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鑑別,可達到認識、區別礦物的目的。
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,對鑑定礦物有重要意義,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,純淨石英為無色,雜質的混入可使石英染成紫色、玫瑰色、菸灰色等。
(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,常以標準色譜:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫及白、灰、黑等色來說明礦物的顏色。當礦物顏色與標準色譜有差異時,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準色譜之間,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,更具有鑑定意義。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。
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、透明度的相互關係 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。鑑別礦物的硬度,可以把欲試礦物的硬度與某些標準礦物的硬度進行比較,即互相刻劃加以確定。通常用的標準礦物,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。這十種標準礦物是:
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;
礦物的硬度是鑑定礦物的重要物理引數和特徵之一,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係,即解理髮育者,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。
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解理面是鑑定礦物的一個重要標誌,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:礦物的比重是指純淨、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。比重是鑑定和對比礦物的依據,其精確數值要透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鑑定礦物的特徵外,還常用一些簡單的化學方法來鑑定礦物的成分,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。
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鑑別,可達到認識、區別礦物的目的。
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,對鑑定礦物有重要意義,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,純淨石英為無色,雜質的混入可使石英染成紫色、玫瑰色、菸灰色等。
(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,常以標準色譜:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫及白、灰、黑等色來說明礦物的顏色。當礦物顏色與標準色譜有差異時,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準色譜之間,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,更具有鑑定意義。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。
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、透明度的相互關係 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。鑑別礦物的硬度,可以把欲試礦物的硬度與某些標準礦物的硬度進行比較,即互相刻劃加以確定。通常用的標準礦物,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。這十種標準礦物是:
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;
礦物的硬度是鑑定礦物的重要物理引數和特徵之一,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係,即解理髮育者,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。
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解理面是鑑定礦物的一個重要標誌,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:礦物的比重是指純淨、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。比重是鑑定和對比礦物的依據,其精確數值要透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鑑定礦物的特徵外,還常用一些簡單的化學方法來鑑定礦物的成分,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。