的裂隙、包裹体；4 4）矿物的集合方式；）矿物的集合方式；5 5）

15、表面风化程度。）表面风化程度。第19页/共71页（四）矿物的光泽（四）矿物的光泽1 1、矿物光泽、矿物光泽(luster)(luster)的概念：的概念：指矿物表面对可见光的反射能力。矿物对光的折射和吸收越强，反光能力越大，光泽越强，反之则弱。第第二二讲讲第20页/共71页2 2、矿物光泽的等级：、矿物光泽的等级：（1 1）金属光泽）金属光泽(metallic luster)(metallic luster)：反光能力很强，似平滑金属磨光面的反光。矿物具金属色（感），痕呈黑色或金属色，不透明。如方铅矿、黄铁矿和自然金等。(2)(2)半金属光泽半金属光泽(submetallic luster)(

16、submetallic luster)：反光能力较强，似未经磨光的金属表面的反光。矿物呈金属色，条痕为深彩色(如棕色、褐色等)，不透明半透明。如赤铁矿、铁闪锌矿和黑钨矿等。第第二二讲讲第21页/共71页(3)(3)(3)(3)金刚光泽金刚光泽金刚光泽金刚光泽(adamantine luster)(adamantine luster)(adamantine luster)(adamantine luster)：反光较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。矿物的颜反光较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。矿物的颜色和条痕均为浅色色和条痕均为浅色(如浅黄、桔红、浅绿等如浅黄、桔红、浅绿等)、白色或无、白色或无色，

17、半透明色，半透明透明。如浅色闪锌矿、雄黄和金刚石等。透明。如浅色闪锌矿、雄黄和金刚石等。(4)(4)(4)(4)玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽(vitreous luster)(vitreous luster)(vitreous luster)(vitreous luster)：反光能力相对较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。反光能力相对较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。矿物为无色、白色或浅色，条痕呈无色或白色，透明。矿物为无色、白色或浅色，条痕呈无色或白色，透明。如方解石，石英和萤石等。如方解石，石英和萤石等。第第二二讲讲第22页/共71页 注意：注意：矿物肉眼鉴定时，根据矿物新鲜平滑的晶面、解

18、理面或磨光 面上反光能力的强弱，同时配合矿物的条痕和透明度进行光泽等级的 判定。金刚光泽、玻璃光泽（半金属光泽）统称为非金属光泽。金刚光泽（辰砂）金刚光泽（辰砂）金属光泽（金）金属光泽（金）半金属光泽半金属光泽（针铁矿）（针铁矿）玻璃光泽玻璃光泽（水镁石）（水镁石）金属光泽金属光泽（黄铁矿）（黄铁矿）半金属光泽半金属光泽（铬铁矿）（铬铁矿）金刚光泽金刚光泽（金刚石）（金刚石）玻璃光泽玻璃光泽（水晶）（水晶）第23页/共71页3 3、矿物的特殊光泽：、矿物的特殊光泽：（1 1）油脂光泽）油脂光泽(greasy luster)(greasy luster)：某些具玻璃光泽或金刚光泽、解理不发育的浅

19、色透明矿物，在其不平坦的断口上所呈现的如同油脂般的光泽，如石英、磷灰石、石榴子石和霞石等。(2)(2)树脂光泽树脂光泽(resinous luster)(resinous luster)：在某些具金刚光泽的黄、褐或棕色透明矿物的不平坦的断口上，可见到似松香般的光泽。如浅色闪锌矿和雄黄等。第第二二讲讲第24页/共71页(3)(3)沥青光泽沥青光泽(pitchy luster)(pitchy luster)：解理不发育的半透明或不透明黑色矿物，其不平坦的断口上具亮沥青状光亮。如沥青铀矿和富含Nb、Ta的锡石等。(4)(4)蜡状光泽蜡状光泽(waxy luster)(waxy luster)：某些透

20、明矿物的隐晶质或非晶质致密块体上，呈现有如蜡烛表面的光泽。如块状叶蜡石、蛇纹石及很粗糙的玉髓等。第第二二讲讲第25页/共71页(5)(5)丝绢光泽丝绢光泽(silky luster)(silky luster)：无色或浅色、具玻璃光泽的透明矿物的纤维状集合体表面常呈蚕丝或丝织品状的光亮。如纤维石膏和石棉等。(6)(6)珍珠光泽珍珠光泽(pearly luster)(pearly luster)：浅色透明矿物的极完全的解理面上呈现出如同珍珠表面或蚌壳内壁那种柔和而多彩的光泽。如白云母和透石膏等。(7)(7)土状光泽土状光泽(earthy luster)(earthy luster)：呈土状、粉末

21、状或疏松多孔状集合体的矿物，表面如土块般暗淡无光。如块状高岭石和褐铁矿等。第第二二讲讲第26页/共71页影响矿物光泽的主要因素是矿物的化学键类型。一般来说，具金属键的矿物呈现金属或半金一般来说，具金属键的矿物呈现金属或半金属光泽；具共价键、离子键或分子键的矿物呈现属光泽；具共价键、离子键或分子键的矿物呈现金刚光泽或玻璃光泽。金刚光泽或玻璃光泽。第第二二讲讲第27页/共71页珍珠光泽（白云石）珍珠光泽（白云石）丝绢光泽（石棉）丝绢光泽（石棉）土状光泽（高岭土）土状光泽（高岭土）第第二二讲讲第28页/共71页二二 矿物的力学性质矿物的力学性质 矿物的力学性质矿物的力学性质(mechanical p

22、roperties)(mechanical properties)是指是指 矿物在外力矿物在外力(如敲打、挤压、拉引和刻划等如敲打、挤压、拉引和刻划等)作作 用下所表现出来的性质。用下所表现出来的性质。包括：包括：解理、裂开和断口；硬度；脆性；延展性；弹性和挠性。第第二二讲讲第29页/共71页(一一)矿物的解理、裂开和断口矿物的解理、裂开和断口 一）、解理一）、解理 1 1、解理、解理(cleavage)的定义：的定义：矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平面称为解理面。第第二二讲讲第30页/共71页 2、解理的分级：通常按照

23、破裂的难易程度，将解理分为五个等级。(1)极完全解理(eminent cleavage)：矿物受力后极易裂成薄片，解理面平整而光滑.如云母的001解理；石墨的0001解理；透石膏的010解理等。(2)完全解理(perfect cleavage)：矿物受力后易裂成光滑的平面或规则的解理块，解理面显著而平滑，常见平行解理面的阶梯。如方铅矿的100解理；方解石的1011解理等。第第二二讲讲第31页/共71页(3)(3)(3)(3)中等解理中等解理(good or fair cleavage)(good or fair cleavage)(good or fair cleavage)(good or

24、fair cleavage)：矿物受力后，常沿解理面破裂，矿物受力后，常沿解理面破裂，解理面较小解理面较小而且而且不太连续不太连续，常，常呈阶梯状，却仍闪闪发亮，清晰可见。如蓝晶石的呈阶梯状，却仍闪闪发亮，清晰可见。如蓝晶石的010010解理等。解理等。(4)(4)(4)(4)不完全解理不完全解理(poor or imperfect cleavage)(poor or imperfect cleavage)(poor or imperfect cleavage)(poor or imperfect cleavage)：矿物受力后，矿物受力后，不易不易裂出解理面，仅断续可见小而不平滑的解理裂出解

25、理面，仅断续可见小而不平滑的解理面。如磷灰石的面。如磷灰石的00010001解理；橄榄石的解理；橄榄石的100100解理等。解理等。(5)(5)(5)(5)极不完全解理极不完全解理第第二二讲讲第32页/共71页敲击、挤压等力的作用敲击、挤压等力的作用解理解理第33页/共71页3 3、解理发育的一般规律及其主要影响因素有：、解理发育的一般规律及其主要影响因素有：（1 1）解理沿着晶格中网面密度最大的方向发育。）解理沿着晶格中网面密度最大的方向发育。例如金刚石平行100、110、111的面网间距分别为0.089nm、0.126nm、0.154nm，因而其解理沿111产生。（2 2）解理面平行于由异

26、号离子组成的电性中和）解理面平行于由异号离子组成的电性中和面。面。例如石盐具平行100解理。第第二二讲讲第34页/共71页 （3 3）当相邻面网为同号离子组成的面网时，解理）当相邻面网为同号离子组成的面网时，解理面面 易平行于该面网发育。易平行于该面网发育。如萤石结构中，111方向存 在均由F-离子组成的相邻面网，由于静电斥力使其面网间 联结力弱，导致解理沿111面网产生。（4 4）解理面易平行于晶体内化学键最强的方向发）解理面易平行于晶体内化学键最强的方向发育。育。对多键型的分子晶格，解理面平行于由分子键联结的面网，如石墨,层内键力远比层间的分子键强，故其解理平行0001。第第二二讲讲第35

27、页/共71页4 4、关于解理面和晶面的区别：、关于解理面和晶面的区别：（1 1）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现；）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现；（2 2）晶面黯淡，解理面光亮；）晶面黯淡，解理面光亮；（3 3）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦，）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦，或出现规则解理台阶。或出现规则解理台阶。5 5、识别和描述矿物解理的意义：、识别和描述矿物解理的意义：（1 1）鉴定矿物；）鉴定矿物；（2 2）推断晶体内部的结构特征；）推断晶体内部的结构特征；（3 3）为矿物资源化利用提供依据。）为矿物资源化利用提供依据。第第二二讲讲第36页/共

28、71页 二）裂开（1）裂开裂开(或称裂理，或称裂理，parting)parting)是指某些矿物晶体在应是指某些矿物晶体在应力作用力作用 下，有时可沿着晶格内一定的结晶方向破裂成下，有时可沿着晶格内一定的结晶方向破裂成平面的性质。裂开的平面称为裂开面平面的性质。裂开的平面称为裂开面(parting plane)(parting plane)。（2）从现象上看，裂开酷似解理，但二者产生的原因从现象上看，裂开酷似解理，但二者产生的原因根本不同。根本不同。第37页/共71页 一定结晶学方向存在结构薄弱面极可能出现裂开：一定结晶学方向存在结构薄弱面极可能出现裂开：杂质夹层、定向包裹体 固溶体离溶物夹层

29、 聚片双晶接合面 当这些因素不存在时，矿物则不具裂 开。如如:某些磁铁矿可见平行某些磁铁矿可见平行111111的裂开，即是由于其含的裂开，即是由于其含有沿有沿111111面网分布面网分布 的显微状钛铁矿、钛铁晶石出的显微状钛铁矿、钛铁晶石出溶片晶所致；而方解石在应力作用下，常可沿溶片晶所致；而方解石在应力作用下，常可沿01011 12 2聚片双晶裂开等。聚片双晶裂开等。第38页/共71页（3）裂开面不受晶体结构控制裂开面不受晶体结构控制,因而裂开因而裂开不是矿物本身不是矿物本身固有的特性固有的特性，它只出现于某些矿物在特定环境下形成，它只出现于某些矿物在特定环境下形成的某些晶体上。因此裂开有时

30、可以帮助推测矿物的成的某些晶体上。因此裂开有时可以帮助推测矿物的成分、成因特点及形成历史等。分、成因特点及形成历史等。第39页/共71页三）、断口三）、断口(fracture)(fracture)断口是矿物受力后沿任意方向破裂而形成的断面，称断口是矿物受力后沿任意方向破裂而形成的断面，称为为 断口。断口。常见的矿物断口，主要有如下几种：常见的矿物断口，主要有如下几种：(1)(1)贝壳状断口贝壳状断口(conchoidal fracture)(conchoidal fracture)(2)(2)锯齿状断口锯齿状断口(hackly fracture)(hackly fracture)(3)(3)参

31、差状断口参差状断口(uneven fracture)(uneven fracture)(4)(4)平坦状断口平坦状断口(even fracture)(even fracture)(5)(5)土状断口土状断口(earthy fracture)(earthy fracture)(6)(6)纤维状断口纤维状断口(fibrous fracture)(fibrous fracture)第第二二讲讲第40页/共71页(二二)矿物的硬度矿物的硬度1 1、矿物的硬度、矿物的硬度(hardness)(hardness)：是指矿物抵抗外来机械作用是指矿物抵抗外来机械作用(如刻划、压入或研磨如刻划、压入或研磨等等)

32、的能力。的能力。2 2、测定硬度的方法：、测定硬度的方法：一般可分为刻划法、压入法、研磨法等，其中前一般可分为刻划法、压入法、研磨法等，其中前两种两种 目前应用最广。目前应用最广。（1 1）刻划法）刻划法 18121812年奥地利年奥地利Friedrich MohsFriedrich Mohs提出用十种硬度提出用十种硬度递增的递增的 矿物为标准来测定矿物的相对硬度，以确定矿物矿物为标准来测定矿物的相对硬度，以确定矿物抵抗抵抗 外来刻划的能力，此即摩斯硬度计外来刻划的能力，此即摩斯硬度计(Mohs scale(Mohs scale of of hardness)hardness)。第41页/共7

33、1页 摩氏硬度计：摩氏硬度计：1 1 1 1滑滑滑滑石；石；石；石；2 2 2 2石石石石膏；膏；膏；膏；3 3 3 3方方方方解石；解石；解石；解石；4 4 4 4萤萤萤萤石；石；石；石；5 5 5 5磷磷磷磷灰石；灰石；灰石；灰石；6 6 6 6长长长长石；石；石；石；7 7 7 7石石石石英；英；英；英；8 8 8 8黄黄黄黄玉；玉；玉；玉；9 9 9 9刚刚刚刚玉；玉；玉；玉；10101010金金金金刚石。刚石。刚石。刚石。指甲指甲(2.0(2.02.5)2.5)、小钢刀小钢刀(5(56)6)、铜针铜针(3)(3)、玻璃玻璃(5.5(5.57.0)7.0)、陶瓷、陶瓷(6(6 6.5)

34、6.5)钢针钢针(5.5(5.56.0)6.0)（2 2 2 2）压入法）压入法）压入法）压入法第第二二讲讲第42页/共71页3 3、影响矿物硬度的主要因素：、影响矿物硬度的主要因素：（1 1）化学键的类型及强度）化学键的类型及强度 一般地，典型原子晶格离子晶格 金属晶 格分子晶格氢键为主的矿物。（2 2）含）含H H2 2OO或或OHOH-者硬度通常都很低者硬度通常都很低 如石膏(CaSO42H2O)和硬石膏(Ca SO4)的硬度分别为2和33.5。第第二二讲讲第43页/共71页（3 3）离子晶格矿物：）离子晶格矿物：当矿物结构类型相同(等型结构)时，若离子电价也相同，则矿物的硬度随离子半径

35、的减小而增高。例：rMg2+0.066nm，rCa2+0.108nmH菱镁矿(MgCO3)=3.54.5H方解石(CaCO3)第第二二讲讲第44页/共71页 若离子半径相近，则离子电价越高的矿物硬度若离子半径相近，则离子电价越高的矿物硬度越大。越大。例:rCa2+=0.112nm,rTh4+=0.105nmH萤石(CaF2)=4H方钍石(ThO2)(6.5)。当结构类型不同，但其他因素类同时，矿物的当结构类型不同，但其他因素类同时，矿物的硬度则随质点堆积的紧密程度的增高硬度则随质点堆积的紧密程度的增高(即阳离子的配即阳离子的配位数增高位数增高)而增大。而增大。例：D方解石（CaCO3）=2.7

36、2D文石（CaCO3）=2.94，CNCa2+方解石=6CN文石=9 H3方解石H文石3.54。第第二二讲讲第45页/共71页(三三)矿物的弹性与挠性矿物的弹性与挠性 1、矿物的弹性(elasticity)：矿物在外力作用下发生弯曲形变，当外力撤除后，在弹性限度内能够行恢复原状的性质，称为弹性。具层状结构的云母及链状结构的角闪石石棉表现 出明显的弹性。第第二二讲讲第46页/共71页 2 2、矿物的挠性(flexibility)：某些矿物在撤除使其发生弯曲形变的外力后，不 能恢复原状，这种性质称为挠性。如滑石、绿泥 石、蛭石、石墨和辉钼矿等。第第二二讲讲第47页/共71页 3、弹性和挠性的本质：

37、矿物的弹性和挠性取决于晶格内结构层间或链间键力的强弱。如果键力很微弱，受力时基本上不产生内应力，故形变后内部无力促使晶格恢复到原状而表现出挠性；反之则表现出弹性。第48页/共71页(四)矿物的脆性与延展性 1、矿物的脆性(brittleness)：是指矿物受外力作用时易发生碎裂的性质。自然界绝大多数非金属晶格矿物都具有脆性，如自然硫、萤石、黄铁矿、石榴子石和金刚石等。2、矿物的延展性(ductility)：矿物受外力时易成为细丝或薄片的性质称为矿物的延展性(ductility)。第第二二讲讲第49页/共71页3、矿物延展性的本质：是矿物受外力作用发生晶格滑移形变的一种表现，是金属键矿物的一种特

38、性。肉眼鉴定矿物时，用小刀刻划矿物表面，若留下光亮的沟痕，则矿物具延展性，若出现粉末或碎粒，则矿物具脆性。第50页/共71页三三 矿物的其它性质矿物的其它性质包括：矿物的密度、磁性、电性、膨胀、吸水、可塑性、离子交换性等。第第二二讲讲第51页/共71页（一）（一）矿物的相对密度矿物的相对密度1 1、矿物的密度、矿物的密度(density)(density)：指矿物单位体积的质量。它可以根据矿物的晶胞大小及其所含的分子数和分子量计算得出。2 2、矿物的相对密度、矿物的相对密度(relative(relative density):density):指纯净的单矿物在空气中的质量与4C时同体积的水的

39、质量之比。（无量纲）第第二二讲讲第52页/共71页3 3、矿物相对密度分级 (1)(1)轻级：相对密度小于2.52.5 如石墨(2.092.23)，石盐(2.12.2)和石膏(2.3)等。(2)(2)中级：相对密度在2.52.54 4 大多数非金属矿物属此级别。如石英(2.65)，萤石(3.18)和金刚石(3.52)等。(3)(3)重级：相对密度大于4 4 硫化物及自然金属元素矿物。如黄铁矿(4.95.2)，自然金(15.619.3)。第53页/共71页4 4、影响矿物相对密度的主要因素（1 1）组成元素的原子量越大，相对密度越大。（2 2）半径增大，相对密度减小。（3 3）质点堆积越紧密，即

40、原子或离子的配位数越高的，其相对密度则越大。（4 4）高压环境下形成的矿物的相对密度较大；高温下相对密度较小。第54页/共71页（二）矿物的磁性1 1、矿物的磁性(magnetism)(magnetism)是指矿物能被外磁场吸引、排斥或对外界产生磁场的性质。第第二二讲讲第55页/共71页2 2、矿物的磁性分类（1 1）磁性矿物磁性矿物(magnetic mineral)：可被外磁场磁化，磁化方向与外磁场方向相同，磁化方向与外磁场方向相同，既可被永久磁铁所吸引，又能吸引铁质物体。如自然铁、磁黄铁矿和磁铁矿。（2 2）电磁性矿物电磁性矿物(electromagnetic mineral)(elec

41、tromagnetic mineral)在外磁场中磁化微弱，与外磁场磁化方向相同，只能被电磁铁吸引。赤铁矿、普通辉石和黑钨矿。（3 3）抗磁性或逆磁性矿物抗磁性或逆磁性矿物（diamagnetism)diamagnetism)磁化方向与外磁场方向相反，略微表现出被排斥的性质 (如方解石、萤石和自然银等)。第第二二讲讲第56页/共71页4 4、肉眼鉴定时的矿物磁性分类 据矿物被永久磁铁吸引的强弱，分为三类（1 1）强磁性(stronger magnetism)(stronger magnetism)：矿物块体或较大的颗粒能被吸引。如磁铁矿。(2)(2)弱磁性(weaker magnetism)(

42、weaker magnetism)：矿物粉末能被吸引。如铬铁矿。(3)(3)无磁性(nonmagnetism)(nonmagnetism)：矿物粉末也不能被吸引。如黄铁矿。第第二二讲讲第57页/共71页（三）（三）矿物的电性矿物的电性 1.1.矿物的导电性矿物的导电性(electric(electric conductivity)conductivity)：（a a）良导体(conductor)(conductor)：具有金属键的自然元素矿物和某些金属硫化物。如自然铜、石墨等；（b b）绝缘体(insulator)(insulator)：离子键或共价键矿物，具弱导电性或不导电。如石棉、石英；（

43、c c）半导体(semiconductor)(semiconductor)：大部分硫化物、硫盐和氧化物，当温度升高时导电增强，温度降低时则不导电。如闪锌矿、黄铁矿等。第第二二讲讲第58页/共71页2.2.矿物的介电性矿物的介电性(dielectricity)(dielectricity)：导电性极弱的矿物导电性极弱的矿物(即电介质矿物即电介质矿物)在外电场中在外电场中被极化产生感应电荷的性质。通常用介电常数被极化产生感应电荷的性质。通常用介电常数(即即电容率）表示。电容率）表示。介电常数的大小主要取决于阴、阳离子的类型、半径、极化率及矿物的内部结构。硫化物和氧化物的介电常数较大用于矿物分选、划

44、分成矿阶段、判断矿床成因等。第第二二讲讲第59页/共71页2.2.压电性无对称中心、具极轴(即在该轴两端无对称关系)的电介质晶体具压电性。（1 1）矿物的压电性(piezoelectricity)(piezoelectricity)：指矿物晶体受到定向压力或张力的作用时，在垂直于应力方向的表面上荷电的性质。若应力方向反转时，则两侧表面上的电荷易号。晶体在机械压、张应力不断交替作用下，即可产生一个交变电场，这种效应称为压电效应 (piezoelectric effect).(piezoelectric effect).（短录像）第第二二讲讲第60页/共71页3.3.热释电性（焦电性）矿物的热释电

45、性(pyroelectricity)(pyroelectricity)：指矿物晶体在加热或冷却时，其一定结晶学方向的两端表面会产生相反电荷的性质。无对称中心、具极轴无对称中心、具极轴(即在该轴两端无对称关系即在该轴两端无对称关系)的的电介质晶体具热释电性。电介质晶体具热释电性。第61页/共71页4.4.热电性 矿物在温差下产生电势的性质。第62页/共71页（四）矿物的放射性 放射性：放射性元素自发地从原子核内释放出粒子或射线，同时释放出能量，称作放射性。放射性粒子轰击矿物晶体能使晶体结构遭受破坏。某矿物由于含有放射性元素（如U U、ThTh、RaRa等）而使得该矿物具有放射性。第第二二讲讲第6

46、3页/共71页（五）矿物的发光性1 1、定义：矿物在外加能量的激发下，能明显地发出可见光的性质称为矿物的发光性(luminescence)(luminescence)。第第二二讲讲矿物发光的激发源紫外线紫外线阴极射线阴极射线X X X X射线辐射射线辐射射线辐射射线辐射高速质子流辐射高速质子流辐射加热加热摩擦摩擦第64页/共71页发光过程：”激发能量光”转换过程。2.2.矿物发光的实质是矿物晶格中的原子或离子的外层电子受外加能量的激发时，首先从基态跃迁到较高能级的激发态，由于激发态不稳定，受激电子随即会自发地分段向基态回落，同时将吸收的部分能量以一定波长的可见光的形式释放出来。第65页/共71

47、页3 3、矿物发光性的类型 按激发源的不同，发光性可若干类型：(1)(1)热释光 (或称热发光)矿物被连续升温加热过程中，以光的形式释放能量的过程称热释光。释放的能量以光谱的形式记录下来，称释光曲线。曲线形态不同反映矿物内部结构不同。第第二二讲讲第66页/共71页(2)(2)光致发光(也称光释光)由紫外光或可见光等激发矿物而产生的发光现象。X射线发光、阴极发光第第二二讲讲按照发光持续时间的长短，将矿物发出的光分为两种：磷光和荧光当撤除激发源后，若发光的持续时间较长（通常在当撤除激发源后，若发光的持续时间较长（通常在10-10-8s8s以上）的发光，称为以上）的发光，称为磷光磷光(phospho

48、rescence)(phosphorescence)；持续时间较短（通常持续时间较短（通常小于小于10-8s10-8s）的发光，称）的发光，称荧光荧光(fluorescence)(fluorescence)。第67页/共71页4 4、矿物发光的本质 1 1）矿物的发光性几乎总是与晶格中存在微量杂质元素及因杂质而产生的晶格缺陷有关。特别是矿物中含有的过渡元素。这些杂质元素的种类和数量决定了矿物的发光性以及发射光的颜色和强度。2 2）大多数矿物具有发光性，但许多矿物的发光性不稳定，产地不同的同种矿物发光性有差异。3 3）当矿物不含杂质元素或杂质含量过多，都将导致矿物不发光。第第二二讲讲第68页/共

49、71页5 5、矿物发光性的意义 自然界只有少数矿物的发光性比较稳定，故可作为矿物鉴定及找矿、探矿、选矿、品位估计的重要依据。如：在紫外光照射下，白钨矿发特征的浅蓝色荧光，独居石呈鲜绿色荧光，钙铀云母发鲜明的黄绿色荧光等。第69页/共71页 1 1矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有何关系矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有何关系?2 2为什么矿物的条痕比矿物的颜色稳定为什么矿物的条痕比矿物的颜色稳定?3 3理解与裂开有何异同理解与裂开有何异同?4 4某矿物有两组解理；该矿物是否属于等轴晶某矿物有两组解理；该矿物是否属于等轴晶?为什么为什么?5.5.萤石（对称型萤石（对称型m3mm3m）具有（）

50、具有（111111）完全解理。试问：萤石）完全解理。试问：萤石 共共 有几个方向的解理面？在平行萤石晶体的（有几个方向的解理面？在平行萤石晶体的（100100）和）和 （111111）切面上，分别可见到几个方向的解理纹（解理面）切面上，分别可见到几个方向的解理纹（解理面 在在 切面上的迹线）？切面上的迹线）？6 6等轴晶系的等轴晶系的110110解理的组数和夹角与斜方晶系的解理的组数和夹角与斜方晶系的(110)(110)解理的是否一样解理的是否一样?为什么为什么?7 7影响矿物硬度的因素有哪些影响矿物硬度的因素有哪些?如何才能较准确地获得矿如何才能较准确地获得矿 物的硬度物的硬度?8 8用手掂