矿物的物理性质

1、2022年7月2日星期六22时40分24秒1第二章第二章 矿物的物理性质矿物的物理性质掌握内容掌握内容矿物的光学性质矿物的光学性质矿物的力学性质矿物的力学性质矿物的电学、磁学、比重等其他性矿物的电学、磁学、比重等其他性质质矿物的肉眼鉴定方法矿物的肉眼鉴定方法矿物的物理性质与选矿的关系矿物的物理性质与选矿的关系2022年7月2日星期六22时40分24秒2概述矿物的物理性质，取决于矿物本身的化矿物的物理性质，取决于矿物本身的化学成份和内部构造。学成份和内部构造。 借助矿物的物理性质的差异来识别矿物、借助矿物的物理性质的差异来识别矿物、利用矿物和寻找矿物资源。利用矿物和寻找矿物资源。 矿物的物理性质

2、，包括矿物的光学性质、矿物的物理性质，包括矿物的光学性质、力学性质和其他物理性质等。力学性质和其他物理性质等。2022年7月2日星期六22时40分24秒31 1 矿物的光学性质矿物的光学性质主要是指矿物对光线的吸收、反射和折主要是指矿物对光线的吸收、反射和折射所表现出的各种性质，以及由矿物引射所表现出的各种性质，以及由矿物引起的光线干涉和散射等现象。起的光线干涉和散射等现象。 用肉眼能观察到的矿物光学性质有矿物用肉眼能观察到的矿物光学性质有矿物的颜色、条痕、光泽和透明度等。的颜色、条痕、光泽和透明度等。 2022年7月2日星期六22时40分24秒4一、颜色一、颜色矿物对可见光中的不同波长发生选

3、择性吸收和矿物对可见光中的不同波长发生选择性吸收和反射后，在人眼中引起的感觉。反射后，在人眼中引起的感觉。矿物对各种波长的可见光普遍而均匀地吸收时，矿物对各种波长的可见光普遍而均匀地吸收时，随吸收程度不同矿物呈现出无色、白色、灰色随吸收程度不同矿物呈现出无色、白色、灰色和黑色等色调。如果矿物对不同波长的可见光和黑色等色调。如果矿物对不同波长的可见光选择性吸收时，则矿物呈现出被吸收光波的颜选择性吸收时，则矿物呈现出被吸收光波的颜色而表现出特定的颜色。色而表现出特定的颜色。 在矿物学中，传统地将矿物的颜色分为自色、在矿物学中，传统地将矿物的颜色分为自色、他色和假色三类。他色和假色三类。2022年7

4、月2日星期六22时40分24秒5缤纷多彩的矿物颜色缤纷多彩的矿物颜色自色自色 自色：是矿物本身所固有的自色：是矿物本身所固有的颜色。这种颜色主要取决于颜色。这种颜色主要取决于矿物的内部构造和化学成份矿物的内部构造和化学成份（如含有色素离子）。（如含有色素离子）。钢灰色赤铁矿集合成玫瑰钢灰色赤铁矿集合成玫瑰形铁玫瑰形铁玫瑰天蓝色的胆矾天蓝色的胆矾红褐色的金红石红褐色的金红石2022年7月2日星期六22时40分24秒6石英的不同颜色石英的不同颜色他色他色( (机械混入物呈色机械混入物呈色) )黄色黄色-黄棕色黄棕色黄晶黄晶无色无色水晶水晶棕黑色棕黑色烟晶烟晶玫瑰色玫瑰色粉红色石英粉红色石英白色白色

5、-灰白色灰白色乳石英乳石英紫色紫色紫水晶紫水晶2022年7月2日星期六22时40分24秒7假色假色假色：由于某些物理原因所引起的颜假色：由于某些物理原因所引起的颜色。如黄铜矿表面因氧化膜所引起的色。如黄铜矿表面因氧化膜所引起的锖锖(qiang(qiang) )色色 ，方解石解理引起的晕，方解石解理引起的晕色等。色等。 2022年7月2日星期六22时40分24秒8二、条痕（二、条痕（Streak）条痕是指矿物粉末的颜色，条痕是指矿物粉末的颜色，一般是将矿物在白色一般是将矿物在白色无无釉瓷板釉瓷板上刻划后，观察其留下的上刻划后，观察其留下的粉末颜色粉末颜色。条痕色比矿物颜色稳定，所以是重要的鉴定特

6、征。条痕色比矿物颜色稳定，所以是重要的鉴定特征。 辉钼矿辉钼矿辰砂辰砂黄铜矿黄铜矿铬铅矿铬铅矿赤铁矿赤铁矿雌黄雌黄灰色灰色红色红色黑色黑色黄色黄色红棕色红棕色金黄色金黄色2022年7月2日星期六22时40分24秒9三、光泽（三、光泽（Luster）光泽是矿物表面对光的反射能力，决定于矿物的光泽是矿物表面对光的反射能力，决定于矿物的表面性质和反射率的大小。表面性质和反射率的大小。常用描述矿物光泽的术语有：金属光泽、珍珠光常用描述矿物光泽的术语有：金属光泽、珍珠光泽、玻璃光泽、油脂光泽和丝绢光泽等。泽、玻璃光泽、油脂光泽和丝绢光泽等。 石英晶体的玻石英晶体的玻璃光泽璃光泽“纤维石膏纤维石膏”表面的

7、丝绢光表面的丝绢光泽泽石盐表面的油石盐表面的油脂光泽脂光泽赤铁矿上的暗赤铁矿上的暗淡金属光泽淡金属光泽方铅矿表面上方铅矿表面上的金属光泽的金属光泽2022年7月2日星期六22时40分24秒10矿物的光泽可用于识别宝石。假宝石往往矿物的光泽可用于识别宝石。假宝石往往呈玻璃光泽，真宝石是金刚光泽，丝绢光呈玻璃光泽，真宝石是金刚光泽，丝绢光泽、脂肪光泽和珍珠光泽。泽、脂肪光泽和珍珠光泽。 2022年7月2日星期六22时40分24秒11四、透明度（四、透明度（Transparency） 透明度：透明度：矿物能透过可见光的程度。矿物能透过可见光的程度。 矿物薄片矿物薄片( (厚厚0.03mm)0.03m

8、m)能清晰透视其他物体的矿物为能清晰透视其他物体的矿物为透明透明，能通过光线，但不能清晰透视其他物体者为能通过光线，但不能清晰透视其他物体者为半透明半透明，光线，光线完全不能通过者为完全不能通过者为不透明不透明。 光线可以透过水蓝宝石半透明半透明光线不能通过黄金不透明不透明透过方解石菱面体看物体出现呈重影，因为光线折射两次透明透明2022年7月2日星期六22时40分24秒12矿物在外力矿物在外力( (如打击、挤压或拉伸、如打击、挤压或拉伸、扭力等扭力等) )作用下所表现的物理机械性作用下所表现的物理机械性质，称为矿物的力学性质。质，称为矿物的力学性质。矿物的力学性质主要有解理、裂开、矿物的力学

9、性质主要有解理、裂开、断口、硬度、韧性等。断口、硬度、韧性等。2 2 矿物的力学性质矿物的力学性质2022年7月2日星期六22时40分24秒13矿物在外力作用下，沿一定的结晶方向破裂成光滑矿物在外力作用下，沿一定的结晶方向破裂成光滑平面的能力，称为解理。规则的破裂面称解理面。平面的能力，称为解理。规则的破裂面称解理面。如未产生破裂而只是出现裂纹，称为解理纹。如未产生破裂而只是出现裂纹，称为解理纹。 方铅矿的立方方铅矿的立方体解理体解理冰洲石完全的冰洲石完全的菱面体解理菱面体解理沿锂云母晶体底沿锂云母晶体底面极完全解理面极完全解理 一、解理一、解理2022年7月2日星期六22时40分24秒14解

10、理产生的原因：解理产生的原因：主要取决于主要取决于结晶构造中质点的排列及质点结晶构造中质点的排列及质点间连接力的性质。间连接力的性质。在同极键晶体中，几何因素起在同极键晶体中，几何因素起着重要的作用，解理面往往平着重要的作用，解理面往往平行于结点密度最大的面网。行于结点密度最大的面网。 在异极键中，解理面常产生于：在异极键中，解理面常产生于： （1 1）解理面平行于阴阳离子电荷大部分已中）解理面平行于阴阳离子电荷大部分已中和的平面；和的平面； （2 2）解理面产生于同类质点的两个面网之间）解理面产生于同类质点的两个面网之间2022年7月2日星期六22时40分25秒15据解理的难易和完善程度将解

11、理分为据解理的难易和完善程度将解理分为四个等级：四个等级： 极完全解理：如云母等极完全解理：如云母等 完全解理：如方解石等；完全解理：如方解石等； 中等解理：如辉石、角闪石等；中等解理：如辉石、角闪石等； 不完全解理：如石英等。不完全解理：如石英等。矿物晶体具有对称性，所以解理往往矿物晶体具有对称性，所以解理往往不只一组，而是不只一组，而是有着与其对称要素相有着与其对称要素相联系的组数。联系的组数。 2022年7月2日星期六22时40分25秒16二、二、断口和裂开断口和裂开用地质锤敲打矿物，它会断裂，用地质锤敲打矿物，它会断裂，并露出粗糙凹凸不平的表面，这并露出粗糙凹凸不平的表面，这就是断口。

12、就是断口。常用的断口术语有：参差状、贝常用的断口术语有：参差状、贝壳状、锯齿状和裂片状。壳状、锯齿状和裂片状。 蛋白石的蛋白石的 贝壳状断口贝壳状断口u裂开（假解理）：矿物在外力影响下，沿一定方裂开（假解理）：矿物在外力影响下，沿一定方向分裂的性质。向分裂的性质。 u一般沿双晶，尤其是聚片双晶的结合面而产生。一般沿双晶，尤其是聚片双晶的结合面而产生。2022年7月2日星期六22时40分25秒17三、硬度三、硬度 硬度是矿物抵抗外来机械作用力硬度是矿物抵抗外来机械作用力( (如刻划、如刻划、压入、研磨等压入、研磨等) )侵入的能力。侵入的能力。 18221822年莫斯年莫斯(Mohs(Mohs)

13、 )发明了一套硬度标准，发明了一套硬度标准，从硬度最小从硬度最小(1(1级级) )的滑石到硬度最大的滑石到硬度最大(10(10级级) )的金刚石。的金刚石。 矿物摩氏硬度也可用日常用品来大致测矿物摩氏硬度也可用日常用品来大致测定。定。 石英：石英：7 7 玻璃：玻璃：6 6刀刃：刀刃：5.55.5硬币：硬币：3.53.5手指甲：手指甲：2.52.52022年7月2日星期六22时40分25秒18莫氏硬度计的莫氏硬度计的十种标准矿物十种标准矿物 ：金刚石金刚石1010刚玉刚玉9 9黄玉黄玉8 8石英石英7 7正长石正长石6 6磷灰石磷灰石:5:5萤石萤石4 4方解石方解石3 3石膏石膏2 2滑石滑

14、石1 12022年7月2日星期六22时40分25秒19矿物的绝对硬度可通过各种显微硬度仪测定矿物的绝对硬度可通过各种显微硬度仪测定 。矿物的硬度与解理一样具异向性，这是由于在同矿物的硬度与解理一样具异向性，这是由于在同一晶面上，不同方向的行列中质点的排列密度不一晶面上，不同方向的行列中质点的排列密度不同。沿着质点排列紧密的行列刻划相对较为容易，同。沿着质点排列紧密的行列刻划相对较为容易，而垂直质点排列紧密的行列刻划相对较难。而垂直质点排列紧密的行列刻划相对较难。测量矿物硬度的金测量矿物硬度的金刚石锥体刚石锥体2022年7月2日星期六22时40分25秒20四、韧性四、韧性 矿物受压轧、锤击、弯曲

15、或拉引等力作用时所出现的矿物受压轧、锤击、弯曲或拉引等力作用时所出现的抵抗能力，叫韧性。可分为下列几种：抵抗能力，叫韧性。可分为下列几种：矿物受力时容易破碎的性质。如镜铁矿硬度大于小刀，但由于具有明显的脆性，因此可被小刀压碎出现粉末或小粒。脆性是离子键矿物的一种特性。在锤击或拉引下，容易形成薄片或细丝的性质，是金属键矿物的一种特性。一般情况下温度升高，延展性增强。金属键的矿物在外力作用下的一个特征就是产生塑性形变，这就意味着离子能够移动重新排列而失去粘接力，这是金属键矿物具有延展性的根本原因。金属键程度不同，则延展性也有差异。自然金具有良好自然金具有良好的延展性的延展性2022年7月2日星期六

16、22时40分25秒21矿物在外力作用下发生弯曲形变，当外力取消后，弯曲的形变不能恢复原状的性质。如石膏、绿泥石、滑石等。具挠性的矿物，在其内部结构中，单位层与层之间，靠余键相连，当它受外力弯曲时，两层之间可相对移动，能够形成新的余键而处于平衡，没有恢复力，因而弯曲后不能恢复原状。 矿物在外力作用下发生弯曲形变，当外力取消后，又恢复原状的性质。如云母、石棉。弹性的实质是：一些层状结构的矿物，其单位层之间存在着一定的离子键连接力，当受外力弯曲时，这些离子键也被拉长或压短，各单位层能够变弯和移动。当外力取消后，这些离子键恢复正常，并使各个单位层恢复到原位。2022年7月2日星期六22时40分25秒2

17、23 3 矿物的比重矿物的比重n 矿物的比重矿物的比重(G)(G)：是纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与：是纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积的水在同体积的水在44时重量之比。时重量之比。如果矿物在空气中的重如果矿物在空气中的重量为量为P P克，矿物在克，矿物在44水中的重量为水中的重量为P P1 1克，则克，则 G=P/(P-PG=P/(P-P1 1) )石英比重：石英比重：2.652.65 方铅矿比重：方铅矿比重：7.57.5 矿物的比重可分为三级：矿物的比重可分为三级：轻级：轻级：比重小于2.5。如石墨(2.5)、自然硫(2.05)；中级：中级：比重由2.54。如石英(2.65)，

18、金刚石(3.5)；重级重级：比重大于4。如重晶石(4.3-4.7)，磁铁矿(4.6-5.2)。2022年7月2日星期六22时40分25秒234 4 矿物的电学性质矿物的电学性质u矿物的电学性质包括矿物的电学性质包括导电性、压电性、焦导电性、压电性、焦电性电性等。这些性质在鉴定找矿以及应用上等。这些性质在鉴定找矿以及应用上都有重要意义。都有重要意义。 2022年7月2日星期六22时40分25秒24一、导电性一、导电性矿物对电流的传导能力称为矿物的导电性。它主矿物对电流的传导能力称为矿物的导电性。它主要取决于矿物的能带结构类型而分为绝缘体、良要取决于矿物的能带结构类型而分为绝缘体、良导体、半导体矿

19、物。导体、半导体矿物。 矿物导电性的强弱用导电率矿物导电性的强弱用导电率（欧姆（欧姆1 1厘米厘米1 1）表示。表示。大于大于102102欧姆欧姆1 1厘米厘米1 1以上的矿物为以上的矿物为导导体体；小于小于10101212欧姆欧姆1 1厘米厘米1 1的矿物为的矿物为非导非导体体；介于二者之间的属于介于二者之间的属于半导体半导体矿物。矿物。半导体矿物中，杂质元素的存在及晶格缺陷对其半导体矿物中，杂质元素的存在及晶格缺陷对其导电性能影响很大。因此，可以利用杂质元素来导电性能影响很大。因此，可以利用杂质元素来改变半导体矿物的导电性能。改变半导体矿物的导电性能。 2022年7月2日星期六22时40分

20、25秒25二、介电性二、介电性 某些矿物在电场中被极化的性质。通常用某些矿物在电场中被极化的性质。通常用测定其测定其介电系数（电容率）介电系数（电容率）来研究。来研究。 当几种矿物同时在一种电介质液体中时，当几种矿物同时在一种电介质液体中时，矿物的介电常数比电介质溶液大的就被电矿物的介电常数比电介质溶液大的就被电极所吸引，并可以把某些矿物从许多其他极所吸引，并可以把某些矿物从许多其他矿物中分离出来。因此在研究单矿物样品矿物中分离出来。因此在研究单矿物样品时，用介电分离法可以既快又好地将单矿时，用介电分离法可以既快又好地将单矿物分离。物分离。2022年7月2日星期六22时40分25秒26三、矿物

21、的荷电性三、矿物的荷电性 矿物在受外力作用（摩擦、加热、加压）矿物在受外力作用（摩擦、加热、加压）影响下，发生带电现象的性能。实质上就影响下，发生带电现象的性能。实质上就是矿物中的热能或机械能转化为电能的形是矿物中的热能或机械能转化为电能的形式。式。 荷电性根据所施外力的不同，有以下几种：荷电性根据所施外力的不同，有以下几种： 摩擦电性：摩擦电性：如自然硫、金刚石、琥珀等用如自然硫、金刚石、琥珀等用丝绢或毛皮摩擦时，带电的现象。丝绢或毛皮摩擦时，带电的现象。 焦电性：焦电性：如电气石受热时，在晶体的某些如电气石受热时，在晶体的某些部位产生电荷。部位产生电荷。 压电性：压电性：如压电石英在机械作

22、用的张力或如压电石英在机械作用的张力或压力影响下，因变形而呈现电荷的现象。压力影响下，因变形而呈现电荷的现象。在压缩时产生正电荷的部位，在伸张时就在压缩时产生正电荷的部位，在伸张时就会产生负电荷。会产生负电荷。2022年7月2日星期六22时40分25秒275 5 矿物的磁性矿物的磁性矿物的矿物的磁性磁性是指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引，是指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引，或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。矿物的磁性主要是由矿物成分中含有矿物的磁性主要是由矿物成分中含有铁、钴、镍、铁、钴、镍、铬、钛、钒铬、钛、钒等元素所致。磁性的强度与矿物中含等元素所致。磁性的强

23、度与矿物中含有这些元素的多少，特别是与含铁的多少有关。有这些元素的多少，特别是与含铁的多少有关。矿物的磁性主要是由组成元素的电子构型和磁性矿物的磁性主要是由组成元素的电子构型和磁性结构所决定。根据磁化率的大小，矿物的磁性可结构所决定。根据磁化率的大小，矿物的磁性可分为分为抗抗( (逆逆) )磁性、顺磁性磁性、顺磁性及及铁磁性铁磁性三种。三种。2022年7月2日星期六22时40分25秒28 磁性的强弱也可用比磁化系数来表示。磁性的强弱也可用比磁化系数来表示。 比磁化系数：是物体单位质量的磁化率，即比磁化系数：是物体单位质量的磁化率，即1 1立方厘米的立方厘米的矿物在磁场强度为矿物在磁场强度为1

24、1奥斯特的外磁场中所产生的磁力。奥斯特的外磁场中所产生的磁力。 X X比比=X/G=X/G，x x为磁化率，为磁化率，G G为物体的比重。为物体的比重。 按比磁化系数的大小，矿物可分为四类：按比磁化系数的大小，矿物可分为四类： 强磁性强磁性矿物：矿物： X X比比大于大于3000300010106 6厘米厘米3 3/ /克，如磁铁矿、克，如磁铁矿、磁黄铁矿，可用普通马蹄磁铁吸引磁黄铁矿，可用普通马蹄磁铁吸引 ； 中磁性中磁性矿物：矿物： X X比比在在6006003000300010106 6厘米厘米3 3/ /克之间，如克之间，如钛铁矿、铬铁矿等，能用弱电磁铁吸引；钛铁矿、铬铁矿等，能用弱电

25、磁铁吸引； 弱磁性弱磁性矿物：矿物： X X比比大于大于151560060010106 6厘米厘米3 3/ /克之间，如克之间，如赤铁矿、褐铁矿、黑钨矿、黄铁矿等，用强电磁铁才能赤铁矿、褐铁矿、黑钨矿、黄铁矿等，用强电磁铁才能吸引；吸引； 非磁性非磁性矿物：矿物： X X比比小于小于151510106 6厘米厘米3 3/ /克。如石英、方解克。如石英、方解石，强电磁铁也不能吸引。石，强电磁铁也不能吸引。 2022年7月2日星期六22时40分25秒296 6 矿物的其他物理性质矿物的其他物理性质常用于矿物鉴定的矿物的其他物理性质还常用于矿物鉴定的矿物的其他物理性质还有：有：润湿性、导热性、发光性

26、、放射性、润湿性、导热性、发光性、放射性、自燃性等。自燃性等。一、润湿性一、润湿性矿物表面能否被液滴所润湿的性质。矿物表面能否被液滴所润湿的性质。容易被水润湿的矿物称为亲水性矿物，如云母、容易被水润湿的矿物称为亲水性矿物，如云母、石英、方解石等；不容易被水润湿的矿物称为疏水石英、方解石等；不容易被水润湿的矿物称为疏水性矿物，如滑石、石墨、方铅矿等。性矿物，如滑石、石墨、方铅矿等。矿物的润湿性主要由矿物内部构造所决定。矿物的润湿性主要由矿物内部构造所决定。2022年7月2日星期六22时40分25秒30矿物颗粒在水介质中上浮或下沉，起主导作矿物颗粒在水介质中上浮或下沉，起主导作用的是其润湿性，而不

27、是比重。根据矿物润用的是其润湿性，而不是比重。根据矿物润湿性的不同，引起矿物在水中上浮或下沉。湿性的不同，引起矿物在水中上浮或下沉。 因此，矿物的润湿性是浮选的理论基础。因此，矿物的润湿性是浮选的理论基础。矿物润湿性的大小，可以根据水在矿物表面矿物润湿性的大小，可以根据水在矿物表面所形成的接触角所形成的接触角的大小来确定。的大小来确定。2022年7月2日星期六22时40分25秒31二、导热性二、导热性 不同的矿物具有不同的导热性；而同种矿物，不同的矿物具有不同的导热性；而同种矿物，其导热性也不相同，并且随方向而异。其导热性也不相同，并且随方向而异。利用矿物导热性的差异，在选矿上可以分离利用矿物导热性的差异，在选矿上可以分离矿物。矿物。 2022年7月2日星期六22时40分25秒32三、放射性三、放射性 放射性元素能够自发地从原子核内部放出粒子或射线，同放射性元素能够自发地从原子核内部放出粒子或射线，同时释放出能量，这种现象叫做时释放出能量，这种现象叫做放射性放射性，这一过程叫做放射，这一过程叫做放射性衰变。含有放射性元素（如性衰变。含有放射性元素（如U U、ThTh、RaRa等）的矿物叫做等）的矿物叫做放射性矿物。放射性矿物。 在含有放射性元素离子的矿物中，这些离子经过衰变后所在含有放射性