第四章 3 造岩矿物总论

1、第一节 矿物和矿物学的概念第二节 矿物的化学成分第三节 矿物的形态第四节 矿物的物理性质第五节 矿物的成因第六节 矿物的分类第七节 矿物研究方法简介第一节 矿物和矿物学的概念矿物是地壳中的化学元素经各种地质作用所形成的并在一定条件下相对稳定的自然物体。 一、矿物的概念自然金狗头金水晶石英紫水晶石英锆石天然矿物自然铜天然矿物自然铜辰砂辰砂第一节 矿物和矿物学的概念 第二节 矿物的化学成分u矿物学是地质学的一门分支学科。具体研究矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和他们的内在联系，以及矿物在时间和空间上的分布规律、形成和变化历史等。 第二节 矿物的化学成分 第二节 矿物的化学成分 第二节

2、 矿物的化学成分(一)惰性气体型离子这类离子最外电子层结构与惰性气体原子最外电子层的结构相似，具有2个或8个电子。属于本类型离子的元素共有25种，它们的原子除可失去电子变成阳离子外，还有一部分常成为阴离子，如O2+、F、Br、I、S2等。惰性气体型阳离子的半径一般都比较大，而极化性较小，它们易与O结合形成氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐，形成大量造岩矿物。因此，这些元素又称为“造岩元素”，或称为“亲石元素”、“亲氧元素”。 第一节 矿物和矿物学的概念(一)惰性气体型离子(二)铜型离子周期表长周期右半部分的有色金属和重金属元素的原子，失去电子成为阳离子时，其最外电子层具有18(或18+2)个电子，与

3、一价铜离子相似。本类离子的离子半径较小，外层电子又多，极化性能很强，易与半径较大、又易被极化的S2结合生成以共价键为主的化合物，形成主要的金属矿物。因此，这类元素又称为“造矿元素”，或称为“亲铜元素”、“亲硫元素”。 第二节 矿物的化学成分(一)惰性气体型离子(二)铜型离子(三)过渡型离子化学元素用期表上族的副族元素，失去电子成为阳离子时，其最外电子层为具有8到18个电子的过渡型结构，所以称之为过渡型离子。它们在周期表上居于惰性气体型离子与铜型离子之间的过渡位置，其离子半径和极化性质也介于惰性气体型离子与铜型离子之间。最外电子层电子数愈接近于8的离子，其亲氧性愈强，易形成氧化物相含氧盐；愈接近

4、于18者，亲硫性愈强，易形成硫化物。居于中间位置的Mn和Fe与O和S均可化合，如Fe可与S结合形成黄铁矿FeS2，又可与O结合形成赤铁矿Fe2O3。 第二节 矿物的化学成分每种矿物都有其特定的化学成分，各组分间遵守定比定律，并可用化学式来表示。例如，水晶几乎由纯的SiO2组成，只有当用现代化的测试手段作精确分析时，才能发现它常含有极微量大的Al或Fe等。通常视这类矿物为成分基本固定的矿物。而大多数矿物的化学组成是可以在一定范围内变化的，这种变化的原因包括晶体的类质同像、晶格缺陷或晶体结构 上的不均匀性、胶态准矿物的吸附及矿物中水的变化。 第二节 矿物的化学成分大多数矿物由于存在类质同像替代的缘

5、故，它们的化学成分并不固定，而可在一定范围内变化。对于类质同像矿物，如果把具有类质同像替换关系的组分看成一个整体，则其化学组成仍然遵守定比定律和倍比定律。例如，橄榄石(Mg,Fe)2SiO4、斜长石(Na,Ca) Al(A1,Si)Si2O8、闪锌矿(Zn,Fe)S等。圆括号内用逗号分开的元素间具类质同像代换关系，较靠前的元素含量较高。 第二节 矿物的化学成分矿物晶体内部存在的某种晶格缺陷或结构上的不均匀性，使得一些矿物的化学成分表现出非化学计量性，即不符合定比定律。这些矿物属于非化学计量矿物。例如，方铁矿的理想化学式为FeO，但实际成分为FelXO，Fe原子数略少于O原子数。这是因为方铁矿中

6、部分Fe2+为Fe3+取代，为了保持晶体的电中性，晶格中便相应地形成了空位。又如镁铁闪石，它是一种双链结构硅酸盐矿物，化学组成为(Mg，Fe)7Si4O112(OH)2。近代高分辨率透射电镜观察的结果表明，其晶体结构中普遍夹杂有少量三链结构(Mg，Fe)l0Si3O84(OH)4，甚至更多重链结构的晶格，因而导致整个晶体的平均化学成分偏离理想的化合比。 第二节 矿物的化学成分胶态准矿物化学组成上的变化首先表现在分散相和分散介质之间的量比关系上，即不受定比定律的约束。其次，肢体微粒具有很大的比表面积以及由此而引起的表面吸附能力，被吸附的离子对于胶体而言，不必考虑其半径的大小、电价的高低等因素，吸

7、附量的多少主要取决于被吸附离子在介质中的浓度。可见，胶态准矿物的组成不但可变，而且相当复杂，变化的幅度很宽，它取决于矿物本身形成时的环境。 第二节 矿物的化学成分注意注意： 1）吸附水含量不定吸附水含量不定，随温度温度和湿度湿度而异。常压下，温度增至100110时，矿物中 吸附水吸附水即全部失去而不破坏晶格不破坏晶格。 2）吸附水吸附水的一种特殊类型胶体水胶体水，是胶体矿物胶体矿物本身的固有特征，应列入矿物的化学式，如蛋白石蛋白石：SiO2nH2O。 胶体水胶体水的失失水温度水温度一般100250。注意注意： 1）结晶水结晶水出现于大半径络阴离子大半径络阴离子的含氧盐含氧盐矿物中。 2）结晶水

8、结晶水的作用作用： 通过以一定的配位形式环绕小半径环绕小半径的阳离阳离子子形成水化阳离子水化阳离子，以增大阳离子增大阳离子的体积体积而不改变不改变其电价电价，从而与大大的络阴离子络阴离子组成稳定稳定的化合物，如石膏石膏： CaSO42H2O 。 3）结晶水结晶水的失水温度失水温度一般均在 200500，个别可高达600。 4）失水后，矿物晶格晶格即完全被破坏完全被破坏、改造改造而成新的结构。 注意注意： 1）尤以(OH)最常见，主要存在于氢氧化物氢氧化物和层状硅酸盐层状硅酸盐等矿物中。如：水镁石水镁石水镁石水镁石 Mg(OH)2，高岭石高岭石AL4Si4O10(OH)8， 天然碱天然碱 Na3

9、HCO32H2O，水云母水云母 (K,H3O)Al2AlSi3O10(OH)2等。 2）结构水结构水的失水温度失水温度一般约在6001000。失水后结构完全失水后结构完全被破坏被破坏。(1)结构层表面结构层表面存在过剩过剩的负电荷负电荷，可吸附吸附其他金属阳离子金属阳离子，后者再 吸附吸附H2O，从而在相邻结构层结构层之间形成水分子层水分子层，即层间水层间水。其含量随所吸附所吸附的阳离子阳离子的种种类类、环境环境的温度温度和湿度湿度而异，可在相当大的范围内变化，并可有确定确定的上限值上限值。如多水高岭石多水高岭石Al4Si4O10(OH)84H2O等。(2)失水温度失水温度一般100250。通

10、常加热至几十度几十度即开始脱水开始脱水，常压下至110则大量失水。( 3)失水后，晶格晶格并不被破坏不被破坏，仅结构层之间距离缩短结构层之间距离缩短，晶胞参数晶胞参数C0减小减小，矿物的比重比重和折射率增大折射率增大； 且在潮湿的环境中又可重新吸水重新吸水。如蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石 (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2nH2O 具明显的吸水膨胀吸水膨胀的特性； 而蛭石蛭石蛭石蛭石(Mg,Ca)0.5(Mg,Fe+,Al)3(Si,Al)4O10(OH)24H2O则表示出显著的热热膨胀性膨胀性。注意注意： 1）水的含量随温度温度和湿湿度而异，上限值上限值与其他

11、组分含量具简单简单比例关系比例关系。 2）失水一般从80开始，至400时沸石水沸石水可全部失去。 3）沸石水易失去沸石水易失去也易复得易复得，其得失不会破坏晶格不会破坏晶格，只是矿物的晶格常数晶格常数和某些物理性质物理性质稍有变化。失水后的沸石沸石可重新吸水重新吸水，并恢复恢复到原来的含水限度含水限度，再现再现其原来的物理性质物理性质。 如钠沸石钠沸石 Na2(Al2Si3O102H2O 。 第二节 矿物的化学成分2表示方法表示方法 1）实验式实验式： 仅表示矿物中各组分组分的种类种类及其数量比数量比。 如白云母白云母 H2KAl3Si3O12 或 K2O3Al2O36SiO22H2O 第二节

12、 矿物的化学成分2表示方法表示方法 1）实验式实验式： 2）结构式：）结构式： 即晶体化学式。既能表明矿物中各组分的种类及其数量比，又能即晶体化学式。既能表明矿物中各组分的种类及其数量比，又能反映出它们在晶格中的相互关系及其存在形式。反映出它们在晶格中的相互关系及其存在形式。 如白云母如白云母 KAlKAl2 2(Si(Si3 3Al)OAl)O1010(OH)(OH)2 2 第二节 矿物的化学成分2表示方法表示方法 2）结构式：）结构式：矿物晶体结构式晶体结构式的书写原则书写原则： 基本原则基本原则是阳离子在前阳离子在前，阴离子阴离子或络阴离子在后络阴离子在后。络阴离子络阴离子需用方括号方括

13、号括起来。如石英石英SiO2，方解石方解石CaCO3。 对复化合物复化合物，阳离子按碱性阳离子按碱性由强强弱弱、价态价态从低低高高排列。如白云石白云石 CaMgCO32，磁铁矿磁铁矿 FeFe2O4（即Fe2+Fe3+2O4） 附加阴离子附加阴离子通常写在阴离子阴离子或络阴离子之后络阴离子之后，如氟磷灰石氟磷灰石 Ca5PO43F ，白云母白云母KAl2(Si3Al)O10(OH)2 第二节 矿物的化学成分2表示方法表示方法 2）结构式：）结构式：矿物晶体结构式晶体结构式的书写原则书写原则： 矿物中的水分子水分子写在化学式化学式的最末尾最末尾，并用圆点将圆点将其与其他组分隔开隔开。若含水量不含

14、水量不，则常用nH2O或aq表示，如 石膏石膏 CaSO42H2O， 蛋白石蛋白石 SiO2nH2O或SiO2aq 。 成类质同像替代关系类质同像替代关系的离子离子，用小括号小括号括起来，并按含量由含量由多多少少排列，中间用逗号逗号分开。如 铁闪锌矿铁闪锌矿 (Zn, Fe)S ， 黄玉黄玉Al2SiO4(F,OH)2 。 第三节 矿物的形态 形态是矿物员醒目的外观特征之一。不同的矿物，形态是矿物员醒目的外观特征之一。不同的矿物，由于内部结构、成分等不同，往往有其特征性形态，同由于内部结构、成分等不同，往往有其特征性形态，同一种矿物，因为形成条件不向，也可能以不同的形态出一种矿物，因为形成条件

15、不向，也可能以不同的形态出现。因此，矿物的形态不仅是识别矿物的标志，也是分现。因此，矿物的形态不仅是识别矿物的标志，也是分析矿物成因的依据。析矿物成因的依据。 对晶质矿物形态的研究以单体和集合体为主；对固对晶质矿物形态的研究以单体和集合体为主；对固态非晶质准（或似）矿物，则只有集合体形态。态非晶质准（或似）矿物，则只有集合体形态。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态 矿物单体即矿物的单个晶体。矿物单体形态主要包括矿物晶体结晶习性（具体体现在晶体形状上)及晶面花纹两个方面。 (一)结晶习性 生长条件定时，同种晶体总能发育成一定的形状，这种性质称晶体的结晶习性，简称晶习或晶癖

16、。 1概念概念 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性 2类型类型1概念概念依据晶体在晶体在三维空间发育程度三维空间发育程度，晶体习性晶体习性大致分为三种基本类型三种基本类型： （1）一向延长型一向延长型一向一向： 晶体晶体沿一个方向一个方向特别发育特别发育，呈柱状柱状、针状针状和纤维状纤维状等。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性 2类型类型1概念概念依据晶体在晶体在三维空间发育程度三维空间发育程度，晶体习性晶体习性大致分为三种基本类型三种基本类型：（2）二向延展型二向延展型二向二向： 晶体晶体沿两个方向相对更发育两个方向相

17、对更发育，呈板状板状、片片状状、鳞片状鳞片状和叶片状叶片状等。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性 2类型类型1概念概念（3）三向等长型三向等长型三向三向： 晶体晶体沿三个方向发育大致三个方向发育大致相等相等，呈粒状粒状或等轴状等轴状。除了上述三种基本类型外，矿物的结晶习性还有一些过渡类型。如介于一向延长与二向延长型之间的板柱状；介于二向延长与三向等长型之间的厚板状：介于三向等长与一向延长型之间的短柱状等。橄榄石晶体 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性 2类型类型1概念概念矿物单体的形状首先与其结构、成分等内部因案有关。如

18、角闪石等结构中具有链状络阴离子团的矿物，常沿着链的方向发育成注状、针状、纤维状。另外，矿物单体形状还受晶体生长时的外部环境控制。如由于生长时的温度不同，高温石英常发育成柱面不发育的短柱锥状，沿Z轴的切面呈菱形；再如方解石由于生长温度不同，其晶体可呈800多种形状。除石英、方解石之予，还有其他许多矿物的形状都不只是一种，根据晶体形状鉴定矿物时，尤其需要明白这一点，开注意根据矿物晶体形状分析其成因。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性(二二)晶面花纹晶面花纹实际晶体的晶面并非理想平面，其上常会出现多种凹凸花纹即晶面花纹。肉眼较易识别的包括晶面条纹和蚀像等。 第三

19、节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性(二二)晶面花纹晶面花纹(1)晶面条纹(又称生长条纹或聚形条纹) 指在晶体的晶面上出现且沿一定方向排列的直线状条纹。如上所述，矿物单晶体的形状与其生长时的外部环境有关。环境条件的改变会引起矿物晶体形状变化。如假设黄铁矿在A、B两种环境条件下，分别趋向于形成立方体和五角十二面体形态，当环境条件变化于A、B之间时，立方体和五角十二面体形态的生长速度交替变化，并在晶体表面留下痕迹(晶面条纹)。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态(一)结晶习性(二二)晶面花纹晶面花纹(2)蚀像 蚀像是晶体形成以后，晶面受溶蚀面产生

20、的凹坑。蚀像的形成、形状和分布主要受晶体内部质点的排列方式控制。不同矿物种类，或同一矿物晶体上内部质点排列方式不同的晶面，其蚀像的形状和位像一般也不相同，因此，蚀像可用来鉴定矿物。图6-2是磷灰石和石英晶面上的蚀像。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 集合体形态是指由同种矿物的许多个体集合在一起构成的形态。矿物集合体矿物集合体的形态取决于其单体单体的形态形态及集合方式集合方式即定于 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 根据集合体中矿物颗粒大小，可将集合体形态分为根据集合体中矿物颗粒大小，可将集合体形态分为三类：显晶集合体形态（肉眼可以看出晶体

21、颗粒三类：显晶集合体形态（肉眼可以看出晶体颗粒的）、隐晶集合体形态（肉眼不能看出晶体颗粒，的）、隐晶集合体形态（肉眼不能看出晶体颗粒，但显微镜下可看出晶体颗粒的）、胶体（准矿物）但显微镜下可看出晶体颗粒的）、胶体（准矿物）集合体形态（显微镜下也不能看出晶体颗粒的）。集合体形态（显微镜下也不能看出晶体颗粒的）。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (1)粒状集合体粒状集合体 主要由三向等长的粒状主要由三向等长的粒状晶体颗粒构成。按颗粒晶体颗粒构成。按颗粒直径大小，又可分为粗直径大小，又可分为粗粒状（颗粒直径大于粒状（颗粒直径大于5mm）、中粒状（、中粒状

22、（51mm）、）、细粒状（小于细粒状（小于1mm）集合）集合体。如纯橄榄岩中的橄榄石即呈颗粒状集合体形态。体。如纯橄榄岩中的橄榄石即呈颗粒状集合体形态。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (2)片状、板状、鳞片状集片状、板状、鳞片状集合体合体 主要由二向延长的片主要由二向延长的片状、板状、鳞片状晶体颗状、板状、鳞片状晶体颗粒构成。如云母、石膏、粒构成。如云母、石膏、石墨分别可呈片状、板状、石墨分别可呈片状、板状、鳞片状集合体形态。鳞片状集合体形态。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (3)柱状、针状、纤维状

23、、放射状集合体 主要由一向延长的柱状、针状、纤维状晶体构成。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (4)晶簇状集合体 晶簇是以岩石的孔洞壁或裂隙壁为共同基底生长的单晶体群所组成的集合体。 方解石晶蔟方解石晶蔟 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (二)隐晶和胶态集合体 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 隐晶物质的晶粒及胶体的胶粒都是肉眼无法看出的，隐晶物质的晶粒及胶体的胶粒都是肉眼无法看出的，而且胶体老化后常变成隐晶质，因此隐晶集合体和而且胶体老化后常变成隐晶质，因此隐晶集合体和胶态集合体形态有许多共

24、同之处。按其外形和成因，胶态集合体形态有许多共同之处。按其外形和成因，主要分为分泌体、结核、鲕粒及豆状体钟乳状体等。主要分为分泌体、结核、鲕粒及豆状体钟乳状体等。 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (二)隐晶和胶态集合体 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 (1)分泌体 在球状后不规则形状空洞中由胶体后晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。分泌体中心经常留有空腔，其中有时还长有晶簇。由于溶液的周期性沉淀，常出现同心环带构造，各环带在成分和颜色上往往有所不同。分泌体因直径大小不同，又被分为晶腺（大于1cm）和杏仁体（小于1cm），前者如玛瑙，后者如

25、火山岩中的杏仁体 分泌体：分泌体： 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (二)隐晶和胶态集合体 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 (2)结合体 结合体与分泌体邪恶形成过程正好相反，它是矿物围绕某一中心自内向外生长而成的一类成球状、透镜状、瘤状等形态的矿物集合体。直径常在1cm以上。多见于致密岩石或疏松的沉积岩物中，在风化壳和氧化带中也能形成。常形成结合体的矿物有方解石、磷灰石、蛋白石、黄铁矿等。结合体内部构造构造有放射状、同心层状和致密块状等。锰结核 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (二)隐晶和胶

26、态集合体 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 (3)鲕状及豆状体 许多形状、大小如同鱼卵的颗粒所组成的集合体，称为鲕状集合体（图6-8）；形状、大小如豆者（直径小于2mm）称豆状集合体。它们多由物质围绕悬浮的核心沉淀而成，有明显的圈层状构造。 豆状集合体：豆状集合体：返回返回 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (二)隐晶和胶态集合体 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 (4)钟乳状集合体 由溶液或胶体在较宽敞空间经蒸发结晶后凝固，逐层堆积而成。一般将其形状与常见的物体类比而给予不同名称，如葡萄状、肾状、钟乳状等。钟乳状集合体内部常见同

27、心层状、放射状构造。 钟乳状钟乳状葡萄状葡萄状肾状肾状 返回返回 第三节 矿物的形态 一、矿物的单体形态一、矿物的单体形态二、矿物的集合体形态 (二)隐晶和胶态集合体 矿物的内部结构内部结构和生成环境生成环境。 在描述矿物集合体形态时，还经常用到其他一些术语。以隐晶集合体为例，如矿物呈细粉末状较疏松地聚集成不规则块体，称土状集合体；如矿物呈细粉末状散附在其他矿物或岩石表面上，称粉末状集合体；如矿物呈薄层状沉淀在其他矿物或岩石表面上，称被膜状集合体；可溶性盐类矿物的被膜称盐华。此外，当显晶或隐晶矿物聚集成紧密的不规则块体，以致于连显晶矿物的晶粒界线也无法用肉眼看清时，称块状或致密块状集合体（后者

28、较前者感觉上更紧密一些）。块状集合体：块状集合体：土状集合体：土状集合体：被膜状集合体：被膜状集合体： 第四节 矿物的物理性质 矿物在物理学研究所涉及的光学、力学、电学、磁学等方面表现 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质自色是由矿物本身固有的化学成分和结构所决定的颜色，如赤铁矿的红色。 他色是非矿物本身固有的因素(如类质同像混入的微量的杂质元素，带色的细微机械混入物等)引起的颜色，如红宝石A12O3的红色是由于有微量的Cr3+替代A13+引起的。 假色是由于光的干涉等物理原因引起的，如白云母、方解石的解理面上虹霓般的晕色， 第四节 矿物的物理

29、性质 一、矿物的光学性质色因其主要由矿物固有因素决定，对鉴定矿物有重要意义；他色可作为鉴定某些矿物的辅助依据；假色只对个别矿物有鉴定意义 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质矿物颜色命名描述方法常有两种。其一是标淮色谱法，即利用标准色谱中红、橙、黄、绿、青、蓝、紫及白、灰、黑等色来描述矿物的颜色，如斜长石的颜色为白色。当矿物颜色与标准色谱的颜色有深浅等差别时，可在标淮色谱色名前加上适当的形容词，如浅灰色、淡红色等，当矿物颜色介于两种标准色谱色之间时，可将次要颜色名称作为主要额色的形容词写在主要颜色名称之前，如黄绿色表示以绿色为主，其中带有黄色色调。二是类比法，即以生活中常见实物的额色来描

30、述矿物的颜色，如赤铁矿的猪肝色、橄榄石的橄榄绿色、雄黄的桔红色等。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质( (二二) )条痕条痕 矿物粉末的颜色称条痕。 将矿物在白色无釉瓷板(条痕板)上擦划后留下的矿物粉末的颜色称条痕。条痕与颜色的描述方法相同。浅色、透明矿物的条痕大多为白、灰白等浅色，因此条痕对这些矿物的鉴定意义不大。此外，条痕也不适用于硬度高于条痕板的矿物。但是因而比矿物的颜色更为固定，在鉴别某些不透明矿物时可具特殊意义。例如，赤铁矿可呈猪肝色、黑色，但其条痕均为樱红色。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质( (二二) )条痕条痕 ( (三三) )光泽光泽 矿物表面对可见光的

31、反射能力称光泽。通常根据矿物晶体平坦表面反射光由强到弱的顺序，将光泽分为四级：金属光泽：呈明显的全属状光亮的光泽，如黄铁矿的光泽。半金属光泽：如同未经磨光的金属表面的光泽，如磁铁矿的光泽。金刚光泽：像钻石表面一样光亮的光泽，如闪锌矿的光泽。玻璃光泽：类似平板玻璃表面光亮的光泽，如石英、方解石晶面的光泽。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 ( (三三) )光泽光泽此外，由于受矿物的颜色、表面平坦程度、解理发育及集合方式等因素影响，矿物常表现出一些特殊的光泽，主要有：油脂光泽：解理不发育的透明矿物在不平坦的断口上表现的油脂状光亮。石英、石榴石等矿物的断口具有这种光泽。 第四节 矿物的物理

32、性质 一、矿物的光学性质 ( (三三) )光泽光泽此外，由于受矿物的颜色、表面平坦程度、解理发育及集合方式等因素影响，矿物常表现出一些特殊的光泽，主要有：丝绢光泽：透明矿物纤维状集合体表面的丝绢状光亮。纤维状石膏、石棉等矿物具有这种光泽。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 ( (三三) )光泽光泽此外，由于受矿物的颜色、表面平坦程度、解理发育及集合方式等因素影响，矿物常表现出一些特殊的光泽，主要有：珍珠光泽：部分透明、解理完全或极完全的矿物，由于内层解理面反射光相互干涉形成类似珍珠或贝壳珍珠层表面的光亮。白云母、板状石膏等矿物具有这种光泽。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质

33、 ( (三三) )光泽光泽此外，由于受矿物的颜色、表面平坦程度、解理发育及集合方式等因素影响，矿物常表现出一些特殊的光泽，主要有：土状光泽：粉末或土状、疏松多孔状矿物集合体表面暗淡无光，它们所具有的光泽称土状光泽。高岭石的集合体(高岭土)等可呈这种光泽。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 ( (三三) )光泽光泽此外，由于受矿物的颜色、表面平坦程度、解理发育及集合方式等因素影响，矿物常表现出一些特殊的光泽，主要有：蜡状光泽蜡状光泽： 某些透明矿物透明矿物的隐隐晶质晶质或非晶质致密块非晶质致密块体上体上的似蜡烛表面似蜡烛表面的光泽。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 ( (四

34、四) )透明度透明度矿物允许可见光透过的程度称为矿物的透明度。矿物允许可见光透过的程度称为矿物的透明度。其大小主要取决于矿物对光的吸收程度。肉眼观其大小主要取决于矿物对光的吸收程度。肉眼观察矿物的透明度时，为避免矿物厚度影响，通常察矿物的透明度时，为避免矿物厚度影响，通常隔着矿物薄片或碎块的刃边观察光亮处的近物，隔着矿物薄片或碎块的刃边观察光亮处的近物，井根据所见物体的清晰程度将其极略分为透明、井根据所见物体的清晰程度将其极略分为透明、半透明和不透明三种。半透明和不透明三种。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 ( (四四) )透明度透明度矿物允许可见光透过的程度称为矿物的透明度。矿物

35、允许可见光透过的程度称为矿物的透明度。l透明矿物透明矿物允许绝大部分可见光透过，隔着其薄片或碎块允许绝大部分可见光透过，隔着其薄片或碎块刃边，可清晰地看到物体的轮廓，如白云母、石英、长石刃边，可清晰地看到物体的轮廓，如白云母、石英、长石等；等；l不透明矿物不透明矿物基本上不允许可见光透过，隔着其薄片或碎基本上不允许可见光透过，隔着其薄片或碎块刃边看不见任何物体，如磁铁矿、黄铁矿等；块刃边看不见任何物体，如磁铁矿、黄铁矿等；l半透明矿物半透明矿物的有关性质介于透明和不透明矿物之间，其的有关性质介于透明和不透明矿物之间，其矿物有辰砂、雄黄等。矿物有辰砂、雄黄等。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的

36、光学性质矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有内在的联矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有内在的联系。一般而言，呈金属色的矿物，其条痕为深色：系。一般而言，呈金属色的矿物，其条痕为深色：具金属或半金属光泽、不透明；呈非金属色的矿物，具金属或半金属光泽、不透明；呈非金属色的矿物，其条痕为浅色，具金刚光泽、玻璃光泽等，透明度其条痕为浅色，具金刚光泽、玻璃光泽等，透明度较高。较高。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质( (五五) )发光性发光性u矿物受到外界能量激发矿物受到外界能量激发( (如加热，紫光、紫外线、如加热，紫光、紫外线、X X射线、阴极射线照射射线、阴极射线照射) )时发出可见光

37、的性质称发光时发出可见光的性质称发光性。矿物发光性的实质是其晶体结构中的质点受外性。矿物发光性的实质是其晶体结构中的质点受外界能量激发，发生电子跃迁，在电界能量激发，发生电子跃迁，在电u子由激发态回到基态的过程中，又将吸收的能量子由激发态回到基态的过程中，又将吸收的能量以可见光的形式释放出来。按发光的性质不同，发以可见光的形式释放出来。按发光的性质不同，发光性分为萤光性和磷光性两种。矿物在受外界能量光性分为萤光性和磷光性两种。矿物在受外界能量激发时发光，激发停止后发光立即停止的称萤光性，激发时发光，激发停止后发光立即停止的称萤光性，如金刚石、白钨矿等在紫外光照射下的发光现象；如金刚石、白钨矿等

38、在紫外光照射下的发光现象；激发停止后仍继续发光一段时间的称磷光性，如磷激发停止后仍继续发光一段时间的称磷光性，如磷灰石的热发光等。灰石的热发光等。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 矿物的力学性质是指矿物在外力作用下表现出来的硬度、解理、断口、延展性、弹性、挠性和脆性等物理性质。其中，硬度、解理、断口等对矿物鉴定最有意义。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (一)硬度u矿物的硬度是指矿物抵抗外力机械作用的强度。根据机械作用力性质不同，硬度可以分为刻划硬度、压入硬度和研磨硬度等类型。u在矿物肉眼鉴定工作中

39、，广泛应用的是摩氏硬度。所谓摩氏硬度是一种刻划硬度，即以10种硬度不同的代表性矿物的硬度为标准，从软到硬，定为l至10，共10个硬度等级。这些代表性矿物的名称及其摩氏硬度等级分别是： 1滑石 2石膏 3方解石 4萤石 5磷灰石 6正长石 7石英 8黄玉 9刚玉 10金刚石 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (一)硬度u在野外，常用指甲(硬度2左右)、铜钥匙(3)、铁刀(55.5)、碎瓷片(65.5)等较易得到的东西帮助测定矿物的硬度。u在测量矿物的硬度时，要在洁净、新鲜的单个晶体上进行。刻划时，用力要缓且均匀，避免用力压掘。 第四节 矿物的物理性质

40、 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理 矿物晶体受应力作用应力作用下，沿一定结晶学方向破裂一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面光滑平面。这些光滑光滑的平面平面称解理面解理面。 注意注意：解理解理是晶质矿物晶质矿物才具有的特性。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理极完全解理：极易产生解理，解理片极薄，解理面大而平坦光滑，如白云母、黑云母的001底面解理。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理完全解理：容易产生解理，并形成规则的解理块，解理面较大，且平坦光滑，如

41、方解石的101菱面体解理。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理中等解理：较易产生解理，但解理面不大，且平坦及光滑程度较差，碎块上既有解理面又有断口，如普通辉石的110解理。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理不完全解理：较难产生解理，解理面小且平坦光滑程度差，碎块上以断口为主，如磷灰石的0001解理。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理极不完全解理(或称无解理)：肉眼见不到解理面，碎块上只发育断口。例如，肉眼观察见不到。-石英的

42、解理面，只有借助有关仪器才能见到其零星的101菱面体解理面。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (二)解理某些矿物晶体上，可能沿着不同方向发育完善程度相同或不同的解理，例如，石盐晶体可沿三个互相垂直的方向发育完全解理；重晶石可沿一个方向发育完全解理，另两个方向发育中等解理。晶体上出现解理的方向数称为解理组数；不同方向解理面之间的夹角称解理夹角。如：石盐具有三组完全解理，解理夹角为90。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (三)断口矿物受力后，在任意方向上裂成的凹凸不平的面称为断口。非晶质准矿物破裂后只形

43、成断口；具极不完全解理(无解理)矿物的破裂面以断口为主；有较好解理的矿物在不发育解理的方向破裂以后，亦可形成断口。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (三)断口参差状断口：断口呈参差不平的形状，如磷灰石等矿物的断口。矿物断口的大多数属此类型。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (三)断口贝壳状断口：断口呈贝壳形的曲面，面上有不规则的同心纹，形似贝壳状。如-石英的断口。 锯齿状断口：断口呈尖锐的锯齿状，自然铜等延展性很强的矿物具有此种断口。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、

44、矿物的力学性质 (三)断口土状断口：断口面呈细粉状，为高岭石等土状矿物集合体所具有的断口。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 (三)断口纤维状断口纤维状断口： 呈纤维丝状纤维丝状，见于纤维状矿物纤维状矿物集合体集合体上。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质( (一一) )相对密度相对密度纯净、均匀的单矿物的密度与同体积水在4时的密度比称矿物的相对密度。而矿物的密度是指单位体积矿物的质量，单位为gcm3。4时水的密度为1g

45、cm3，所以，矿物相对密度和密度的数值相等，但相对密度无量纲。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质( (一一) )相对密度相对密度u矿物相对密度的变化范围很大，可从小于1(琥珀)到23(铂族矿物)，但大多数矿物的相对密度在23.5之间。在矿物手标本鉴定中，通常凭经验用手掂量，将矿物按相对密度分为三级：石盐(2.12.5)、石膏(2.3)等相对密度小于2.5的属轻级；石英(2.65)、斜长石(2.62.8)等相对密度为2.5至4.0的属中级；重晶石(4. 64.7)、

46、磁铁矿(4.65.2)等相对密度大于4.0的属重级。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质( (二二) )磁性磁性u矿物的磁性是指在外磁场作用下，矿物被磁化时所表现的性质，包括矿物被外磁场所吸引、排斥以及被磁化的矿物对外界产生磁场等。 含V3+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+及Cu2+等离子的矿物常具有磁性。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射

47、性及电学性质( (二二) )磁性磁性根据矿物在外磁场作用下的表现，一般将其分为四类：根据矿物在外磁场作用下的表现，一般将其分为四类：(1)磁性矿物或铁磁性矿物磁性矿物或铁磁性矿物 矿物粉末或小碎块可被普通磁铁吸起，如磁铁矿等。矿物粉末或小碎块可被普通磁铁吸起，如磁铁矿等。(2)电磁性矿物电磁性矿物 矿物不能被普通磁铁吸起，但能被强电磁铁吸起，如赤铁矿、黑矿物不能被普通磁铁吸起，但能被强电磁铁吸起，如赤铁矿、黑云母等。云母等。(3)逆磁性或抗磁性矿物逆磁性或抗磁性矿物 矿物被外磁场排斥，如自然铋、黄铁矿等。矿物被外磁场排斥，如自然铋、黄铁矿等。(4)无磁性矿物无磁性矿物 既不能被外磁场吸引，又不

48、能被外磁场排斥，如石英、斜长石等。既不能被外磁场吸引，又不能被外磁场排斥，如石英、斜长石等。在矿物的手标本鉴定中，通常根据矿物粉末能否被普通磁铁吸引，将其分为磁性矿物(能被吸引)和无磁性矿物(不能被吸引)两种类型。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质( (三三) )放射性放射性 含放射性元素矿物自发地放出粒子或射线，同时释含放射性元素矿物自发地放出粒子或射线，同时释放能量，这种性质称发射性。通常将含有放射性元素的放能量，这种性质称发射性。通常将含有放射性元素的矿物叫

49、做放射性矿物。也有人只将主要由放射性元素组矿物叫做放射性矿物。也有人只将主要由放射性元素组成的矿物成的矿物( (如晶质铀矿如晶质铀矿UOUO2 2、方钍石、方钍石ThOThO2 2等等) )称为放射性称为放射性矿物，将含有少量放射性元素的矿物矿物，将含有少量放射性元素的矿物( (如锆石、独居石如锆石、独居石等等) )称为含放射性元素矿物。称为含放射性元素矿物。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质( (四四) )电学性质电学性质 (1)导电性 矿物对电流的传导能力称为

50、矿物的导电性。其大小主要取决于矿物所具有的化学键的类型，并同原子或离于与化学键的空间分布有关。有些矿物极易导电，是电的良导体，如自然金属矿物、石墨等；有些矿物几乎完全不导电，是电绝缘体，如石英长石、方解石、白云母、石膏、石盐等；另一些矿物的导电性介于绝缘体和良导体之间，称半导体矿物，如少数富含铁、锰的硅酸盐及铁、锰等元素的氧化物。此外，当温度升高时，某些绝缘体矿物会变成半导体矿物。 第四节 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质 三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质三、矿物的相对密度、磁性、放射性及电学性质( (四四) )电学性质电学性质 (2)介电性、压

51、电性和(热电性)焦电性 矿物的介电性是指某些矿物在电场中被极化的性质。当几种矿物同时在一种电介质溶液中时，介电常数比电介质溶液大的就被电极所吸引。对某些矿物晶体施加定向压力或加热时，其两端出现正负相反、数量相等电荷的性质分别称压电性和热电性(焦电性)。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用通常根据形成矿物的地质作用的性质和能量来源不同，将其分为内生作用、外生作用和变质作用。 (一)内生作用u内生作用主要是指由地球内部热能引起矿物形成的各种地质作用。根据其物理化学条件不同，可分为岩浆作用、伟晶作用、热液作用等。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质

52、作用(一)内生作用u1.岩浆作用u岩浆作用是指岩浆熔融体结晶形成矿物的作用。一般认为，岩浆是来自地球深处、高温、高压、富含挥发组分且以硅酸盐为主要成分的熔融体。在岩浆由地球深处向地表运移过程中，随着温度和压力的降低，形成不同的矿物，并构成不同的岩石类型。u在岩浆侵入作用中形成的主要造岩矿物有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、普通角闪石、钾长石、斜长石、石英等。此外，岩浆作用还可形成重要的矿床。u火山作用是岩浆作用的一种特殊形式。在此作用过程中，岩浆沿地壳薄弱带上升至近地表或溢出地面，甚至喷向空中。由于外部压力骤然下降，冷却速度急剧加快，除形成大量与侵入岩类似的矿物外，还形成了透长石、鳞石英等高温相矿

53、物。而且，除斑晶外，由火山作用形成的矿物一般结晶细小。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用u2.伟晶作用u伟晶作用是指形成伟晶岩及有关矿物的作用。例如，岩浆结晶到后期，残余岩浆熔融体中富含二氧化硅、碱质、挥发组分及稀有元素，当温度降至400700左右时，矿物从熔浆中直接结晶形成伟晶岩。u伟晶岩矿物主要有钾长石、钠长石、云母、石英等，此外，还有电气石、黄玉、绿柱石、锂辉石等富含稀有元素相挥发分的矿物。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用3.热液作用u热液作用是指从气水溶液一直到热水溶液过程中形成的矿物的作用。地壳

54、中热液作用多种多样，按热液来源不同，可分为岩浆期后热液、变质热液和地下水热液等。限于篇幅，这里只介绍岩浆期后热液作用。u岩浆期后热液是由岩浆侵入并冷却过程中分泌出的以H2O为主的挥发组分，随着温度的下降，从气水溶液转变而成的热水溶液。其作用温度在50050，形成深度为数千米至近地表。岩浆期后热液作用按温度大致可分成高、中、低温三种类型。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用3.热液作用(1)高温热液作用 其温度范围在500一300之间，常与气化作用联系在一起，因此，又称气化一高温热液作用。主要形成由黑钨矿、白钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、磁铁矿、磁黄铁矿等

55、WSnMoBiNiFe型矿物组合。非金属矿物有石英及含挥发分的电气石、黄玉、绿柱石、云母等。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用3.热液作用(2)中温热液作用 其温度范围在300200之间。主要形成黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等CuPbZn型矿物组合。非金属矿物以石英为主，其次有方解石、白云石、重晶石等。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用3.热液作用(3)低温热液作用 其温度范围在20050之间。主要形成雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等AsSbHgAg型矿物组合。非金属矿物有石英、重晶石、方解石等。 第五节 矿物

56、的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用(二)外生作用 外生作用发生在地壳的表层。主要是在太阳能的影响下，由岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用而导致矿物形成的各种地质作用。外生作用包括风化作用和沉积作用。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用(二)外生作用 1.风化作用风化作用是指出露于地表或近地表的矿物和岩石，在太阳能、大气、水和生物的长期作用下，发生机械破碎和化学分解的作用。在风化作用过程中，K、Na、Ca等易溶组分形成真溶液被地表水或地下水带走，Si、A1、Fe、Mn等难溶组分则残留在原地，或搬运到不远的地方堆积形成新的矿

57、物。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用(二)外生作用 1.风化作用不同矿物抵抗风化的能力不同。一般具有层状结构且富含水的硅酸盐矿物，以及变价元素的高价氧化物和氢氧化物在地表较稳定。例如，钾长石KAlSi3O8在H20和CO2的作用下，其成分中的钾逐渐琳失，可变成水云母、高岭石、三水铝石等。而石英在风化过程中可因机械破碎作用变成碎屑，残留于原地或被搬运至它处。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用(二)外生作用 2.沉积作用沉积作用是指矿物和岩石在风化作用过程中所形成的风化产物，经水流、空气等介质搬运，并在地表适

58、当条件下发生堆积的作用。根据沉积方式的不同，可分为机械沉积、化学沉积(包括胶体沉积在内)和生物化学沉积。 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用(二)外生作用 2.沉积作用（1）机械沉积u风化条件下物理和化学性质稳定的产物,被风和水流等搬运到河谷或水盆地中后因介质搬运力降低而发生机械沉积. 第五节 矿物的成因一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用(一)内生作用(二)外生作用 2.沉积作用(2)化学沉积 u矿物岩石在风化作用下遭受分解，其成分中可溶组分溶解于水形成的真溶液或沿断裂带上升的深部卤水等进入内陆湖泊、封闭或半封闭的泻湖或海湾后，在蒸发环境下，