第八章矿物的物理性质模板
矿物的物理性质和化学性质
矿物的物理性质和化学性质矿物是地球内部成分在自然界中形成的固体物质，具有一定的物理性质和化学性质。
本文将介绍矿物的物理性质和化学性质，并探讨其在地质学和矿物学中的重要性。
一、矿物的物理性质1. 密度矿物的密度是指矿物质量与体积之间的比值，通常用克/立方厘米（g/cm³）表示。
矿物的密度与其成分和结构有关，不同矿物的密度差异较大。
例如，金刚石的密度为3.52g/cm³，而方解石的密度为2.71g/cm³。
2. 硬度矿物的硬度是指矿物表面抵抗划伤的能力。
莫氏硬度尺是衡量矿物硬度的常用工具，将矿物按照其硬度分为10个等级，从1级到10级。
例如，石膏的硬度为2，而钻石的硬度为10。
3. 断口矿物的断口是指矿石断裂后的表面形貌。
常见的断口有贝壳状断口、贝壳状断口和贝壳状断口等。
不同矿物的断口形态可以提供有关矿物内部结构的信息。
4. 光泽矿物的光泽是指矿物在光线照射下反射光的特性。
常见的光泽有金属光泽、玻璃光泽、树脂光泽等，不同矿物的光泽类型可以帮助对其进行初步鉴定。
5. 色彩矿物的颜色是指其表面呈现的颜色特征，可以通过肉眼观察。
然而，颜色可能会受到杂质的影响，因此不能仅凭颜色来确定矿物的种类。
二、矿物的化学性质1. 化学成分矿物的化学成分是指矿物中各种化学元素的含量和组合方式。
不同矿物具有不同的化学成分，这些成分直接决定了矿物的性质和特征。
例如，方解石的化学成分为CaCO3，而石英的化学成分为SiO2。
2. 反应性矿物的反应性是指矿物与其他物质发生化学反应的能力。
例如，含铁矿物在受热条件下可以发生氧化反应，产生石锰矿等。
3. 溶解性矿物的溶解性是指矿物在不同溶剂中的溶解程度。
某些矿物可以在水中溶解而形成溶液，而其他矿物则不能溶解。
溶解性也是鉴定矿物的重要性质之一。
4. 酸碱性矿物的酸碱性是指矿物在酸性或碱性环境中的反应性。
有些矿物可以与酸、碱反应，产生溶液或沉淀等。
这种反应性可以帮助矿物学家确定矿物的种类。
矿物的物理性质概要
举例：体心立方体，a=2.8610-8cm
思考：CsCl的密度？
各晶系晶体的晶胞体积计算公式：
等轴晶系 V a3
四方晶系 V a2c
六方晶系 Va2csin 60 三方晶系 Va3 13co 2s2co 3s
斜方晶系 V abc 单斜晶系 Vabscin
三斜晶系
V a1 b cc 2 o c s2 o c s2 o 2 s co cs o cs os
（五）矿物的发光性
实质是矿物晶格中的原子或离子的最外层吸收了 较高的外加能量，然后以较低能量（可见光）再 发射出来造成的。
{111}
金刚石
石墨
影响因素：
1）解理面一般平行于面网密度最大的面网。
一般在原子晶格的矿物中产生。如金刚石的解理平行{111}。
2）平行于由异号离子组成的电性中和的面网。
等型结构矿物的相对密度与相对原子量、半径间的关系
矿物 化学式 金属元素的相相对分子 阳离子 相对分子质 半径 相对
对原子质量 质量 半径nm 量增长率% 增长率 密度
菱镁矿Mg[CO3] 24.31 方解石Ca[CO3] 40.08 菱铁矿Fe[CO3] 55.85 菱锌矿Zn[CO3] 65.38
84.32 0.072 100.09 0.100 18.70 115.86 0.078 37.41 125.39 0.074 48.71
3.00 38.89 2.71 8.33 3.96
2.78 4.43
同质多像变体对相对密度的影响
变体 配位数 原子间距/ nm 形成条件 相对密度
石墨 3 0.142（层内） 高温、低压 2.1-2.2
“纤维石膏” 表面的丝绢光泽
油脂光泽 透明矿物，解理不发育，在不平坦 的断口上具油脂状光亮。如石英、石榴子石等 沥青光泽 半透明或不透明的黑色矿物，解理 不发育，在不平坦的断口上具沥青状光亮。例 如锡石、磁铁矿、沥青铀矿等。 土状光泽 粉末状和土状集合体的矿物，表面 石盐表面的油脂光泽 暗淡无光。如高岭石、褐铁矿等。
chap8 矿物的物理性质
选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色
矿物颜色的类型
自色、他色、假色
自色(idiochromatic)：矿物本身固有的成分结
构所决定的颜色
他色(allochromatic)：由杂质、气液包裹体
所引起的颜色
假色(pseudochromatic) ：是因物理光学效应
而产生的颜色
经常使矿物呈色的过渡型离子
摩氏硬度计十种矿物的维氏硬度如下（单位
kg/mm2）： ① ② ③ ④ ⑤ 滑石 2 石膏 35 方解石 172 萤石 248 磷灰石 610 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 正长石 930 石英 1120 黄玉 1250 硬玉 2100 金刚石 ≈10000
硬度的影响因素：
1）化学键的类型及强度： 矿物的硬度主要取决于其内部结构中质点 间联结力的强弱。 2） 含水矿物的硬度通常都很低。
（1）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现； （2）晶面黯淡，解理面光亮； （3）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦， 或出现规则解理台阶。
平行{100}完全解理
平行{111}完全解理
平行{110}完全解理
（2）断口(fracture) ：具极不完全解理的矿物，
尤其是没有解理的晶质和非晶质矿物，她们受 外力打击后，都会发生无一定方向的破裂，其 破裂面就是断口。根据的断口形状，断口可分 为： 贝壳状断口: 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不 规 则的同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质体。 锯齿状断口：呈尖锐锯齿状，如自然铜的断口。 参差状断口：呈参差不平的形状，如磷灰石的断口。 土状断口：为土状矿物所特有的粗糙断口，如块状 高岭石的断口。
2. 硬度
是指矿物抵抗某种外来机械作用力（如刻 划、压入或研磨）侵入能力。 通常用摩氏硬度计作为硬度的等级的标准。 其他矿物的硬度是与摩氏硬度计中的标准矿物 互相刻划，相比较来确定的。在野外工作中， 用摩氏硬度计中的矿物作为比较标准有时不够 方便，常借用指甲（2）、铜具（3）、小刀 （5－6.5）等代替标准硬度的矿物来帮助测定 被鉴定矿物的硬度。 摩氏硬度是一种相对硬度，应用时极为方 便，但较粗略。因此在对矿物作详细研究时， 常需要测矿物的绝对硬度。通常采用的绝对硬 度值是维克用压入法测定的，称为维氏硬度。
矿物的物理性质
矿物物理性质矿物的物理性质矿物的物理性质包括:颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、比重等。
大体可以归结为三大类，即：光学、力学、特异性质。
矿物的光学性质矿物颜色（1）自色矿物本身所具有的颜色（2）他色：不是矿物本身所具有的颜色，而是因为矿物含有机械混入物或杂质离子，致使矿物呈现出与其自色不同的颜色。
红宝石(含Cr)蓝宝石(含Ti4+或Fe2+)刚玉（Al2O3）水晶（石英，SiO2）紫水晶（含Fe、Mn）水晶（3）假色：也不是矿物本身的颜色，而且多数只存在于矿物表面，主要是由于化学（风化）或物理的原因而使矿物呈现的颜色。
斑铜矿（假色）条痕（色）就是矿物在瓷板上划出的粉末的颜色。
条痕色更稳定，硬度大或浅色矿物一般无条痕。
褐铁矿与赤铁矿的条痕色褐铁矿：褐色赤铁矿：缨红色透明度冰州石（透明）是指矿物透过可见光的能力1．透明石英（半透明）2．半透明3．不透明辉石（不透明）光泽矿物表面对光线的反射强度1．金属光泽2．半金属光泽3．非金属光泽金属光泽（黄铁矿）半金属光泽（磁铁矿）珍珠光泽（白云母）玻璃光泽（石英）金刚光泽（金刚石） 非金属光泽又可进一步分为：金刚光泽、玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽、油脂光泽、沥青光泽等。
石英（油脂光泽）矿物的力学性质矿物的力学性质是指矿物在外力作用下所表现出来的性质。
硬度是指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨等机械作用的能力。
摩氏硬度计：滑石(1)、石膏(2)、方解石(3)、萤石(4)、磷灰石(5)、长石(6)、石英(7)、黄玉(8)、刚玉(9)、金刚石(10)摩氏硬度计只代表矿物硬度的相对顺序，而不能说明硬度的绝对大小，各级之间的硬度差异也是不可比的。
如：石英硬度（7）为滑石硬度（1）的3500倍金刚石（10）硬度则为石英硬度的1150倍在实际和野外工作中为了方便应用，摩氏硬度的确定常借用指甲（2-2.5）、小刀（5-5.5）、碎玻璃（6）等简便工具来代替使用。
矿物的形态及物理性质
特殊变异光泽
油脂光泽
珍珠光泽
丝 绢 光 泽
蜡状光泽
土状光泽-----高岭土
矿物 的颜色、条痕、光泽、透明度之间的关系
颜色
透明度 条痕色 光泽
非金属色
透明 无色、白色 玻璃光泽 半透明 彩色 金刚光泽
金属色
不透明 暗彩色 半金属光泽 灰黑色、 黑色 金属光泽
二、矿物的力学性质
矿物在外力作用下所表现出来的性质
1、显晶质集合体
按单体形态和集合方式分为：
★ 粒状集合体 ---由粒状单体集合而成： 粗粒----D＞5mm 中粒----D = 1～5mm 细粒----D ＜1mm ★ ★ 柱状集合体 ---由一向延伸的矿物单体聚合而 成： 如：短柱、长柱、针状集合体； 板片状集合体----由二向延展的矿物单体聚合 而成； 板状、片状、 鳞片状集合体；
皮壳状集合体 ---- 呈厚层覆盖在其它矿物和岩石的表面上。孔雀石；
土状集合体 -------呈粉末状疏松地聚集在一起。高岭土； 致密块状 ------眼看不到单体界限的块状矿物，玉类；
如 ：软玉； 块状黄铜矿；
盐华状 ------- 干旱地区可溶性盐类组成的被膜； 块状集合体 ----- -肉眼看不到单体界限的致密块体。
石英晶体：柱状； 不同的选矿加工方法。
石棉：纤维状
★ 选矿、技术加工：形态不同，利用
1．矿物单体形态及分类
（1）、按晶面的完整程度
① 自形晶：具有完整的固有晶形的晶面， 晶面包围了整个晶体。 例：黄铁矿晶体-----立方体；
石榴子石
-----菱形十二面体。
金刚石-----八面体
②
半自形晶：晶体发育不完整，只出现部 例：磁铁矿，八面体不完整）。
矿物的物理性质和晶化分类
•沿着双晶接合面特别是聚片双晶的接合面发生，如刚玉
沿某一种面网存在有他种成分的细微包裹体，或者是固溶 体离溶物
•矿物解理与裂理的区别
•解理——晶质矿物的固有特性，同种矿物具有相同解理
•裂理——矿物的非固有特性，同种矿物并非都具有裂理，
•
但若产生裂理，必在相同的方向上
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矿物的物理性质和晶化分类
• 延展性是金属键矿物的一种 特性。金属键的矿物在外力作用 下能产生塑性形变;金属键程度不 同，则延展性也有差异
•
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矿物的物理性质和晶化分类
• 5、 矿物的脆性和延展性
•弹性：
•矿物受力后，去除外力后自行恢复原状 的性质，如云母
•挠性：
•矿物受力后，去除外力后不能自行恢复 原状的性质，如蛭石
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矿物的物理性质和晶化分类
•依据矿物相对密度大小可将矿物分为：
• 轻级(<2.5 ): 如 石墨(2.5)、自然硫(2.05～2.08)、 石盐(2.3)等
• 中级(2.5～4): 大多数矿物属于此级。如 石英(2.65)、 萤石(3.18)、金刚石(3.52)等； • • 重级(>4): 如 重晶石(4.3～4.7)、磁铁矿(4.5～5.2)、 白钨矿(5.8～6.2)、 方铅矿(7.4～7.6)、 自然金(14.6～ 18.3)等。
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矿物的物理性质和晶化分类
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2020/11/30
矿物的物理性质和晶化分类
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矿物的物理性质和晶化分类
• 4、 矿物的脆性和延展性
《矿物的物理性质》课件
硬度测定中常用的工具
2
能力，通过摩氏硬度试验可以确定矿 物的硬度级别。
硬度测定中常用的工具包括硬度划痕
试验、矿物硬度比较试验和纳氏硬度
计。
3
矿物的硬度表
根据摩氏硬度试验结果，可以制作硬 度表，用于矿物的鉴定和分类。
光学性质
光学性质的定义
矿物光学各向异性
光学性质是指矿物与光的相互 作用，包括折射、吸收、反射、 散射等现象。
矿物在不同方向上的光学性质 不同，可以通过偏光显微镜观 察矿物的光学行为。
偏光显微镜在矿物学中 的应用
偏光显微镜可以帮助研究者观 察矿物的光学性质，鉴别不同 矿物和矿物的特殊性质。磁ຫໍສະໝຸດ 和电性质1 矿物磁性的分类和
测定方法
2 矿物的电性质
3 磁性和电性质的应
用
矿物可以表现出电性质，
根据矿物对磁场的响应，
《矿物的物理性质》PPT课件
矿物的物理性质是矿物学中重要的研究内容之一，掌握矿物的物理性质对于 矿物的鉴定和应用具有重要意义。
概述
矿物的定义
矿物是地质体内的天然无机物质，具有一定 的化学成分和晶体结构。
矿物的分类
矿物可以根据其化学成分和晶体结构进行分 类，常见的分类方法包括化学分类和结构分 类。
密度和比重
参考文献
1. 矿物学教程，何昆明等编，地质出版社，2010年 2. 矿物鉴定，李振亚等编，地质出版社，2014年 3. Minerals and Mineraloids in Marine Sediments: An Optical
Identification Guide，J. Faber and H. Kudrass，Springer， 2016
包括电导、极化、压电
矿物的形态及物理性质
矿物的形态及物理性质
矿物的形态及物理性质
矿物指的是在地质结构中形成的天然物质，也又称作矿石，它们形成独特的岩石，在我们日常生活中很难检测。
那么矿物的形态以及物理性质又有哪些呢？
一是矿物的形态，它们的形态特征多种多样，主要表现为多边形和圆形，同时还有不规则形态等；如硬石英、金刚石等均为六角形，正立方体、正二十面体等晶体形态最为常见，但也有一些为特别形态的矿物，如半连晶体、复式、空心体、灌木体等。
二是矿物的物理性质，主要表现为硬度、断开面、熔点、密度、质转、断口、显影以及特殊现象等。
其中硬度是衡量矿物的主要物理性质，常用的是米氏硬度评价法；断口是矿物内部界面的形状特征，矿物间的断口钝硬因子可以帮助我们判断矿物种类；断开面是表现矿物层面结构特征，用于表示矿物的尺寸和结构；密度是指矿物质量与体积的比值；质转是指矿物外表形状的变化；显影效应是描述矿物间相互作用力；熔点是指在一定温度条件下矿物发生变性的温度点；而特殊现象是指一类矿物的分布范围和表明特征。
总结起来，矿物的形态以及物理性质有多种多样，各具特色，有助于我们更好的了解矿物的性质，正是因为矿物特性越丰富，它可以用于更多的场景，帮助我们更准确的了解晶体的结构和性质，为地质学行业的发展进步提供帮助和支撑。
矿物的物理性质
矿物的物理性质矿物的光学性质：颜色：矿物对入射光的选择性吸收后（均匀吸收随吸收量有多到少为黑色、深灰色、浅灰色、白色等。
不均匀吸收即选择性吸收呈现被吸收光的补色），通过透射和反射所呈现的颜色。
互补色关系图：红橙黄（黄绿）绿黑青紫颜色产生的原因：自色：矿物本身的颜色，对鉴定矿物有着重要的意义。
他色：非矿物本身的颜色，由混入到矿物中的杂质元素引起。
假色：由于光的干涉等物理原因造成的。
颜色命名方法有两种：1.标准色谱法：运用红橙黄绿蓝青紫、白灰黑等色谱图与矿物颜色进行对比命名。
2.类比法：联系生活中实物的颜色。
条痕：矿物在白色无釉瓷板上擦划后留下的矿物粉末的颜色。
（鉴定意义不大）光泽：矿物表面对可见光的发射能力。
根据反射光的强弱划分光泽为四级。
金属光泽：如黄铁矿等半金属光泽：如磁铁矿等金刚光泽：如闪锌矿等玻璃光泽：如石英等透明度：矿物允许可见光透过的程度。
根据清晰程度划分为三种。
透明（如云母、长石、石英等）半透明（如雄黄等）不透明（如黄铁矿等）三种发光性：矿物受到外界能量激发时发出可见光的性质（即矿物吸收外界能量后再以可见光的形式释放出来）。
按发光性质分为两种。
萤光性（外界能量激发矿物发光，激发停止发光消失，如白钨矿）磷光性（外界能量激发矿物发光，激发停止后能发光一段时间，如磷灰石）矿物的力学性质硬度：矿物抵抗外力机械作用的能力。
摩氏硬度：滑-石-方-萤-磷-长-石英-黄玉-刚-金刚，指甲2小刀5.5。
解理：矿物受力作用后沿一定方向裂开，形成一系列光滑平面的性质。
根据解理发育完善程度划分5个级别。
极完全解理（如白云母、黑云母等）完全解理（如方解石等）中等解理（如普通辉石等）不完全解理（如磷灰石等）极不完全解理（如α-石英等）断口：矿物受力作用后在任意方向上裂成凹凸不平的面。
（非晶质准矿物或无解理的矿物的破裂面以断口为主）根据形状划分为参差状断口（如磷灰石等）贝壳状断口（如α-石英等）锯齿状断口（如自然铜等）土状断口（如高岭石等）脆性（容易破碎）、延展性（容易被拉伸变薄）、弹性（外力撤销恢复原状）、挠性（外力撤销后不能恢复原状）矿物的相对密度：纯净均匀的单矿物与同体积水在4℃时的密度比。
矿物形态与物理性质
晶面条纹之一：
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晶面条纹之二：
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（3） 蚀象
是晶面受到溶蚀而遗留下来的一种具有一 定形状的凹斑。蚀象的形状和分布主要受晶面 内质点排列方式的控制。
不同种类的晶体，蚀象的形状和位向一般 不同，同一晶体不同单形的晶面上，也不一样。
晶体上性质相同的晶面上的蚀象相同。
同一晶体上属于一种单形的晶面其蚀象才 相同。
(1) 晶面条纹：是指晶面上可以见到的一 系列平行或交叉的条纹，它们严格地沿 着一定的晶体学方向排列。根据形成机 理不同可以分成聚形纹和聚片双晶纹。
聚形纹 它是在晶体生长过程中，由相 互邻接的两个单形的狭长晶面交替发育 而形成的。在一个晶体上，同一单形的 各晶面，只要有条纹出现，它的样式和 分布状况总是相同的。因此，利用晶面 条纹的特征，不仅可以鉴定矿物，而且 还有助于作单形分析和对称分析。
对于集合体，若为显晶质体，首先要圈定 单体及判断单体的结晶习性。在集合体中单体 间的界限可能是单体的晶面、晶棱、解理面或 断口。单体形态确定后，按晶体结晶习性和集 合方式描述显晶集合体形态。对隐晶与胶态集 合体来说，既要描述起外表，又要描述其内部 形态。
思考题
• 同一种矿物的理想晶体形态和实际（天 然）晶体有何异同？
– a) Schottky (vacancy) - seen with steel balls in last frame
– b) Impurity
a. Schottky defect
• Foreign ion replaces normal one (solid solution)
– Not considered a defect
Cr3+
绿
钙铬榴石
红
矿物物理性质表
5.7～5.9
硫砷镍矿
NiAsS
35.4Ni
5.6～6.2
碘银矿
AgI
46Ag
5.6～5.7
淡红银矿
Ag3AsS3
65.4Ag
5.57～5.64
单斜锆石
ZrO
100ZrO2
5.5～6
辉铜矿
Cu2S
79.8Cu
5.5～5.8
硫锑铅矿
Pb2Sb2S5
50.8Pb,29.5Sb
5.5～5.6
重坦铁矿
Fe(Ta、Nb)2O6
73.9Ta2O5,11.3Nb2O5
7.3～7.8
红砷镍矿
NiAs
48.9Ni
7.3～7.7
辉碲铋矿
Bi2(Te、S)3
59Bi、36.4Te
7.3～7.6
黄铋矿
Bi2CO5
91.3Bi2CO3
7.3～7.4
黑钨矿
(Fe、Mn)O4
76.5WO3
7.2～7.5
铌钽铁矿
石榴石
(Ca、Mg、Fe、Mn）3（Al、Fe、Mn、Cr、Ti）2（SiO4)3
3.4～4.3
磷锂铁矿
LiFePO4
9.5Li2O
3.4～3.7
黄玉
Al2(F、OH)SiO4
3.4～3.7
蔷薇榴石MnSiO3 Nhomakorabea42Mn
3.4～3.7
钙铝榴石
Ca3Al2(SiO4)3
3.4～3.7
榍石
CaTiSiO5
2.7～2.8
绿泥石
H4Mg3SiO9+H4Mg4Al2SiO9
2.65～2.97
矿物的形态与物理性质
矿物的形态与物理性质
矿物是自然界中固体物质，它们形成了一个融合地质自然界的宝贵成分，它们是地球物质结构的组成部分，它们包含了大量的元素和化学物质，如橄榄石、锆石、云母、辉石等。
矿物是任何元素或化合物的最基本成分，被统称为“岩石”，主要由物质特性组成，它们除了化学性质之外，还有
许多物理性质。
一般来说，根据矿物的形态特征，可以将它们分为晶体和粉末两类。
晶体形矿物指的是由晶体构成的矿物，如石英、石榴石、硬玉、辉长岩、
斜长岩、滑石、水晶矿等；粉末状矿物则是由细小的颗粒组成的矿物，如
黑色的火山灰岩、黄色的泥状矿、白色的水磨石等。
另外，矿物还具有许多物理特性，包括质量密度、熔点、硬度、凝固
质量、裂变、屈光度、边界等，它们是多种性质。
质量密度是指比与水或
空气的密度比，如火山灰石的密度大于空气，熔点是指在何温度熔化，如
火山灰石熔点为1750℃，硬度是指矿物表面的硬度等级，常用MossssHess
划分，凝固质量是指某些金属和矿物可以在某个温度下从熔融状态转变为
固态的物质的重量，如碳钢的凝固质量为1.67g/cm³，裂变是指矿物受外力影响有崩碎变形的性能，然后由空气和水引起的变形就形成了空气裂变，
屈光度是指矿物在几个不同光轴处发生变形，边界是指矿物内部结构的介质连续性和隔离性。
矿物的形态特征和物理性质也是矿物学家用来辨别不同矿物的重要手段，它们都可以帮助我们更好地了解矿物的特性，从而使矿物学家对不同矿物进行更有效的研究。
矿物的物理性质
矿物的物理性质矿物的物理性质每种矿物都以其固有的物理性质与其他矿物相区别，这些物理性质从本质上来说，是由矿物的化学成分和晶体构造所决定的。
常见的可用来区分不同矿物的物理性质主要有颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、密度和相对密度等。
(1)颜色:颜色是矿物对可见光波的吸收作用引起的。
太阳光是由七种不同波长的色光所组成的，当矿物对它们均匀吸收时，可因吸收的程度不同，使矿物呈现出白、灰、黑色（全部吸收）；如果只吸收某些色光，就呈现另一部分色光的混合色。
根据矿物颜色产生的原因，可将颜色分为自色、他色、假色三种。
自色：它是矿物本身固有的颜色。
自色取决于矿物的内部性质，特别是所含色素离子的类别。
例如赤铁矿之所以呈砖红色，是因为它含Fe3+，孔雀石之所以呈绿色，是因为它含Cu2+。
自色比较固定，因而具有鉴定意义。
他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关。
他色不固定，随杂质的不同而异。
如纯净的石英晶体是无色透明的，但含碳的微粒时就呈烟灰色（即墨晶），含锰就呈紫色（即紫水晶），含氧化铁则呈玫瑰色（即玫瑰石英）。
由于他色具有不固定的性质，所以对鉴定矿物没有很大的意义。
假色：是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的。
其中由裂隙所引起的假色，称为晕色，如方解石解理面上常出现的虹彩；由氧化薄膜所引起的假色，称为锖色，如斑铜矿表面常出现斑驳的蓝色和紫色。
(2)条痕:矿物粉末的颜色称为条痕，通常将矿物在素瓷条痕板上擦划得之。
条痕可清除假色，减弱他色而显示自色，所以较为固定，具有重要的鉴定意义。
例如赤铁矿有红色、钢灰色、铁黑色等多种颜色，然而其条痕却总是樱红色。
但条痕对于鉴定浅色的透明矿物没有多大意义，因为这些矿物的条痕几乎都是白色或近于无色，难以区别。
(3)光泽:矿物表面反射光线的能力，称为光泽。
按反光的强弱，光泽可分为金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。
金属光泽：类似于金属磨光面上的反射光，闪耀夺目。
矿物的物理力学性质1
矿物的物理力学性质以，矿物的物理性质，是鉴别矿物的重要依据。
（一）光学性质：1．颜色矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。
有自色、他色、假色之分。
自色：是矿物固有的颜色，颜色比较固定。
钙等成分多的矿物，如石英、长石、方解石等，颜色较浅。
他色：不固定，对鉴定矿物没有很大意义。
假色：蓝色和紫色。
2．光泽表现。
按其反射强弱程度，分金属光泽、造岩矿物绝大部分属于非金属光泽。
玻璃光泽：反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。
珍珠光泽：象珍珠一样的光泽，如云母等。
丝绢光泽：石膏和绢云母等。
油脂光泽：光泽。
蜡状光泽：物表面的光泽。
土状光泽：所呈现的光泽。
3．条痕颜色。
对不透明矿物的鉴定很重要。
（二）力学性质1．硬度重要鉴定特征。
在鉴别矿物的硬度时，确定矿物的相对硬度。
摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10摩氏硬度计。
（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金刚石绝对硬度的等级。
矿物硬度的确定，否刻伤的情况而定。
5～称为解理。
有如方解石。
5表产生的一切影响叫火山作用，形成的岩石叫喷出岩。
在地表的条件下，温度降低迅速，矿物来不及结晶或结晶较差。
肉眼不易看清楚。
二、岩浆岩的产状：是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征。
由于岩浆本身成分的不同，受地质条件的影响，岩浆岩的产状大致有下列几种：岩基：深成巨大的侵入岩体，范围很大，常与硅铝层连在一起。
形状不规则，表面起伏不平。
与围岩成不谐和接触，露出地面大小决定当地的剥蚀深度。
岩株：与围岩接触较陡，面积达几平方公里或几十平方公里，其下部与岩基相连，比岩基小。
岩盘：岩浆冷凝成为上凸下平呈透镜状的侵入岩体，底部通过颈体和更大的侵入体连通，直径可大至几千米。
岩床：岩浆沿着成层的围岩方向侵入，表面无凸起，略为平整，范围一米至几米。
岩脉：沿围岩裂隙冷凝成的狭长形的岩浆体，与围岩成层方向相交成垂直或近于垂直。
矿物地物理性质
矿物的物理性质矿物的比重矿物的比重是指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在4℃时重克，则量之比。
如果矿物在空气中的重量为 P 克，同体积水在4℃时的重量为 P1矿物的密度(D)是指矿物单位体积的重量，度量单位为克/立方厘米(g/cm3)。
矿物的比重在数值上等于矿物的密度。
矿物比重的变化幅度很大，可由小于 1 (如琥珀)至 23 (如饿钉族矿物)。
自然金属元素矿物的比重最大，盐类矿物比重较小。
矿物比重可分为三级：轻级比重小于 2.5。
如石墨 (2.5) 、自然硫 (2.05-2.08) 、食盐 (2.1-2.5) 、石膏(2.3)等。
中级比重由 2.5 到 4。
大多数矿物的比重属于此级。
如石英( 2.65)、斜长石(2.61-2.76)、金刚石(3.5)等。
重级比重大于 4。
如重晶石(4.3-4.7)、磁铁矿(4.6-5.2)、白钨矿(5.8-6.2)、方铅矿(7.4-7.6)、自然金( 14.6-18.3)等。
矿物的比重决定于其化学成分和内部结构，主要与组成元素的原子量、原子和离子半径及堆积方式有关。
此外矿物的形成条件 --温度和压力对矿物的比重的变化也起重要的作用。
应该指出，同一种矿物，由于化学成分的变化、类质同象混入物的代换、机械混入物及包裹体的存在、洞穴与裂隙中空气的吸附等等对矿物的比重均会造成影响。
所以，在测定矿物比重时，必须选择纯净、未风化矿物。
矿物的硬度矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作用力(如刻画、压入、研磨等 )侵入的能力。
早在 1822 年， Friedrich mohs 提出用 10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。
按照他们的软硬程度分为十级：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)金刚石各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。
利用摩氏硬度计测定矿物硬度的方法很简单。
将预测矿物和硬度计中某一矿物相互刻划，如某一矿物能划动方解石，说明其硬度大于方解石，但又能被萤石所划动，说明其硬度小于萤石，则该矿物的硬度为 3 到 4 之间，可写成 3-4。
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矿物解理与裂理的区别
解理——晶质矿物的固有特性，同种矿物具有相同解理 裂理——矿物的非固有特性，同种矿物并非都具有裂理，
但若产生裂理，必在相同的方向上
2、 矿物的硬度
定义：硬度是指矿物抵抗外来刻划、压入或研磨 等机械作用的能力
分类：
绝对硬度计——摩氏硬度计（压入硬度）
滑石 石膏 方解石 莹石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
➢他色是由杂质、气液包裹体所引起的颜色 ➢假色是因物理光学效应而产生的颜色
体色、表色
体色：物体内部所表现出来的颜色。当白光透入矿物达一定 深度，且在此过程中选择吸收不同波长的色光而呈现 出其互补色，为矿物所固有的颜色，如橄榄石吸收紫 光而呈橄榄绿色
表色：即反射色，只有物体的反射光所呈现的颜色，不 透明矿物因吸收非常强，因而表现的都是表面色。
F色心—晶格中由于阴离子缺位而引起的。对于整个晶格而言，阴离子的缺位，空位即形成带正电荷的 中心，它能捕获附近离子中的电子，发生相应的电子转移，吸收某种波长的色光而使晶体呈色。如石 盐的蓝色，萤石的紫色 V色心—晶格中由于阳离子缺位而引起的。从经典角度考虑，缺少一个阳离子等于附近增加了一个负电 荷，那么附近一个阴离子必须称为“空穴”才能保持静电的平衡。
三 矿物的密度和相对密度
矿物的密度：是指矿物单位体积的质量，单位g/cm3
相对密度：矿物在空气中的重量与4℃时同体积水的 质量之比
密度的分级： 轻级 相对密度小于2.5 中级 相对密度由2.5-4 重级 相对密度大于4
影响矿物相对密度的因素—化学组成和晶体结构 元素原子量大小 离子电价与半径 最紧密堆积程度
反射光是矿物表层对透射光吸收后的再辐射，而且某个波长范围内的色光吸收的越多再辐射时它们的强 度也越大，从而使矿物呈现相应的表面色。所以，表面色表现为与被吸收色光一致的颜，而非补色。矿物的呈色机理
A、带隙跃迁
能带理论认为，结晶体中的电子不再被个别原子所束缚，而为整个晶体所共有，并在晶体内部的一个三维 空间的周期性势场中运动。电子运动时的能量限定在一定的区域中，它有一定的上下限值，这些电子运动 所允许取的能量区域就称为能带。 能带理论中，电子在能带能级上的充填首先成对充填在较低能量的能级上。 完全被电子填满的原子轨道形成的较低能量的能带称为满带，由未充满电子的原子轨道所形成的较高能量 的能带称为导带，没有电子充填的为空带，满带与导带之间为禁带。上述能带中凡充填有价电子的就称为 价带
矿物在锥击或拉引下，容易形成薄片和细丝的 性质称为延展性
通常温度升高，延展性增强
延展性是金属键矿物的一种特性。金属键的矿 物在外力作用下能产生塑性形变，这就意味着离 子能够移动重新排列而不失去粘结力，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
3、 矿物的弹性和脆性
矿物受外力作用发生弯曲形变，外力撤消后， 弯曲形变能恢复原状，此性质称为弹性
D 不完全解理 矿物在外力作用下，不易裂出解理面，解理面小而不平整， 易出现断口。如磷灰石0001及1010解理； E 极不完全解理 矿物受外力作用后，极难出现解理，多形成断口，一般 称为无解理。如石英、黄铁矿。
❖解理的表示——单形符号
Why ?
解理既体现出晶体的异向性 又体现出晶体的对称性
解理——面网，性质相同的面网 产生相同的解理
A 极完全解理 矿物在外力作用下极易裂成薄片。解理面光滑、平整。很 难发生断口。如云母、石墨、辉钼矿等；
B 完全解理 矿物在外力作用下，很容易沿解理方向裂成平面（但不成薄 片）。解理面平滑。如方解石、方铅矿、萤石等；
C 中等解理 矿物在外力作用下，产生明显的解理，但解理面不太连续和 光滑，有断口。如白钨矿等；
透射系数
I Q=
I0
Io－投入矿物的光线强度
I－透过1cm厚的矿物时 透射光的 强度
矿物透明度分级
手标本：1cm厚的矿物薄片 轮廓清楚——透明 仅见轮廓——半透明 轮廓不见——不透明
显微镜下： 0.03mm矿物薄片 能透光——透明 透光能力弱——半透明 不能透光——不透明
4 、矿物的光泽
矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力。光泽的强弱用反射率R来表示。 反射率是指光垂直入射矿物表面时的强度与反射光强度的比值 矿物反射率的大小，主要取决于折射率和吸收系数
C、电荷转移——含不同价态离子矿物的呈色
矿物中含有变价金属离子，由于晶体场效应的影响，当电子受到自然光的照射后从一个离子的轨道跃迁 到与之比林的另一例子轨道上去，伴随电子的转移有很强的吸收，而使矿物呈色
D、色心呈色 由于种种物理化学因素，在晶体局部范围内，质点的排列偏离严格的周期性重复规律，形成晶格缺陷。 晶体中能选择吸收可见光的点缺陷称为色心，它能引起相应的电子跃迁而使晶体呈色
性质相同的一组面网——单形
➢只有晶质矿物才有解理 ➢不同种的矿物，其解理发
育程度不同 ➢无论完整与否，无论大小
如何，同种矿物具相同的 解理
矿物的断口
矿物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的断面
断口在晶体或非晶体矿物上均可发生 断口可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征
矿物断口的形状主要有下列几种： 贝壳状断口 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的
金刚光泽
玻璃光泽
5、矿物的发光性 发光性是指物体受外加能量激发，发出可见光的性质 荧光：发光体一旦停止受激，发光现象立即消失 磷光：发光体停止激发，仍持续发光
二 矿物的力学性质
1、矿物的解理、裂理和断口 矿物的解理
❖ 定义：矿物受外力（敲打、挤压等）作用后，沿着一 定的结晶方向发生破裂，形成一系列光滑平面的性质
简单硬度计
小于指甲（<2.5） 指甲与小刀之间（2.5-5.5） 大于小刀(>5.5)
影响矿物硬度大小的因素 化学键 原子半径与电价 紧密堆积程度
1 矿物的硬度主要取决于晶体结构的牢固程度，这与化学键 的类型及其强度密切相关。 共价键 离子键 金属键 分子键 氢键
大
小
2 对于具有离子晶格的矿物其离子键的强度随离子半径和离 子电价而异
对晶体结构类型相同的矿物来讲，矿物的比重随所含元素原
子量的增大而增大，随原子或离子半径的增大而减小
方铅矿PbS(Pb=207.21, 7.4-7.6 g/cm3) 重晶石Ba[SO4](Ba=137.36, 4.3-4.7 g/cm3) 但 当原子量的增大不足以抵消因原子或离子半径增大所减小的比重时则原子量虽然增大，比重反而减小 （Kcl，Nacl）
矿物的光学效应——反射、吸收、透射
矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色 对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色 基本上都不吸收则为无色或白色 选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色
矿物颜色的类型
自色、他色、假色
➢自色是指矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色.自色 对矿物鉴定有着重要的意义。
❖ 解理产生的原因 解理是由矿物的晶体结构决定的 解理产生在面网间化学键力最弱的方向
A 解理面一般平行于面网密度最大的 面网
B 平行于由异号离子组成的电性中和的 面网
C 当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产 生解理
D 平行于化学键力最强的方向
❖ 解理的分级
根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级：
在原子量、原子或离子半径相同或相近的情况下，原子或离子的配位数越大，比重越大 方解石Ca[CO3] (6, 2.71 g/cm3) 文石Ca[CO3] (9, 2.95 g/cm3)
矿物形成时的温度(T)和压力(P) 对矿物的比重也有影响
T升高 CN降低 比重矿物
方解石中温
文石低温
形成小
P增大 CN增大 重矿物
同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质体 锯齿状断口 呈尖锐的锯齿状。
延展性很强的矿物具有此种断口，如自然铜 参差状断口 参差不齐、粗糙不平。
大多数矿物具有此种断口。如磷灰石； 土状断口 土状矿物显此断口，如高岭石
矿物的裂理
定义：矿物在外力作用下沿一定结晶方向裂开的性质 产生的原因
沿着双晶接合面特别是聚片双晶的接合面发生 沿某一种面网存在有他种成分的细微包裹体，或者
3 结构堆积紧密程度/配位数CN） 结构紧密——硬度大 方解石Ca[CO3] （6, 3) 文石Ca[CO3] （9, 4)
4 矿物结构中存在羟基、中性水分子硬度明显降低 石膏Ca[SO4]•2H2O(1-2) 硬石膏Ca[CO3](3-4.5)
3、 矿物的脆性和延展性
延展性
脆性
矿物受外力作用容易破碎的性质称为脆性 脆性是离子键矿物的一种特性。绝大多数矿物具 有过渡型的离子－共价键，因此，矿物的离子键 性越大，脆性越强
E、物理光学效应—光的反射、干涉等物理因素所引起的 矿物成色
2、矿物的条痕
矿物的条痕是指矿物粉末的颜色 一般是将矿物在白色无釉瓷板上刻划后，观察其留下的粉末颜色。矿物的条痕可以消除假色、减弱他
色，因而比矿物颜色更稳定 应用对象：有色矿物 低硬度矿物（硬度<条痕板）
3、矿物的透明度
定义：矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度。 透明度的大小可以用透射系数Q来表示 透射系数大，矿物透明；反之，矿物半透明或不透明
离子半径：矿物结构类型和离子电价相同时， 矿物硬度随离子半径减小而增大
方解石Ca[CO3](0.108, 3) 菱镁矿Mg[CO3](0.066nm, 4.5)
离子电价：晶体结构类型和半径相同时， 离子电价越高，矿物硬度越大
萤石CaF2(0.120nm, + 2, 4) 方钍石（0.112nm, +4, 6.5)
➢逆磁性矿物 矿物在外磁场作用下，
产生很弱的感应磁场，其磁化方向与外磁场方向相反，磁 化率很小，表现为被永久磁铁所排斥；