2矿物学基础.ppt

1、(四)宝玉石的地质基础，宝玉石学主要扎根于地质学，特别是矿物学、结晶学和岩石学，掌握宝玉石学首先需要坚实的地质学基础知识，其中最重要的是关于矿物学、岩石学、结晶学和地球化学的知识。 1、矿物学的基础、矿物是地壳中天然形成的固体单体或化合物。 矿物广泛分布于地壳中，与人类的生活和生产活动有着密切的关系，宝石是矿物和矿物的集合体。 矿物由于具有一定的化学成分和内部结构，因此具有一定的物理、化学性质和外部形态，但自然段生产往往不完全。 (1)矿物分类、金、金刚石、黑金属铅、硫、铜、银等自然元素矿物：石盐、钾元素盐、夜明珠等卤代物矿物： 硫化物矿物：如黄铁矿、真？ 矿、方铅矿、雄黄等赤铁矿、磁铁矿、灰

2、水晶等氧化物和氢氧化合物矿物： 含氧酸盐矿物：最重要的三种：硫酸盐矿物：在石膏、芒硝、重晶石矿等碳酸盐矿物3360，如方解石、孔雀石硅酸盐矿物：长石、夜明珠、雄黄、雌黄、红铁元素矿、刚玉、水晶、石膏、芒硝绿柱石富含铯时，呈大头针状含铬时呈鲜艳翠绿色，称为祖母绿，含二价铁元素时呈淡天蓝色，称为海蓝宝石。 钙元素铝石榴石、固体矿产按其内部结构可分为晶质体矿物和非晶矿物。 矿物内部的质点没有规则排列，不具有晶格特征，并且几何外形不固定的称为非晶质体体。 例如欧泊、琥珀等。 欧泊、琥珀、矿物内部质点(包括原子、络离子、分子等)呈规则排列，称为具有一定晶格特征和一定几何外形的晶体。 食盐(NaCl )结

3、晶内部的Na络离子和Cl络离子，在三次元方向的空间内等间隔地重复排列，构成立方晶格结构，其外形构成立方形状。 非晶体：由无数非常小的晶体组合形成的矿物或岩石，这些个的微晶是肉眼或放大镜下不能辨别晶体的个体，被称为非晶体，例如玛瑙、玉髓。 (2)矿物的形态特征、矿物晶体的形态是指矿物的外观几何学的形态。 在结晶习性相同的生长条件下形成的同种矿物，其单体总是具有某一特定的结晶形态，即各结晶同样具有独特的惯用形态，我们称之为矿物的结晶习性。 矿物单体在三度空间发育的程度，结晶习性可分为3种类型：1)一直延长型2 )双向延展型3 )三方近等型、一直延长型是指结晶在有三次元的方向特别发育，其他两个方向不

4、太发育，矿物形态呈柱状、针状或纤维状。 例如灰水晶、电气石粉、祖母绿、蓝宝石、吐司等。 双向延展型是指结晶在两个方向上特别发育，矿物的形态呈板状、板状。 重晶石矿、石膏等呈板状外形的云母，黑金属铅呈片状外形。 云母、三方近等型是指结晶沿三度空间三个方向发育的程度大致相等，矿物形态呈粒状或立方形状，如油橄榄、黄铁矿、盐岩等。 黄铁矿、自然段的矿物晶体主要表现为集合体，很少表现为单一的结晶多面体或规则的连体。 矿物集合体是指同种矿物的多个单体聚集的集合体型矿物整体。 矿物集合体的形态特征是鉴别不同矿物的重要标识牌之一。 矿物集合体及其形态，(2)矿物的形态特征，粒状集合体：矿物单体肉眼可见，单体呈

5、粒状体，具有不规则的聚合，如油橄榄、黄铁矿等集合体.黄铁矿自形粒状集合体、板状集合体：矿物单体可以用肉眼看到，单体呈板状，具有不规则的聚合，例如重晶石矿、黑钨矿等集合体. 重晶石矿集合体、片状集合体：矿物单体肉眼可见，单体呈片状，具有云母集合体等不规则聚合。 柱状集合体：矿物单体可用肉眼观察到，单体呈柱状，具有如辉锑掺杂集合体的不规则聚合。 辉锑矿集合体、放射状集合体矿物单体可用肉眼看到，单体呈柱状或纤维状或针状，在中心周围放射状排列，例如是莫来石集合体。 纤维状集合体矿物单体可用肉眼看到，单体呈纤维状或针状、毛发状，呈石棉、纤维状石膏集合体等平行排列。 纤维状石膏、石棉、结晶克拉克星空卫视：

6、是生长于岩石空洞和裂缝的肉眼可见柱状单体，它们以孔壁和裂缝壁为共同基底，基本生长于单向式，构成克拉克星空卫视状矿物集合体。 克拉星空卫视状集合体可以由石英晶体克拉星空卫视等同种矿物构成，也可以由不同的矿物晶体构成。 方解石结晶蓑、灰水晶和闪锌矿聚集体、石英晶体星空卫视、结核：一般是非晶质或非晶质胶体物质或肉眼看不到的矿物单体，在一个核的周围逐渐生长，多呈球状体或不规则体。 一般具有同心状或放射状结构。 石炭系地层和煤层中常见的黄铁矿、菱铁矿等结核。 锰结核、分泌细胞体是岩石的空洞中，非晶质或隐晶质胶体物质以孔壁为基底几乎向孔中心生长填充。 具有同心状结构，与结核体形成相反，其环层结构外向。 典

7、型的例子是玛瑙。 其他形状的多聚体：主要是由胶体凝聚或溶液蒸发沉淀形成的矿物集合体。 其形状有肾状矿物集合体、葡萄状矿物集合体等多种多样。 块状集合体：由均匀聚合的矿物单体组成，很难用肉眼分辨矿物单体。 例如，卡尔科帕伊利石、铝矾土等。铝矾土、黄柏伊利石、土状多聚体：构成矿物集合体的矿物呈粉末状，矿物单体肉眼难以分辨，质地柔软，类似黏土矿物集合体。 埃洛石、矿物的光学性质矿物的光学性质是指矿物对自然光的反射、折射、吸收等显示的各种性质。 包括矿物的颜色、条纹、光泽和透明度。 (3)矿物的物理性质、颜色是人类对可见光的视觉感知传感。 约390nm770nm波长范围的电磁波刺激视神经的话，人类就会

8、有颜色的感应。 矿物的光学性质，矿物吸收全部光时，矿物呈黑色均匀地吸收所有波长的色光，矿物呈某种程度的灰色几乎不吸收则无色或白色选择性地吸收白色光中某特定波长的色光，矿物呈颜色。 关于透明矿物，颜色是光波被矿物吸收后透过的光波的混合色，表示被吸收的色光的辅助色，也称为体色。 对于不透明矿物，由于光波的吸收非常强，入射光难以进入矿物内部，其颜色主要是矿物表层吸收入射光而放射的光波的混合颜色，也被称为表面色或反射色。 总体而言，矿物的显色反应历程可分为两种情况：一种是矿物成分中的原子或络离子，其外层电子产生电子跃迁，选择性地吸收可见光，从而引起矿物的显色。 另一种是由反射、衍射、干扰作用等物理光学

9、作用引起的显色现象。 本色：矿物本身固有的化学成分的颜色与矿物内部构造和化学成分有关。 例如赤铁矿、哔-旋塞阀等。 其他颜色：由矿物的非固有要素产生的颜色，但不包含物理光学效应产生的颜色。 一般是由外来杂质、机械混入物或晶格缺陷等引起的。 红宝石和香烟的结晶等。假彩色：矿物内部存在的裂缝和表面的氧化膜引起的光的反射，折射引起的颜色。 常见的假彩色有蛋白光、锕系元素、光晕、变色等。 条痕是指矿物粉末的颜色。 光泽矿物的光泽是指矿物反射可见光的能力。矿物光泽的强弱取决于矿物的反射率(r )，反射率越大矿物的光泽越强。 在矿物学中，通常根据光泽的强弱将光泽分为金属光泽、准金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽

10、4个阶段。 另外，矿物的反射面不光滑或成为集合体时，还会出现油脂光泽、树脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、绢光泽、土状光泽等。 矿物的光学性质、金属光泽：在这种金属抛光面下的反射光(R25% )。 像黄铁矿一样。 准金属光泽：显示比金属光泽暗、未研磨的金属表面所呈现的光泽(25%R19% )。 例如磁铁矿。 金刚光泽：状若钻石的反射(19%R10% )，钻石。 玻璃光泽：普通玻璃表面具有的光泽(10%R4% )。 例如灰水晶。 由于黄铁矿、磁铁矿和反射光受矿物颜色、表面平整度和聚集方式的影响，往往呈现特殊的变异光泽：油脂光泽：颜色浅，有玻璃光泽或金刚光泽的矿物，在非平平整整剖面上，呈现油脂面所见的光

11、泽。 像灰水晶一样，切口是油脂光泽。 灰水晶断口面，羊脂白玉，树脂光泽：色黄黄褐色，有金刚光泽的矿物，闪锌矿，雄黄等，在非平平整整的面，可以看到松香等树脂平面呈现的光泽。 绢光泽：透明且有玻璃光泽，是个体细小的纤维状的集合体或劈开完全的矿物，例如石棉、纤维石膏等，具有绢或丝织物般的光泽。 虎杖、珍珠光泽：白云母、滑石等劈开发育的淡透明矿物，在这些劈开面上看到的贝壳凹面上出现的柔软多彩的光泽。 透明度是指矿物允许可见光透过的程度。 一般将矿物的透明度分为3个阶段：透明矿物：隔着约1cm的矿物可以看到对面物体清晰的轮廓和细节。 半透明矿物：隔着1cm或小于1cm的矿物，只看到相反侧的物体的模糊轮廓

12、。 不透明矿物：夹着极薄的矿物也看不见对面的物体。 矿物的光学性质、矿物的发光性矿物受到外部能量的照射而发出可见光的性质称为发光性。 其本质是矿物晶格吸收高外加能量，然后以低能量再释放。 如果发光体停止(10-8秒)，则发光现象消失，发出的光为荧光(fluorescence )，在外部能量被去除后(108秒)，能够发出的光被称为磷光(phosphorescence )。 矿物受热而发出的光的性质叫做热光性。 矿物的光学性质，这颗夜光珍珠直径1.6米，重6.2吨，通体绿色，光滑光泽，像大翡翠一样可爱。 白天还看不见那道光，到了夜晚，黑暗中自然会发出绿色到白色的荧光，简直就像月亮一样。 这颗夜光珍

13、珠被选为上海大世界吉尼斯的掌门人。 据说这颗夜光珍珠是云南矿工发现的，当时形状不规则，体积有7吨多，磨光后才形成圆形。 劈开、断口劈开是指结晶矿物受到外力打击后，在一定方向上有规律地劈开，形成光滑平面的性质。 裂开的光滑的面叫做劈开面。 如果矿物受到打击可以向任意方向裂开，所形成的凹凸的断面称为断口。 两者互为消长关系。 矿物的力学性质矿物在外力作用下表现出的各种物理性质、劈开、断口、硬度、延展性、弹性和脆性等。 根据解理的健全度，一般分为5个阶段： (1)极完全解理：容易解理，解理面大，平平整整，极其光滑，解理片极薄，例如云母、黑金属铅等解理。 根据解理的健全度，一般分为五个阶段： (2)完

14、全解理：容易获得解理，容易形成规则的解理块，解理面比较光滑，平平整整，例如方解石、方铅矿等。根据劈开的健全度，一般分为5个阶段： (3)中等劈开：容易劈开，但劈开面不大，平平整整光滑度也差，东鳞西爪有劈开面，还有断口，例如普通辉石等矿物的劈开。 根据解理的健全度，一般可分为5个阶段： (4)不完全解理：解理困难，解理面小不光滑的平平整整，东鳞西爪主要有磷灰石，绿柱石等切口。 根据劈开的好处，(5)极不完全的劈开：难以得到劈开，仅在显微镜下有时会看到发散的劈开面，认为灰水晶没有劈开。 断口(fracture ) :具有极不完全劈开的矿物，特别是没有劈开的晶质体和非晶质矿物，受到外力打击时，会发生

15、一定方向的破裂，其破裂面是断口。 的断口形状，使贝壳状断口：呈圆形光滑曲面，在面上经常出现不规则的同心条纹，类似贝壳状。 呈锯齿状的切断口，如灰水晶或玻璃材料；呈自然铜的切断口那样的尖溜溜锯齿状。 偏差状的切断口：呈磷灰石的切断口等有偏差的形状。 土状断口：土状矿物特有的粗断口，如块状高岭石的断口。 矿物的力学性质、锯齿状断口、参数状断口、土状断口、贝壳状断口、硬度是指矿物抵抗外力进行划线、研磨或压入的能力。 肉眼鉴定多采用莫氏硬度校正法(下表)。 硬度表示法是相对的大小，不是绝对的大小。 在实验室，经常用手指甲(硬度2.5 )和刀和玻璃(硬度5.5 )的鉴别。 注意：请观察新鲜的一面。莫氏硬

16、度修订、矿物力学性质、莫氏硬度相对硬度，应用极为方便，但笼统。 因此，在详细研究矿物时，大多需要测量矿物的绝对硬度。 通常使用的绝对硬度值是维氏压入法测定的，称为维氏硬度。 10种莫氏硬度修订矿物的维氏硬度如下(单位kg/mm2 ) :滑石2正长石930石膏35灰水晶1120方解石172黄玉1250夜明珠2100磷灰石610金刚石10000，比重矿物的比重指单纯矿物与4时同体积水的重量比。 轻矿物：盐岩、石膏、黑金属铅等比重不足2.5。 中等矿物：比重在2.54之间，如方解石、灰水晶、长石等。 重矿物：比重大于4，如黄铜矿、铁元素矿、重晶石矿等。 磁性矿物的磁性是矿物粒子和粉末被吸铁石吸引的性质。