矿物学实验.doc

绪 言矿物学实验，是学习矿物学这门课程中必不可少的最重要的环节，肉眼鉴定矿物，是每个地质科学工作者的基本功，这个基本功，只有通过实验才能领会掌握它只有通过实验，才能认识了解一些最常见矿物。要求通过实验达到：一、 掌握晶体的对称，学会在晶体上寻找对称要素，确定对称型、晶族、晶系和进行聚形分析。 二、认识了解60-80个矿物种，其中重点掌握5070种常见矿物；并能独立进行肉眼鉴定，熟练掌握对矿物的观察描述方法。 三、了解一些重要的典型结构；并能初步将矿物的形态、物理性质与内部结构联系起来。 四、通过实验，能识读矿物形态图及晶体结构图。为达上述目的，要求同学们在实验中要坚持科学态度，认真严格按照实验要求进行操作，仔细观察，注意相似矿物的对比，反复看、反复想、多动手，多总结。 实验一 晶体的对称及其晶体的对称分类一、实验目的和要求1. 通过对理想晶体模型的对称分析，进一步巩固并掌握对称、对称要素和对称操作的概念。2. 掌握在晶体模型上寻找判别对称要素的方法。3. 熟悉晶体的对称分类原则和常见的对称型。二、寻找和判定各种对称要素的方法对称要素是通过晶体上晶面、晶棱以及角顶（晶顶）的形状及其分布关系来体现的。根据各种对称要素的定义和晶体上面、棱、角的分布和形态，就可以找出晶体上所存在的全部对称要素。 寻找晶体上的对称要素时，可先找对称轴（或旋转对称轴），然后找到对称面，最后确定有无对称中心最为简捷。1. 对称轴（Ln）- 旋转操作设想通过晶体中心有根直线，将晶体绕此直线旋转一定角度，若旋转前、后晶体的全部面、棱、角均完全重合，则此假想的直线叫对称轴。 旋转重复的最小角度a叫做基转角，旋转3600所重复的次数n叫轴次，n = 360/a。 对称轴与晶体上面、棱、角有如下关系：a. 对称轴若通过晶面、只可能通过晶面中心并垂直于该晶面。通过晶面中心的对称轴可为各次轴，其轴次与晶面形状有关。对于理想晶体来说，通过四次轴的晶面，其基本形态是正方形（Li4可为矩形）；通过三次轴或六次轴的晶面，其基本形态是正三角形或正六边形；通过二次轴的晶面，基本形搜是平行四边形（包括特殊平行四边形）。b.对称轴若通过晶棱，则必过晶棱的中点且垂直于该晶棱，通过晶棱的对称轴只可能为二次轴（或四次旋转反伸轴）。c.对称轴若通过晶体的角顶，则与交于角顶的等长棱数和棱的分布（或交于角顶的同形等大的晶面数及分布）有关；若通过角顶的对称轴为二次轴，则棱数必为偶数；若过角顶的对称轴为四次轴，则交于角顶的棱数必为四的整倍数；若通过角顶的对称轴为三次轴或六次轴，则交于角顶的棱数必为三的整倍数。在晶体上寻找对称轴时，还应注意：a.在一个晶体上，对称轴的数目是有限的，即二次轴不超过六个，三次轴不超过四个，四次轴不超过三个，六次轴不超过一个。b. 所谓“完全重复”或“重合”是指晶体上所有的面、棱、角都重复，无论多小的面和多短的棱都必须包括在内。也就是说，旋转前和旋转后，所有的面、棱、角的数目、大小形状和相对的位置均无丝毫的变化。 c. 将所有对称轴找出来后，应将晶体固定不动，最好用左手的姆指和食指拿住该晶体上的最高次轴在晶体上的两个出露端点再计算各对称轴的数目，以免计算重复或漏掉。2.旋转反伸轴Lin- 旋转反伸操作设想通过晶体中心有一直线，晶体围绕此直线旋转一定角度（a）后，再以该直线上的一点（即晶体中心）进行反伸，则晶体与旋转前完全重合，此直线就称为旋转反伸轴。在晶体上具有实际意义的旋转反伸轴品有Li4绿Li6。Li4）的判定 如果晶体无对称中心而有L2时，此L2才可能是Li4。若将晶体绕此L2旋转900，然后想象地对晶体中心反伸，若与旋转前重合，则此L2应为Li4。Li6）的判定 如果晶体无对称中心而有L3时，此L3才可能是Li6。若将晶体绕此L3旋转600，然后对晶体中心反伸，若与旋转前重合，则此L3应为Li6。更为简单的是看是否有对称面与L3重直，若晶体无对称中心而有L3且有对称面与L3垂直，则此L3必为Li6。注意：因为Li4包含L2，故旋转1800时，不进行反伸就己经重复。同理，Li6旋转1200、2400时也不反伸就与旋转前重复。3. 对称面（P）-反映操作 一假想的平面，将晶体分为相等的两部分，若这两部分互成镜像反映，则此平面就称为对称面。对称面与晶体上的面、棱、角有如下的关系：a 对称面垂直平分晶面；b 对称面垂直平分晶棱或包含晶棱；c 对称面平分角项。在寻找对称面时还应注意：a 晶体应固定不动，最好将该晶体上最高次轴直立向上，这样直立的对称面数目可能更多，便于观察，且不易漏算或重算。b应先找直立的对称面，然后找水平的对称面，最后找倾斜的对称面。c 当晶体上的最高次数的对称轴直立时对称面的个数为：水平对称面数 = 0或1倾斜对称面数 = 0或4对称面的总数9。4、对称中心（c） -反伸操作晶体中的一点，若晶体上所有的面、棱、角通过此点反伸后，与原晶体完全重合，则此点为对称中心。在晶体上，对称中心可有可无，若有则只有一个，且必与晶体的中心重合。对称中心的判定：a.若晶体上所有的晶面均成对反向（包括正向）平行，则该晶体必有对称中心。b.若有一偶次轴（li6 除外）与一对称面垂直，则其交点必为对称中心。三. 晶族、晶系的确定 1. 晶体上所有的对称要素找出来后，写出对称型的表达式：先写对称轴（一般按轴次从高到低的顺序），再写对称面，最后写对称中心，如L33L23PC L66P 3L44L36L29PC。 2.根据晶族晶系划分原则和对称型的特点，定出晶族、晶系的名称。将所得结果与教材中的“晶体对称分类表”核对，看是否正确，若有错误，则仔细检查更正，并想想为什么会做错。四.实验内容 在理想晶体模型上寻找对称要素，写出晶体的对称型，确定其所属晶族和晶系。（主要对称型的晶体模型十六种，要求当堂完成八种，课后完成八种）。模型号L6Li6L4Li4L3L2PC对称特点晶族晶系对称型锡石1451有1个L4中级四方L44L25PC实验二 单形认识一、实验目的和要求1、 通过实验深入理解单形的概念，熟悉常见的单形。2、 掌握晶体的定向原则。3、 学会在晶体模型上确定晶面符号和形号。 4、进一步掌握确定晶体的对称型、晶族和晶系的技能。二、实验方法和步骤1、观察认识单形 单形是由对称要素联系起来的一组晶面所组合起来的空间形态因此同一单形的晶面通过对称要素的作用能够完全重合，同一单形的晶面与对称要素的关系是完全一样的；对于理想晶体来说，同一单形的晶面形状相同，大小相等（同形等大）；同一单形的晶面，晶面符号的数字一样，只是排列顺序和正负号不同。 观察认识单形。要从单形的晶面数目、面面影合、单形的空间形状、晶面与对称要素的相对关系（或与三晶轴的相对关系L以及该单形的最高对纷多方面进行观察分析。 在理想晶体上，同一单形的晶面数目是固定不变的。 在观察单形的空间形态时，要注意单形中截面（横断面）的形状，这里中截面是指通过单形中心的水平截面（Z轴向上直立）晶面与对称要素的关系，主要是指与三晶轴方向上的对称要素的关系，特别是能确定晶面方位的那些空间关系，如八面体，晶面垂直于L3。2、确定单形和对称型、晶族和晶系确定晶体的对称型、晶族和晶系可采用两种方法： 用“实验一”的方法，逐个找出晶体上全部对称要素，写出对称型，然后根据对称特点确定晶族、晶系。找出部分对称要素，根据对称组合率理推导出对称型；或者根据各对称型各自的特点确定对称型。3、进行晶体定向晶体定向晶体定向是根据晶体的对称及其晶体常数特征来确定的。 1）等轴晶系 晶体常数特征 a=b=c，=90。 定向 以三根互相垂直的L4（L4i）为Z、X、Y轴；若无四次轴，则以三根互相垂直的L2为Z、X、Y轴。 2）四方晶系晶体常数特征 a=bc，=90。定向 以L4（L4i）为Z轴，以互相垂直的两根 L2为 X、Y轴；若无 L2则以互相垂直的两个对称面的法线方向为X、Y方向；若无对称面则以垂直于Z轴且又相互垂直的主要晶棱的方向为X、Y轴的方向。3）斜方品系晶体常数特征 abc，=90。定向 以三根互相垂直的L2为x、y、d轴；若只有一根L2，则以以两个对称面的法线方向为X、Y方向。 4）单斜晶系 晶体常数特征 abc，=90，90 定向 以L2为y轴，若无L2则以P的法线方同为Y方间，以垂直于Y轴的主要晶棱方向为Z轴，并使Z轴直立。以垂直于y轴并指向前下方的晶棱方向为X轴（90）。 5）三斜晶系晶体常数特征 abc，90。 定向 以不在同一平面内且相互夹角最接近90“的三条晶棱方向为X、Y、Z轴方向，并使Z轴直立，X轴指向前下方。6）三方、六方晶系 晶体常数特点 a=bc，=90， =120。（图11）。 定向 采用四轴定向。以高次轴为Z轴，以互成120“的三根L2为X、Y、U轴；若无L2，则以互成120的三个对称面的法线方向为X、Y、U轴；若无L2和P， 则以互成120且与Z轴垂直的三根主要晶棱的方向为X、Y、U方向4、确定单形晶面的晶面符号根据晶体常数特征、晶面与坐标轴（即晶轴）的关系，就可定出晶体上各晶面的符号 1）等轴晶系 由于在等晶系中a=b=c，所以晶面截距系数的倒数比就等于截距的倒数比，故根据晶面在三根晶轴上的强距比例关系，就可直接得出晶面符号。2）四方晶系， 由于四方晶系中的a=bc，故可根据X、Y轴上的截距比定出h：k，但是不能直接根据Z轴上截距的长短来确定国l对于晶体模型来说，我们可利用晶面大小、网面密度和晶面指数间的关系来确定晶面符号。当不能确定具体的数字时，就用字母h、k、l表示。 3）斜方晶系 由于斜方晶系abc，故不能直接从截距比得出晶面符号，而应知道轴率a：b：c对于实际晶体来说，只要知道了矿物名称，就可从有关的资料中查出轴率。对于理想的晶体，我们可采用下面的方法目信晶面符号： A、晶面与哪根晶轴平行，则在该轴上的晶面指数为“0” B、与同样两根晶轴相截的晶面，若它们在该两晶轴平面上的交线平行，则它们在这两根晶轴上的晶面指数比相等。 C、同一空间象限的几个晶面（均与三晶轴相截）或相截于相同两晶轴的相同方向的几个晶面，一般晶面越大，该面的指数越简单 D、交于同一晶轴的几个晶面，若它们处于同一象限、则与晶轴的夹角越大，在该轴的晶面指数越大E、平行的晶面，晶面指数的绝对值和排列顺序完全相同，而正负号完全相反。4）单斜和三斜晶体单斜晶系和三斜晶系晶面符号的确定同斜方晶系一样，因为它们都是abc，但要注意的是单斜晶系90,三斜晶系的轴角均不等于90，在确定晶面符号时要注意利用晶面与你选为晶轴方向的那些晶棱的关系。5）三方晶系和六方晶系 三方晶系和六方晶系采用四轴定向，相应的晶面指数也有四个h、k、I、l，分别对应于X、Y、U、Z轴。由于hkI=0，实际上仍然只需确定三个指数。 三方晶系和六方晶系晶面符号的确定方法同四方晶系一样，因为它们的轴率特征都是a=bc 。 书写品面符号应注意： 1）晶面指数的排列历序是按X、Y、U、Z轴顺序书写。 2）晶面指数间不能加任何标点符号。 3）不能确定指数的具体数字时，用字母表示，但字母和“0”以外的数字不能处于同一晶面符号中，如（h21）、（h22）、（0k3）等都是错误的，而应写作（hhl）、（hkl）、（hkk）、（0kl）。4）同一晶体上没有晶面符号完全相同的两个晶面。5、确定单形名称确定单形名称可用三种方法： 1）根据对称型、单形的晶面数、晶面间的相对位置关系确定单形名称。例如晶面数为4，在等轴晶系中只有四面体；三方、六方晶系中则只有三方单锥；在四方晶系中则可能是四方单锥等。 2）将同一单形的晶面延展相交，想象出单形的形状，再根据晶系定出单形名称 3）先确定出单形的形号，再根据对称型，求出单形名称。6、写出单形的形号 找出单形的对称型。定向然后按照前右上的选择原则，选出代表面，将代表面的晶面指数用大括号“”括起来，则为该单形的形号 实验三 聚形分析一、实验目的和要求 1、学会聚形分析方法 2、进一步熟悉等晶体的定向、常见单形。 3、加深理解聚形的概念。二、实验方法及步骤 1、确定定晶体上单形的数目 在理想晶体模型上，有多少种形状、大小不同的晶面，就有多少个单形（为什么？）；凡形状、大小相同的晶面属于同一单形。2、确定晶体的对称型和晶系。方法步聚同实验一。3、将晶体定向，确定晶体上各个单形的名称及形号方法步聚同实验二 实验四 矿物的物理性质一. 实验目的和要求 1. 通过实验，加深理解矿物的主要物理性质。 2.学会正确地观察、测试和描述矿物物理性质。二. 实验方法及步骤对矿物形态的观察，主要是用肉眼进行观察，必要时可辅以放大镜。（一）矿物的形态 1.首先判断标本是单体、规则连生体或是集合体，若是单体，则按单体的形态进行描述；若是规则连生，则要描述它的单体形态和连生规律进行描述；若是集合体，则要按单体和集合体的形态进行描述。 对单体的描述，是描述它的结晶习性，这包括两方面的内容，其是该矿物晶体的单形，其二是晶体的延伸情况。2.若标本为集合体，则要观察判断它是显晶质集台体、隐晶质集合体或是胶体集合体。对于显晶质集合体，则首先要圈定单体和判断单体形态。若标本上矿物颗粒细小，可用放大镜观察。 3.若标本为隐晶质或胶态集合体，一般根据其集合体的形态象什么，就用类比法进行描述。如豆状、鲕状、瘤状、葡萄状、钟乳状集合体等。观察描述矿物形态时要注意： 1) 注意区别单体和集合体，不要把一个大晶体的一部分当作隐晶质或胶态集合体，如石英、绿柱石、正长石。更不要将胶态集合体的某部分当作一个单体，比如豆状集合体中的豆。 2) 对隐晶质和胶态集合体，不仅要观察描述其外表形态，而且应注意观察描述其内部构造形态。3） 矿物形态的描述，可使用的名称是很多的，不局限于教材上那些，特别是对于隐晶和胶态集合体，总的原则是形象、通俗易懂。晶体的延伸情况及其命名表 表1延伸情况常见形态名称A、B、C三向的关系 一向延伸柱状、长柱状、短柱状C AB棍状、针状、纤维状、毛发状 C A B(A、B小于1mm)（过渡）板柱状、板条状C A B、 C B A二向延伸板状、厚板状、薄板状C A = B、C A = B片状、鳞片状C A = B （A、B很小）三向延伸粒状C = A= B （二）矿物的光学性质 1、对颜色的描述，通常用三种方法： 1）标准色谱法 与标准色谱比较来进行描述，有时还加上“深”、“浅”、“淡”、“微”等形容词。在矿物学上，是用一些矿物的颜色作标准色的。 2) 类比法 与常见的实物的颜色进行类比。如桔黄色、橄榄绿、铜红色等。 3) 二命法 用两种名称来描述。主要颜色放在后，次要颜色放在前，如黄绿色、兰紫色等。在观察描述矿物颜色时要注意： 1) 要区分矿物的新鲜面颜色和风化面颜色，应着重描述新鲜面颜色。对于金属光泽的矿物，若有锖色，也应进行描述。 2) 有些矿物标本，颜色比较杂，不均匀，如蛇纹石、叶腊石等。可以对矿物的不同部分分别加以描述。如乳白色间杂淡绿色(蛇纹石)；边缘白色，中部淡兰色(兰晶石)等。 3) 金属光泽或半金属光泽的矿物颜色，往往要加上金属名称，如铅灰色，铁黑色，金黄色等。2、条痕是矿物粉末的颜色，其描述方法同矿物的颜色一样。条痕的颜色可以和矿物的颜色一样，也可不一样。观察条痕色的方法是将矿物在白色瓷板上以适当的力(以刚能留下条痕为宜)划一下，然后进行观察描述。 若矿物颗粒大小，或位于标本的凹处不能在瓷板上划出条痕，可用小刀刮下少许矿物的粉末，放在白纸上观察。 观察描述条痕时要注意： 1) 刻划时用力不可过大，特别是对于脆性矿物。2) 刻划条痕要避开矿物上风化的地方，切忌不要把矿物风化物的条痕当矿物的条痕来描述。3、观察光泽应在标本上找到新鲜的、比较平坦的面 (晶面、解理面等)，对着光线反复转动，观察反射光线的强弱程度。肉眼观察判断光泽时，受到照射光强度、光线入射角、光的散射、矿物粒度大小以及观察面平整度的影响，因此鉴定矿物光泽等级时，有时需要利用矿物光学性质间的关系来判断。 对矿物光泽的描述有两种方法：一是描述它的光泽等级（即反光能力），二是描述它的光泽的样子(与常见物体类比)，两种描述方法可同时使用。但要注意的是，光泽的样子是一种变异光泽，并不代表光泽的等级。4、透明度观察矿物的透明度时要注意，这里所说的透明度和一般日常生活中所使用的“透明度” 的概念不一样。矿物学上的透明与不透明，是指矿物厚度在0.03mm时透明的程度。因此观察透明度时，应尽量寻找矿物的边缘最薄的地方观察。对于深色矿物，可以用手遮挡边缘顶部的光线观察。正确判断透明度是比较难的，可以根据透明度与条痕、光泽的关系进行判断，反复实践，就比较容易了。光泽和透明度的关系见表2。 矿物光学性质之间的关系 表2颜色非金属色 金属色光泽玻璃光泽金刚光泽半金属光泽金属光泽条痕白色浅彩色深彩色（红褐为主）深色（黑色为主）透明度透明半透明不透明 （三）矿物的力学性质 1、矿物的解理 将矿物标本对光线缓缓转动，找到反光特别强的光滑平坦的面，然后判断它是否为解理面。特别是不要将晶面和解理面混淆。解理面和晶面的主要区别见表4。 晶 面 和 解 理 面 的 区 别 表 4晶面解理面1.晶面是晶体最外面的界面，受力后破坏，不再出现。2.晶面可有弯曲或凸凹，表面反光暗淡。3.可有各种晶面花纹、生长台阶等。4.往往有其他的覆盖物。1.解理面是晶体受力后才出现的平面，破坏后会出现平行的阶梯状平面。2.解理面平整、光滑、是矿物上反光最强的平面。3.无晶面花纹，可有双晶花纹或解理纹。4.没有其他覆盖物。确定解理面后，要判断解理面的完善程度。解理面的完善程度分为五级： 1) 极完全解理-可撕裂成薄片。 2) 完全解理-解理面光滑平整，受力形成阶梯状解理面，难见断口。 3) 中等解理-解理面小，解理面反光较弱，散射较大，阶梯层次少，距离大，断口较发育。 4) 不完全解理-解理面难见，断口发育，解理面不平整，反光较暗，呈现不规则状。 5) 极不完全解理-无解理。 肉眼观察解理时，容易区分的是极完全解理、完全解理和中等解理，不完全和极不完全解理肉眼难于识别。对于矿物的肉眼鉴定，前三级完善程度的解理是很重要的，后两级一般均作无解理对待。 对于解理，还要观察描述它的方位，组数和解理夹角。 解理的方位和组数用解理符号来表示。解理符号是用单形的符号表示的，它既表示了解理块的形态，也表示了解理在矿物上的结晶学方位、解理组数。2、矿物的硬度测定矿物硬度的方法有多种。准确测定矿物硬度通常用显微硬度仪测试矿物的显微硬度(绝对硬度)。在矿物学上还常用相对硬度-摩氏硬度。但在野外地质工作中最常用的是指甲、小刀，有时还用铜针、石英等作为工具来测试矿物的相对硬度。这些简单工具与摩氏硬度计的关系是：指甲2.5，铜针3，小刀5.5，石英7。测试硬度时，应在矿物的较为平坦的断面、晶面或解理面上进行。矿物的风化程度、粒度、集合体形态、脆性等都影响硬度的测试，因此在测试矿物的硬度时应注意：3、比密度在肉眼鉴定矿物的比密度时，是用手掂衡量，因此比较粗略。只要经过一定时间实践，也能比较准确地掂量出矿物的比密度。通常，将比密度分为三级：轻级D2.5 中圾2.5D4.0。实验五 自然元素及硫化物矿物一、实验目的和要求 1、加深对该两大类矿物一般特征的了解。 2、重点掌握自然硫、石墨、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉锑矿、闪锌矿、辰砂、雄黄和雌黄的形态、物性特征、成因产状及用途。二、实验内容 l、观察描述下列矿物，并指出其鉴定特征自然硫 S或S8， 斜方晶系 （3L33PC）注意观察它的集合体形态，含不同杂质的自然硫的色调变化、光泽、条痕及脆性。可燃烧少量硫，观察其火焰颜色、气味。 自然硫主要形成于火山喷气作用，沉积和温泉沉积作用，金属硫化物经风化作用也可形成自然硫。其主要用途是作为化工原料，橡胶，炸药、化肥工业等的原料。 石墨 C 六方晶系 (L66L27PC) 石墨的常见形态有块状、鳞片状，也有针状，以亮黑或灰黑色，不透明，极完全解理，低硬度，具滑感，染手等特征而易于识别。 石墨在高温下形成，主要产于区域变质和接触变质的岩层中。 自然铜 Cu 等轴晶系 (3L44L36L29PC) 立方体形态，颜色铜红色，铜红色条痕，表面因氧化常呈棕黑色，兰绿色，常与孔雀石(绿色) 伴生。 主要观察它的形态(包括集合体形态)、颜色和条痕。 自然铜形成于内生热液矿床和含铜硫化物氧化带的下部，是还原条件下的产物。 自然金 Au 等轴晶系 (3L44L36L29PC) 常呈不规则粒状、团块状、薄片状，完好晶形少见。以金黄色的颜色和条痕色和强的延展性为特征。 自然金的产状：原生的主要为石英脉型金(热液)，次生的主要是砂金。 金刚石 C 等轴晶系 (3L44L36L29PC或3Li44L36P) 金刚石以其透明，呈金刚光泽，极高的硬度为特征。晶体常呈浑园的八面体和菱十二面体。用双目镜观察原生金刚石，主要观察其晶形和光泽。 钻石是经人工琢膳成一定形状的金刚石，不要把钻石上的刻面当作晶面。 方铅矿 PbS 等轴晶系 (3L44L36L29PC) 常呈粒状集合体，铅灰色，条痕黑色，金属光泽100完全解理，硬度23，比密度大。 辉锑矿 Sb2S3 斜方晶系 (3L23PC) 柱状或针状晶形，集合体呈柱状、针状、放射状或束状，以铅灰色的颜色和条痕、010完全解理、解理面往往具横坟(聚片双晶纹)、硬度小(2-25)而易于识别。 辉锑矿形成于低温热液，为低温热液的标型矿物。 辉钼矿 MoS2 六方晶系 (L66L27PC) 常呈鳞片状或细小分散颗粒状，铅灰色、亮灰黑色、金属光泽并带油腻感。0001极完全解理，硬度1，比密度重级。薄片具挠性，不导电，具滑感 辉钼矿的硬度低，又具挠性，因此受力后易变形弯曲，不易在标本上察到解理，若用小刀尖轻轻地刻，就可看到解理片。 辉钼矿的形成温度较高，主要产于高温热液和矽卡岩矿床。主要用于提取钼和铼。毒砂 FeAsS 单斜晶系(L2PC) 柱状晶形，集合体常呈粒状或块状，锡白色，表面常有微黄锖色，条痕灰黑色。101)中等-不完全解理，硬度大于小刀，锤击发出蒜臭，灼烧后具磁性。 毒砂主要产于高、中温热液矿床和接触交代矿床，常与锡石、黄铁矿、黄铜矿等高、中温热液矿物共生。 黄铁矿 FeS 等轴晶系(3L24L33PC) 常呈立方体和五角十二面体晶形。完好晶形者常见。立方体晶面上常有三组互相垂直的聚形纹。浅黄铜色，表面常有褐色、红褐色锖色，条痕绿黑色，强金属光泽、不透明、无解理，硬度大于小刀、重级密度。 黄铁矿是分布最广的硫化物，可形成于除风化外的各种地质条件下。 黄铜矿 CuFeS 四方晶系(L42L22P) 完整晶体少见，常呈致密块状，黄铜色，表面常有兰、紫褐色的锖色，绿黑色条痕，无解理，硬度大于指甲小于小刀。 黄铜矿主要形成于岩浆，接触交代和热液三种类型的矿床中，是重要的铜矿石。 斑铜矿 Cu5FeS4 等轴晶系 (3L44L36L29PC) 常呈致密块状，不规则粒状集合体。新鲜面暗铜红色，因表面常具紫、兰斑状锖色而得名。条痕灰黑色，无解理，指甲H小刀。重级比密度。性脆。导电。溶于HNO3，有Cu焰色反应。 其成因产状与磁黄铁矿，黄铜矿一样。闪锌矿 ZnS 等轴晶系 (3Li44L36P) 常呈粒状集合体。淡黄-黑色，条痕白色-深褐，金刚-半金属光泽，半透明或微透明，110完全解理，指甲H小刀，不导电。 1) 浅色闪锌矿：褐色，浅褐色条痕，密度4左右。共生矿物有方铅矿(粒状，铅灰色)、电气石 (黑色、长柱状)、石英无色透明)、长石(白色)、黄铁矿浅黄铜色)。 2) 深色(铁)闪锌矿：黑色、黑褐色条痕，半金属光泽，重级密度。注意观察解理片和边缘薄片颜色的变化，这有助于判断它的透明度。 闪锌矿为热液型矿物，主要产于热液和接触交代的岩石中。 雄黄 AsS 单斜晶系 (L2PC) 常呈致密块状、粒状、桔红色、条痕浅枯红色。金刚光泽(断口树脂光泽)。010完全解理、H指甲，中级密度。 雄黄主要产于低温热液，为砷矿石矿物和中药，农药，颜料等原料。 雌黄 As2S3, 斜方晶系 (L2PC) 晶体常呈柱状或板状，集合体呈片状、放射状、肾状、皮壳状等。柠檬黄色，条痕鲜黄色，金刚光泽，解理片珍珠光泽，半透明或透明。010 极完全解理。H指甲，比密度中级偏重。博片具挠性。 1) 片状雌黄：晶体呈柱状或扳状，解理面珍珠光泽，解理片具挠性。标本上白色矿物为方解石，桔红色矿物为雄黄。 2) 肾状雌黄：柠檬黄色，表面微红。具放射状构造和同心圆构造，中心部位为显晶质，向外逐渐变为隐晶质。 辰砂 HgS 三方晶系 (L33L2) 菱面体晶形，集合体呈不规则粒状，鲜红的颜色和条痕，金刚光泽，半透明。1010完全解理，H小刀，轻级密度。 蛋白石主要产于低温热液，外生腔体沉积和生物沉积(硅藻土)。在火山岩气孔中也可形成分泌体，并会转化为玉髓。 其变种贵蛋白可作宝石矿物。硅藻土是一种重要的非金属矿产，有多种用途。刚玉 Al2O3： 三方晶系(L33L23Pc) 柱状、桶状晶形，粒状集合体。颜色多样，常见为灰、黄色，玻璃光泽金刚光泽、透明半透明。无解理，常具0001、1011裂开，硬度很高(9)。 刚玉主要产于高温富A1和Si的岩石中，其成因类型主要为区域变质，接触交代和岩浆、伟晶型，常与富Al矿物红柱石、矽线石，硬水铝石等共生。其透明、色艳者为高档宝石(红宝石、蓝宝石)。 注意观察晶形、裂开，并用石英作工具测其硬度。锡石 SnO2 四方晶系(L44L25PC) 晶形四方柱状、四方双锥状，晶形随成因而不同，集合体常呈粒状、柱状。褐色褐黑色，条痕白褐色。金刚光泽，断口树脂光泽，透明半透明。无解理，可具111裂开。H小刀，比密度大，性脆。 锡石玉要形成于伟晶、热液和接触交代。 锡石与金红石、锆石极其相似，可用简易化学试验区别。 锡膜试验 将一小粒锡石置于锌板上，滴上一滴盐酸(将锡石罩住)，几分钟后，锡石表面则产生锡白色的金属薄膜。黑钨矿(Mn，Fe)WO, 单斜晶系 （L2PC) (黑钨矿应列为氧化物，此按教材仍归于钨酸盐) 黑钨矿晶体常呈厚板状或短柱状。褐黑色或黑色，条痕红褐色或褐黑色，金刚金属光泽。010完全解理，高密度，性脆，富Fe者具弱磁性。 黑钨矿主要产于高温热掖石英脉、云英岩和矽卡岩中，常与锡石，毒砂、辉钼矿、石英、云母等共生，是炼钨的主要原料。赤铁矿Fe2O3 三方晶系(L33L23PC) 赤铁矿为Fe的高价氧化物，据集合体形态可分为：块状赤铁矿： 可为各种成因云母赤铁矿、镜铁矿： 热液或变质成因铁赭石、钟乳状赤铁矿、红色玻璃头、肾状赤铁矿： 风化成因豆状赤铁矿、鲕状赤铁矿： 沉积成因钢灰或铁黑色，隐晶或粉末状为暗红色，矿痕暗红或红棕色，金属光泽（镜铁矿）或半金属光泽，无解理，可具0001、1011裂开。硬度5-6。比密度大，无磁性。 赤铁矿主要形成于氧化条件，可产于各种成因的岩石中，主要为热液、变质和外生，是重要铁矿石。 磁铁矿Fe3O4 等轴晶系（3L44L36L29PC） 常呈八面体或菱形十二面体晶形。集合体常呈致密块状、粒状，铁黑色，黑色条痕。半金属金属光泽，不过明，无解理，可具111裂开。H小刀。密度大，强磁性。 磁铁矿是重要的铁矿石，生于还原环境。主要的成因类型有岩浆型、接触交代型、高温热液型、变质型和热液改造型。磁铁矿是各类岩石中常见的副矿物。 铬铁矿FeCr2O4 等轴晶系（3L44L36L29PC） 和磁铁矿一样，同属尖晶石结构。八面体晶形，集合体常呈粒状或致密块状。棕色黑色，条痕褐色、棕色，具弱磁性。 铬铁矿只产于超基性岩及其蚀变蛇纹岩，是铬矿石矿物。软锰矿MnO2四方晶系（L44L25PC）晶体少见，常为烟灰状、针状集合体。黑色，条痕黑色微褐，半金属光泽，硬度小刀，具110完全解理)，比密度大于4.6。污手，滴加H2O2剧烈起泡。硬锰矿mMnO.MnO2.nH2O为锰的氧化物和氢氧化物的细分散多矿物集合体，常呈钟乳状、葡萄状、肾状、致密块状等。铁黑或钢灰色，条痕黑色或褐色，半金属光泽，不透明。H小刀，密度大，滴H2O2，可产生气泡。软锰矿和硬锰矿的区别，可用简易化学试验区别：将矿物碎成粉末，取1g左右置于20ml试管中，加1：1 H2SO4，用试管架夹住管口，在酒精灯上缓缓加热（管口一定要朝向无人的地方），让其慢慢沸腾（火力不可过猛，以防硫酸溅射出来）。若溶液变为玫瑰色或紫红色，则是硬锰矿，不产生这种颜色（5分钟以后）则是软锰矿。（试验完毕，移开酒精灯，待试管冷却后，方能取下，清洗。） 水镁石Mg（OH）2 三方晶系 (L33L23PC) 晶体常呈板状、叶片状、纤维状。集合体常呈不规则粒状、块状、纤维状、灰白色、白色或绿色，玻璃光择，纤维状者呈丝娟光泽，透明。0001极完全解理，H指甲，比密度较小，解理片具挠性，易溶于酸，但不起泡。水镁石为低温液型矿物。主产于蛇纹岩和镁质接触变质岩中，常与蛇纹石、菱镁矿、方解石、滑石等共生。 铝土矿 Al2O3nH2O 为A1的氢氧化物的细分散多矿物集合体(矿物成份包括：硬水铝石、一水铝石、三水铝石、褐铁矿、含水铝的硅酸盐、赤铁矿、蛋白石等)。颜色随所含杂质而变化大，纯者为白色、灰白；富铁者为褐、红等色。常呈现鲕状、豆状、块状及土状。H小刀，有的H小刀。密度中级重级。橄榄石主要产于超基性、基性岩浆岩。镁橄榄还可形成于镁质接触交代和超基性岩热液交代，铁橄榄石见于酸性火山岩和伟晶岩。橄榄石可用于耐火材料，透明粗粒者可作宝石原料。石榴子石A2B3SiO43 等轴晶系 (3L44L36L29PC)石榴子石是石榴子石族矿物的通称，其种属靠肉眼难以确定。颜色多样，一般铁钙铝系列以红色为主，钙铁系列以褐黄、绿色为主。常见晶形为菱形十二面体和四角三八面体，集合体常呈粒状、致密块状，油脂光泽，透明，无解理，H小刀，比密度3.5-4.2。石榴子石主要产于矽卡岩、区域变质岩、岩浆岩、伟晶岩、热液和部分角岩中，其色艳透明无杂质者，可作宝石原料，利用其高硬度可作研磨材料和精密仪表轴承。红柱石AlSiO4O 斜方晶系（3L23PC）柱状晶形，四边形横断面（近矩形）。集合体常呈柱状、放射状或粒状。放射状集合体形似菊花，故又称菊花石。常见者为灰白色、褐红色、黄色。110中等解理。H小刀（风化后硬度变小）。中级比密度。晶体常含碳质包裹体。红柱石是典型的变质矿物，主产于富A1岩石的低压变质带和泥质岩热接触变质岩中。注意观察其晶形、解理和碳质包裹体。蓝晶石Al2SiO4O 三斜晶系（C）板柱状晶形，有时呈针状，放射状集合体。常见为蓝色、青色，边部变浅。玻璃光泽，解理面珍珠光泽。100完全解理，可具001裂开。硬度具明显的异向性。密度中等偏高。红柱石、蓝晶石、矽线石（链状硅酸盐）均是Al2O3.SiO2的同质多象变体，其形成条件不一样，红柱石产于低压变质带，而蓝晶石产于中压变质带。蓝晶石是结晶片岩中典型的变质矿物，常与云母、石英、石榴子石等共生，某些高压变质带也产蓝晶石。蓝晶石和红柱石都是高A1矿物，主要用作A1质耐火材料。黄玉Al2SiO4(F2、OH)2 斜方晶系（3L23PC）柱状晶形，横断面菱形。粒状、柱状或块状集合体。常呈无色、乳白色、黄白色。玻璃光泽，透明。001完全解理，硬度高（8），密度中级。黄玉是气成热液矿物，主产于花岗伟晶岩、云英岩和气成热液岩脉中，主要用作研磨材料、仪表轴承，晶莹色美者可作宝石原料。 符山石 Ca10(Mg、Fe)2Al4Si2O72SiO45(OH、F)4 四方晶系 (L44L2SPC) 柱状晶形，集合体常呈柱状、放射状，亦有粒状或致密块状，横断面常呈八边形。颜色常呈黄、褐、绿、灰等色，玻璃光泽。解理不完全，H小刀，中级密度。 符山石主产于接触交代矽卡岩和区域变质庆岩中。 绿帘石 Ca2(Fe3+Al)2Si2O7SiO4O(OH) 单斜晶系 (L2PC) 柱状晶形，常见为粒状、柱状、放射状集合体。常为黄绿色、黑绿色、灰黄色，玻璃光泽。001完全解理，H小刀，中级密度。 注意观察解理和颜色，其柱状的延伸方向为b方向。 绿帘石为中温热液型矿物，主产于变质岩、矽卡岩和各种有热液蚀变的岩石中。 (思考：绿帘石和橄榄石如何区别?) 绿柱石 Be3Al2Si6O18 六方晶系 (L66L27PC) 六方柱状晶形，集合体常呈柱状、粒状或块状。常见颜色为淡绿色，无色、乳白色，玻璃光泽。无解理，H石英，中级密度偏低。绿柱石主要产于花岗伟晶岩、云英岩和高温热液岩脉中，绿柱石主要用作Be矿石，色鲜者可作宝石原料，如含Cr绿柱石-祖母绿、含铁蓝色绿柱石-海蓝宝石，均是珍贵的高档宝石。 电气石 Na(Fe、Mg)3Al6Si6O18BO33(OH)4 三方晶系 (L33P) 三方柱状晶形，横断面呈球面三角形，集合体常呈柱状、棒状、针状、放射状。常见者为富铁电气石，呈黑色，富镁者为褐、黄色，富铬者绿色，富锂、锰者玫瑰色，淡蓝色，玻璃光泽。无解理，可具0001裂开，H小刀(77.5)，中级密度，具压电性和热电性，脆性。 电气石主要产于伟晶岩、气成热液矿床中，也产于变质岩矽卡岩中。色艳者可作宝石原料(碧玺)。 榍石 CaTiSiO4O 单斜晶系 (L2PC) 常见为扁平信封状晶体，楔形横断面，蜜黄色、褐色者多见，油脂光泽。110中等解理，H小刀，中级密度。能溶于H2SO4。榍石常产于中、酸性岩浆岩、碱性岩、伟晶岩中，在矽卡岩，变质岩中也有产出。实验八 链状结构硅酸盐亚类一、实验目的和要求 1、掌握常见链状硅酸盐紫苏辉石、透辉石、普通辉石、硅灰石、透闪石、阳起石、普通角闪石和矽线石的形态、物性、鉴定特征及其主要成因产状。 2、掌握辉石族和角闪石族矿物的异同点。 3、了解辉石和角闪石晶体结构特点。二、实验内容 观察描述下列矿物，并指出鉴定特征： (1)辉石族： 透辉石 CaMgSi2O6 单斜晶系 (L2PC) 紫苏辉石 (Mg、Fe)2Si2O6 斜方或单斜晶系 普通辉石 Ca(Mg、Fe+2、Fe+3Ti、Al)(Si、Al)2O6 单斜晶系(L2PC) 常呈短柱状，横断面矩形或八边形。解理中等完全，解理夹角近90，硬度56。 透辉石以其色浅(白色浅绿)与其它辉石区别。含Fe+2较高时，呈现暗绿色，称为次透辉石。 紫辉石和普通辉石均为绿黑黑色，紫苏辉石的裂开面常且微弱的褐黄色丝绢光泽。二者肉眼难以区别，若作准确鉴定要用偏光镜。 （2） 角闪石族 透闪石 Ca2Mg5Si6O112(OH2) 单斜晶系 阳起石 Ca2(Mg、Fe)5Si4O112(OH)2 普通闪石 (Ca、Na，K)2(Mg、Fe、Al)5Si、A14O11(OH)2 单斜晶系 (L2PC) 角闪石族矿物一般呈长柱状，纤维状者称为角闪石石棉。横断面为菱形或六边形。解理中等完全，解理夹角56、124，硬度56。 透闪石为白色或灰白色，阳起石为绿色、褐绿色或暗绿色，普通角闪石为绿黑色、褐黑色、黑色。 透闪石和阳起石产于接触变质、热液蚀变和一些区域变质岩中。普通角闪石的分布比透闪石和阳起石更为广泛，除上述成因外，还是中、酸性火成岩的主要造岩矿物，也是一些中深变质岩的主要造岩矿物。辉石族与角闪石族矿物的对比 表13辉石族角闪石族相似性主要成分Ca+2 Mg+2 Fe+2 Fe+3 Al+3 Na+ K+结构链状、链内共价键、链间离子键对称单斜或斜方形态一向延伸、柱状颜色无色、白色微绿、褐绿黑黑色光泽玻璃光泽解理斜方柱解理、两组硬度56密度中级密度不同点成分不含OH-含OH-结构单链双链形态柱状、常见为短柱状。横断面矩形或八边形柱状，常见为长柱状、针状、纤维状或放射状。横断面菱形或六边形解理夹角8808705601240成因产状形成温度压力相对较高，主产于基性、超基性岩浆岩及深变质岩、矽卡岩，共生的浅色矿物（石英）少形成温度压力相对较低。主要产于中酸性岩浆岩及中级变质岩、矽卡岩，共生的浅色矿