『壹』 礦物鑒定的物理性質
礦物的物理性質主要由礦物的化學成分和內部構造所決定,不同的礦物具有不同的物理性質。因此,我們運用肉眼和一些簡單的工具(小刀、放大鏡、瓷棒、磁鐵等)和試劑(稀鹽酸)對礦物的物理性質進行鑒別,可達到認識、區別礦物的目的。
礦物的物理性質包括光學、力學等性質,我們著重討論能夠觀察到的物理性質。 礦物的光學性質是指自然光作用於礦物表面之後所發生折射和吸收等一系列光學效應所表現出來的各種性質,包括礦物的顏色、條痕、透明度及光澤等。
1、顏色:礦物的顏色是礦物對不同波長的自然光吸收後所呈現顏色。按礦物顏色產生的原因,可分為自色、他色和假色。
(1)自色:是指礦物自身固有的顏色,它與礦物的化學成分和結晶結構有關。自色比較固定,對鑒定礦物有重要意義,如方鉛礦的鉛灰色。
(2)他色:礦物因含外來帶色雜質或氣泡等引起的顏色叫他色,如石英,純凈石英為無色,雜質的混入可使石英染成紫色、玫瑰色、煙灰色等。
(3)假色:為礦物表面氧化等原因產生的顏色叫假色,如方解石、雲母等礦物,在解理面上所見的虹彩的暈色,斑銅礦表面的錆色(藍紫色斑狀)。 礦物顏色的描述,為了便於比較和統一,常以標准色譜:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫及白、灰、黑等色來說明礦物的顏色。當礦物顏色與標准色譜有差異時,可加上適當的形容詞,如淡綠、暗紅、灰白色等。另外,也可依最常見的實物來描述礦物的顏色,如磚紅色、草綠色等。具體描述礦物時,下列礦物可作比色礦物:
紅色——辰砂
白色——方解石
黃色——雌黃
鐵黑色——磁鐵礦
褐色——褐鐵礦
鉛灰色——方鉛礦
綠色——孔雀石
銅黃色——黃銅礦
藍色——藍銅礦
桔紅色——雄黃
黑色——黑電氣石
金黃色——自然金
鋼灰色——鏡鐵礦
此外,有些礦物的顏色是介於兩種標准色譜之間,常用二名法來描述,如黃綠色,即礦物以綠色為主稍帶黃色。
2、條痕:礦物的條痕是指礦物粉末的顏色,一般是礦物在未上釉的瓷棒上擦劃後所留下的粉末顏色。
條痕色可以與礦物顏色一致,也可不一致。由於條痕色消除了假色的干擾,減弱了他色的影響,突出了自色,因而它比礦物顏色更穩定,更具有鑒定意義。例如塊狀赤鐵礦,其顏色可以是鐵黑色,也可以是紅褐色,但條痕都是櫻紅色。
觀察條痕時要注意:①要在干凈、白色無上釉的瓷棒上進行,試條痕時不要用力過猛,只要留下條痕即可;②硬度大於瓷棒的礦物一般不留下條痕,需碾成細粉末觀察;③淺色礦物的條痕多為淺色、白色,對鑒定礦物意義不大。
3、光澤:礦物表面反射光波的能力稱為礦物的光澤。
礦物的光澤按反射光的強弱可分為四級:
(1)金屬光澤:礦物反射光能力強似金屬光面(或猶如電鍍的金屬表面)那樣光亮耀眼,如自然金、方鉛礦、黃鐵礦等。
(2)半金屬光澤:礦物反射光能力較弱,似未經磨光的鐵器表面,如磁鐵礦。(3)金剛光澤:礦物反射光能力弱,比金屬和半金屬光澤弱,但強於玻璃光澤,如金剛石、錫石等。
(4)玻璃光澤:礦物反射光能力很弱,如玻璃表面的光澤,如石英(晶體表面上的光澤)、長石等。
金剛光澤和玻璃光澤稱為非金屬光澤。由於反射光受到礦物顏色、表面平坦程度及礦物集合方式等因素的影響,常出現一些特殊光澤,如下列光澤:
油脂光澤:反射光在透明、半透明礦物不平坦斷面上散射成油脂狀光亮,如石英斷面。
樹脂光澤:在不平坦斷面上呈現如松香等樹脂般的光澤,如淺色閃鋅礦
絲絹光澤:纖維狀集合體表面所呈現的絲綢狀反光,如纖維石膏。
珍珠光澤:礦物平坦斷面上呈現的似貝殼內壁一樣柔和多彩的光澤,如白雲母。
土狀光澤:粉末狀或土塊狀集合體的礦物表面暗淡無光象土塊那樣的光澤,如高嶺石。
觀察光澤時,要轉動標本,注意觀察反光,最強的礦物的小平面(即晶面或解理面),不要求整個標本同時反光都強。
礦物的光澤、顏色、條痕、透明度的相互關系 光 澤 顏 色 條 痕 透明度 金屬光澤 金屬色或黑色 深色或金屬色 不透明
半透明
透明 半金屬光澤 深色 淺色或彩色為主,有時為深色 非金屬光澤 金剛光澤 淺(彩色) 無色或白色為主,有的為淺色 玻璃光澤 無色或白色 無色或白色 礦物的力學性質是指礦物受外力作用(刻劃、敲打等)後所呈現的性質,如硬度、解理和斷口等。
1、硬度:是指礦物抵抗外來機械作用力(刻劃、敲打等)的程度。鑒別礦物的硬度,可以把欲試礦物的硬度與某些標准礦物的硬度進行比較,即互相刻劃加以確定。通常用的標准礦物,即摩氏硬度計就是用這種方法確定的:用十種礦物互相刻劃,按硬度相對大小順序把礦物硬度分為十級,排列在後邊的礦物均能刻動前面的礦物。這十種標准礦物是:
摩氏硬度計 硬度等級 代表礦物 硬度等級 代表礦物 1
2
3
4
5 滑石
石膏
方解石
螢石
磷灰石 6
7
8
9
10 正長石
石英
黃玉
剛玉
金鋼石 在實際工作中,通常採用簡單的方法來試驗礦物的相對硬度,即把硬度分為三級:
低硬度——小於2.5,可用指甲刻動;
②中等硬度——2.5~5.5,可用小刀或鋼針刻動,手指甲刻不動;③高硬度——大於5.5,小刀刻不動。
礦物的硬度是鑒定礦物的重要物理參數和特徵之一,測試時應注意:①礦物的硬度是指單個晶體的硬度,而纖維狀、細分散土狀集合體對礦物硬度有影響,難以測定礦物的真實硬度;②受風化影響的礦物,其硬度往往偏低。因此,測試硬度時必須先礦物晶體的新鮮面,而且用力不宜過猛,以避免試驗不準。
2、解理和斷口
礦物晶體或晶粒受外力作用(如敲打)後,沿一定方向出現一系列相互平行且平坦光滑的破裂面的性質稱為解理。礦物的這種破裂光滑平面稱為解理面。
礦物受外力作用後,在任意方向上呈各種凹凸不平的斷面的性質稱為斷口。
解理和斷口互為消長關系,即解理發育者,斷口不發育,相反,不顯解理者,斷口發育。
礦物的解理按其解理面的完好程度和光滑程度不同,通常劃分為四級:
①極完全解理:解理面極完好,平坦且極光滑,礦物晶體可劈成薄片,如雲母、輝鉬礦。
②完全解理:礦物晶體容易劈成小的規整的碎塊或厚板狀,解理面完好,平坦、光滑,如方解石、方鉛礦等。
③中等解理:破裂面不甚光滑,往往不連續,解理面被斷口隔開成階梯狀,如輝石、白鎢礦等。
④不完全解理:一般難發現解理面,即使偶見到解理面,也是小而粗糙。因此,在破裂面上常見有不平坦斷口,如磷灰石、錫石等。
有的把無解理者稱為極不完全解理,晶體的破裂面完全為斷口, 如黃鐵礦、 石榴石等。 斷口可描述為貝殼狀斷口(如石英斷口)、參差狀斷口(如黃鐵礦、磁鐵礦等)。
觀察解理和斷口時應注意:①解理面是鑒定礦物的一個重要標志,觀察解理時,通常先看晶體破裂後是否出現閃光的平面(轉動標本時,有否閃光的小平面),就可知有無解理面。然後,再根據解理面的完整程度確定解理的等級;②觀察解理時,注意區別晶面和解理面,解理為受力後產生的破裂平面,一般較新鮮,平坦有較強的反光;而礦物的晶面,有的表現出各種花紋或麻點,通常無明亮的反光,其表面顯得黝暗。
礦物還具有其他物理性質
比重:礦物的比重是指純凈、均勻的單礦物在空氣中(一個大氣壓)的重量與同體積純水在4℃時重量之比,以G標記。比重是鑒定和對比礦物的依據,其精確數值要通過專門測試才能確定。
常是用手掂估礦物的輕重,將礦物的比重分為三級:
重礦物——比重>4,如方鉛礦、重晶石等。
中等比重礦物——比重2.5~4,如石英、方解石等。
輕礦物——比重<2.5,如石墨、雲母、自然硫等。
彈性:指礦物受外力作用(在彈性極限內)能發生彎曲形變,當外力取消後仍能恢復原狀的性質,如雲母。
撓性:指礦物受外力作用能發生彎曲變形,但外力取消後不能恢復原狀的性質,如綠泥石。
脆性:指礦物受外力作用後易裂成碎塊或粉末的性質,如方鉛礦。
磁性:指礦物可被磁場所吸引,甚至本身能吸引鐵屑的性質。通常用普通磁鐵測試,能被磁鐵吸引者稱為磁性礦物,如磁鐵礦。
除了上述物理性質可作為鑒定礦物的特徵外,還常用一些簡單的化學方法來鑒定礦物的成分,如用冷稀鹽酸來測試方解石,可化學反應並釋放出CO2,產生許多小氣泡。
『貳』 礦物的物理性質有哪些
礦物的物理性質包括礦物的顏色、形態、條痕、光澤、硬度、透明度、解理、密度和磁性等。不同的礦物具有不同的物理性質。
(一)顏色礦物的顏色是指礦物對自然可見光選擇性吸收的結果,是礦物吸收自然光後的補色。不同礦物的顏色既可不同,也可以相同,如磁鐵礦為黑色,赤鐵礦為紅色;角閃石、輝石都為黑綠色,紅寶石為紅色,水晶呈白色透明(圖2-1)。
(二)形態礦物的形態各異,主要表現在單體的形態和集合體的形態上(圖2-2)。單體的形態主要是由其晶形決定的。集合體的形態是由礦物生長過程中的條件決定的。
(七)礦物的相對密度指純凈的、均勻的單礦物在空氣中的質量與同體積的水在4℃時的質量比,又稱比重。礦物中相對密度小於2.86的叫輕礦物,大於2.86的為重礦物。
此外還有礦物的磁性,如磁鐵礦就可以通過磁性識別。
『叄』 礦物的物理性質主要都有哪些
物理性質
編輯
概述
長期以來,人們根據物理性質來識別礦物,如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標志。
作為晶質固體,礦物的物理性質取決於它的化學成分和晶體結構,並體現著一般晶體所具有的特性──均一性﹑對稱性和各向異性。
形態
礦物千姿百態,就其單體而言,它們的大小懸殊,有的肉眼或用一般的放大鏡可見(顯晶),有的需藉助顯微鏡或電子顯微鏡辨認(隱晶);有的晶形完好,呈規則的幾何多面體形態;有的呈不規則的顆粒,存在於岩石或土壤之中。礦物單體形態大體上可分為三向等長(如粒狀)、二向延展(如板狀﹑片狀)和一向伸長(如柱狀﹑針狀﹑纖維狀)3種類型。而晶形則服從一系列幾何結晶學規律。
礦物單體間有時可以產生規則的連生,同種礦物晶體可以彼此平行連生,也可以按一定對稱規律形成雙晶,非同種晶體間的規則連生稱浮生或交生。
礦物集合體可以是顯晶或隱晶的。隱晶或膠態的集合體常具有各種特殊的形態,如結核狀(如磷灰石結核)、豆狀或鮞狀(如鮞狀赤鐵礦)﹑樹枝狀(如樹枝狀自然銅)﹑晶腺狀(如瑪瑙)﹑土狀(如高嶺石)等。
礦物 (20張)
顏色
礦物的顏色多種多樣。呈色的原因,一類是白色光通過礦物時,內部發生電子躍遷過程而引起對不同色光的選擇性吸收所致;另一類則是物理光學過程所致。導致礦物內電子躍遷的內因,最主要的是色素離子的存在,如Fe3+使赤鐵礦呈紅色,V3+使釩榴石呈綠色等。是晶格缺陷形成「色心」,如螢石的紫色等。礦物學中一般將顏色分為3類:自色是礦物固有的顏色;他色是指由混入物引起的顏色;假色則是由於某種物理光學過程所致。如斑銅礦新鮮面為古銅紅色,氧化後因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈現藍紫色的錆色。礦物內部含有定向的細微包體,當轉動礦物時可出現顏色變幻的變彩,透明礦物的解理或裂隙有時可引起光的干涉而出現彩虹般的暈色等。礦物在白色無釉的瓷板上劃擦時所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色,減弱他色,通常用於礦物鑒定。
光澤與透明度
指礦物表面反射可見光的能力。根據平滑表面反光的由強而弱分為金屬光澤(狀若鍍克羅米金屬表面的反光,如方鉛礦)﹑半金屬光澤(狀若一般金屬表面的反光,如磁鐵礦)﹑金剛光澤(狀若鑽石的反光,如金剛石)和玻璃光澤(狀若玻璃板的反光,如石英)四級。金屬和半金屬光澤的礦物條痕一般為深色,金剛或玻璃光澤的礦物條痕為淺色或白色。此外,若礦物的反光面不平滑或呈集合體時,還可出現油脂光澤﹑樹脂光澤﹑蠟狀光澤﹑土狀光澤及絲絹光澤和珍珠光澤等特殊光澤類型。
指礦物透過可見光的程度。影響礦物透明度的外在因素(如厚度﹑含有包裹體﹑表面不平滑等)很多。通常是在厚為0.03毫米薄片的條件下,根據礦物透明的程度,將礦物分為:透明礦物(如石英)﹑半透明礦物(如辰砂)和不透明礦物(如磁鐵礦)。許多在手標本上看來並不透明的礦物,實際上都屬於透明礦物如普通輝石等。一般具玻璃光澤的礦物均為透明礦物,顯金屬或半金屬光澤的為不透明礦物,具金剛光澤的則為透明或半透明礦物。
斷口解理與裂理
礦物在外力作用如敲打下,沿任意方向產生的各種斷面稱為斷口。斷口依其形狀主要有貝殼狀﹑鋸齒狀﹑參差狀﹑平坦狀等。在外力作用下,礦物晶體沿著一定的結晶學平面破裂的固有特性稱為解理。解理面平行於晶體結構中鍵力最強的方向,一般也是原子排列最密的面網發生,並服從晶體的對稱性。解理面可用單形符號(見晶體)表示,如方鉛礦具立方體{100}解理﹑普通角閃石具{110}柱面解理等。根據解理產生的難易和解理面完整的程度將解理分為極完全解理(如雲母)﹑完全解理(如方解石)﹑中等解理(如普通輝石)﹑不完全解理(如磷灰石)和極不完全解理(如石英)。裂理也稱裂開,是礦物晶體在外力作用下,沿一定的結晶學平面破裂的非固有性質。它外觀極似解理,但兩者產生的原因不同。裂理往往是因為含雜質夾層或雙晶的影響等,並非某種礦物所必有的因素所致。
硬度與比重
是指礦物抵抗外力作用(如刻劃﹑壓入﹑研磨))的機械強度。礦物學中最常用的是摩氏硬度,它是通過與具有標准硬度的礦物相互刻劃比較而得出的。10種標准硬度的礦物組成了摩氏硬度計,它們從1度到10度分別為滑石﹑石膏﹑方解石﹑螢石﹑磷灰石﹑正長石﹑石英﹑黃玉﹑剛玉﹑金剛石。十個等級只表示相對硬度的大小,為了簡便還可以用指甲(2-2.5)﹑小鋼刀(6-7)﹑窗玻璃(5.5-6)作為輔助標准﹐粗略地定出礦物的摩氏硬度。另一種硬度為維氏硬度,它是壓入硬度,用顯微硬度儀測出,以千克/平方毫米表示。摩氏硬度H m與維氏硬度H v的大致關系是(kg/mm2),礦物的硬度與晶體結構中化學鍵型﹑原子間距﹑電價和原子配位等密切相關。
指礦物指純凈、均勻的單礦物在空氣中的重量與同體積水在4℃時重量之比。礦物的比重取決於組成元素的原子量和晶體結構的緊密程度。雖然不同礦物的比重差異很大,琥珀的比重小於1,而自然銥的比重可高達22.7,但大多數礦物具有中等比重(2.5~4)。礦物的比重可以實測,也可以根據化學成分和晶胞體積計算出理論值。
礦物的密度(D)是指礦物單位體積的重量,度量單位為克/立方厘米(g/cm3)。礦物的比重在數值上等於礦物的密度。
礦物比重的變化幅度很大,可由小於1(如琥珀)至23(如餓釘族礦物)。自然金屬元素礦物的比重最大,鹽類礦物比重較小。
礦物比重可分為三級:
輕級比重小於2.5。如石墨(2.5)、自然硫(2.05-2.08)、食鹽(2.1-2.5)、石膏(2.3)等。
中級比重由2.5到4。大多數礦物的比重屬於此級。如石英(2.65)、斜長石(2.61-2.76)、金剛石(3.5)等。
重級 比重大於4。如重晶石(4.3-4.7)、磁鐵礦(4.6-5.2)、白鎢礦(5.8-6.2)、方鉛礦(7.4-7.6)、自然金(14.6-18.3)等。
礦物的比重決定於其化學成分和內部結構,主要與組成元素的原子量、原子和離子半徑及堆積方式有關。此外礦物的形成條件--溫度和壓力對礦物的比重的變化也起重要的作用。
應該指出,同一種礦物,由於化學成分的變化、類質同象混入物的代換、機械混入物及包裹體的存在、洞穴與裂隙中空氣的吸附等等對礦物的比重均會造成影響。所以,在測定礦物比重時,必須選擇純凈、未風化礦物。
四性、磁性與發光性
某些礦物(如雲母)受外力作用彎曲變形,外力消除可恢復原狀,顯示彈性;而另一些礦物(如綠泥石)受外力作用彎曲變形,外力消除後不再恢復原狀,顯示撓性。大多數礦物為離子化合物,它們受外力作用容易破碎,顯示脆性。少數具金屬鍵的礦物(如自然金),具延性(拉之成絲)﹑展性(捶之成片)。
根據礦物內部所含原子或離子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向關系的不同,它們在被外磁場所磁化時表現的性質也不相同,從而可分為抗磁性(如石鹽)﹑順磁性(如黑雲母)﹑反鐵磁性(如赤鐵礦)﹑鐵磁性(如自然鐵)和亞鐵磁性(如磁鐵礦)。由於原子磁矩是由不成對電子引起的,因而凡只含具飽和的電子殼層的原子和離子的礦物都是抗磁的,而所有具有鐵磁性或亞鐵磁性﹑反鐵磁性﹑順磁性的礦物都是含過渡元素的礦物。但若所含過渡元素離子中不存在不成對電子時(如毒砂),則礦物仍是抗磁的。具鐵磁性和亞鐵磁性的礦物可被永久磁鐵所吸引;具亞鐵磁性和順磁性的礦物則只能被電磁鐵所吸引。礦物的磁性常被用於探礦和選礦。
一些礦物受外來能量激發能發出可見光。加熱﹑摩擦以及陰極射線﹑紫外線﹑X 射線的照射都是激發礦物發光的因素。激發停止,發光即停止的稱為螢光;激發停止發光仍可持續一段時間的稱為燐光。礦物發光性可用於礦物鑒定﹑找礦和選礦。
『肆』 礦物的主要性質包括哪些
礦物的物理性質有顏色、條痕、透明度、光澤、解理與斷口和硬度。
1、顏色
顏色是礦物對不同波長可見光吸收程度不同的反映,是礦物最明顯、最直觀的物理性質。據成色原因可分為自色、他色和假色。自色是礦物本身固有的成分、結構所決定的顏色,具有鑒定意義。
他色是礦物混入了某些雜質所引起的。假色則是由於礦物內部裂隙或表面的氧化膜對光的折射、散射引起的。
2、條痕
條痕比礦物的顏色更固定,但只適用於一些深色礦物,對淺色礦物無鑒定意義。
3、透明度
肉眼鑒定礦物時,一般可分為透明、半透明、不透明三級。
4、光澤
根據礦物表面反光程度的強弱,用類比方法常分為四個等級:金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤及玻璃光澤。由於礦物表面不平,內部裂紋,或成隱晶質和非晶集合體等,可形成某種獨特的光澤,如絲絹光澤、油脂光澤、蠟狀光澤、珍珠光澤、土狀光澤等。
5、解理與斷口
據解理產生的難易程度,可將礦物的解理分成五個等級:①即極完全解理、②完全解理、③中等解理、④不完全解理。不同種類的礦物,其解理發育程度不同,有些礦物無解理,有些礦物有一組或數組程度不同的解理。
6、硬度
在鑒定礦物時常用一些礦物互相刻劃比較其相對硬度,一般用10種礦物分為10個相對等級作為標准。
(4)礦物一般不具有什麼的物理性質擴展閱讀:
主要包括礦石的化學成分、礦物組成、結構和構造、有用及有害元素的賦存狀態、礦石物理性質和化學性質等。
礦石的化學成分,除選礦的目的成分(如鐵礦石中的鐵)外,往往還伴生一些其他的有益或有害成分(如銅礦石伴生有益成分金、銀金礦石中伴生有害成分砷),因此查清礦石的化學成分及其含量,對確定哪些成分應該回收、哪些成分應該去除是十分必要的。
礦石的礦物組成是指礦石中具體的礦物種類和名稱,如鐵礦石中常見的礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、石英、雲母、長石等。查清所含礦石及其含量,就可大體確定選礦原則流程。
有用及有害元素的賦存狀態,指的是有用和有害成分以何種形式存在於礦石中,以獨立礦物形式出現時則可用物理選礦方法處理,以類質同象形式存在時則不能用物理方法處理。
礦石的物理性質和化學性質包括礦石的顏色、密度、硬度、磁性、電性、氧化程度、酸鹼度等。這些性質往往是選礦方法的依據,也是非常重要的性質。
『伍』 礦物的主要性質包括哪些
礦物的主要性質包括物理性質和化學性質。
物理性質:形態、顏色、光澤度與透明度、斷口解理與裂理、硬度與比重、磁性與發光性。
化學性質:晶體結構、化學組成、原子與配位數、成分和結構晶體化學式。
礦物是指在各種地質作用中產備或生和發展著的,在一定地質和物理化學條件處於相對穩定的自然元素的單質和他們的化合指滾梁物。礦物具有相對固定的化學組成,呈固態者還唯運具有確定的內部結構;它是組成岩石和礦石的基本單元。