3.第三章矿物

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2．矿物的力学性质
（1）解理 矿物晶体受力作用后沿一定方向裂开成一系列光 滑平面的性质称解理。裂成的光滑平面称解理面。 极完全解：理解理片极薄，解理面大而平坦光滑 。 完全解理：规则解理块，解理面较大且平坦光滑。 中等解理：碎块上既有解理面又有断口 。 不完全解理：解理面小，碎块上以断口为主。 极不完全解理 ：碎块上只发育断口 。
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颜色互补关系
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自色是由矿物本身固有的化学成分和结构所决定 的颜色。 他色是由矿物本身固有的因素引起的颜色。 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，某些硫化 物矿物表面上由氧化薄膜引起的锖色等。
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矿物颜色命名及描述方法常有两种： 标准色谱法：利用标准色谱描述矿物的颜色。
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正长石（单体）
斜长石（聚片双晶）
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斜长石的聚片双晶
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石膏的燕尾 双晶图
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穿插双晶——该双晶又称贯穿双晶，构成双晶的 两个体之间互相穿插。 如正长石的卡式双晶,晶体间不具有明显而规则 的接合面。
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b.不规则集合体 粒状集合体 粗粒状(颗粒直径＞5mm) 中粒状(5—1mm) 细粒状(＜1mm)集合体 片状、板状、鳞片状集合体 柱状、针状、纤维状、放射状集合体 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。
2.不完全类质同象 两种组分之间的取代量有一定限度。
例如，闪锌矿ZnS中的Zn2+可以被Fe2+取代的数量一般不 超过26％，否则，闪锌矿固有的晶格类型就要发生改变。
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根据相互取代的离子的电价是否相等分为： 1．等价类质同象 相互取代的两种离子电价相同。 2．异价类质同象 相互取代的两种离子的电价不等。 例如，斜长石中Ca2+与Na+、A13+与Si4+之间的相 互取代。
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双晶现象示意图
从外形上看，呈双晶的晶体中，一个单体(B)可以通过一 个假想平面(双晶面)与相邻晶体(A)成镜像反映，或者绕 一假想轴(双晶轴)旋转1800 ，而与相邻单体(A)彼此平行 或重合。
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按双晶个体之间的接合方式将双晶分下列类型： 接触双晶——呈双晶的两个体之间以简单的平面 相接触者。 聚片双晶——由多个晶体以接触双晶的关系多次 重复，接合面相互平行。
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葡萄状集合体
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a b
方解石的钟乳状集合体
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赤铁矿的肾状集合体
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（二）矿物的物理性质
1．矿物的光学性质 （1）颜色 是矿物对入射可见光中不同波长的光线进行选择 吸收后,透射和反射的各种波长可见光的混合色。 如果矿物对不同波长的光均匀吸收，则随吸收量 由多到少而呈现黑、深灰、灰、浅灰、白等色。 如果矿物对不同波长的光选择吸收，则呈现被吸 收光的补色。
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（2）磁性 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。 强磁性矿物 弱磁性矿物 无磁性矿物
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（3）发光性 矿物的发光性是指矿物在外来能量的激发下发 出可见光的现象。 能使矿物发光的激发因素有加热、紫外线、x射 线等。 矿物在激发期间发光，而激发中止发光也中止 的现象称荧光。如白钨矿在紫外线照射时发浅蓝色荧
第一节矿物通论
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百度文库、矿物与晶体的概念
（一）矿物的概念 矿物——岩石——地壳 矿物是由地质作用形成的单质或化合物。 无机矿物主要呈固态，少数呈液态和气态。
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矿物的概念从如下几方面来理解：
矿物是天然产出的。 矿物具有一定的化学成分并按一定比例组合， 而且绝大多数为化合物。 矿物绝大多数具有一定的内部结构。 矿物具有一定的形状及物理、化学性质。 矿物只是在一定的物理化学条件下才是稳定的。
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石英晶簇
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晶洞
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红柱石的放射状集合体
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（2）隐晶质和胶态集合体
a.分泌体 在不规则形状或球状空洞中由胶体或晶质自洞壁 逐渐向中心沉淀充填而成。 分泌体中心经常留有空腔，有时其中还长有晶簇。 同心环带构造
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玛瑙的分泌体
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光。
当激发因素中止后，矿物尚维持一段发光时间者 称磷光，如磷灰石，可发磷光。
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（4）矿物的延展性、脆性、弹性和挠性 延展性——矿物受到张力作用时，能延伸成为细丝的性 质称为延性；受到锤压时，能展成薄片的性质称为展性。
许多自然金属元素矿物具有延展性。
脆性——矿物受到外力打击或碾压时，易于碎裂的性质 为脆性。如自然硫、方铅矿等就届服性。 弹性——具有片状解理或呈纤维状的矿物，其薄片或纤 维在外力作用下能显著弯曲而不断裂，当外力除去后又 能恢复原状的性质。如云母、石棉等矿物具有弹性。 挠性——具有片状解理的矿物，其薄片在外力作用下能 显著弯曲而不断裂，但在外力除去后不能恢复原状的性 质。如辉铜矿、绿泥石等矿物就具有挠性。
与标准色谱的颜色有深浅等差别时 当矿物颜色介于两种标准色谱色之间时
类比法：以生活中常见实物的颜色来描述矿物的 颜色。
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（2）条痕
将矿物在条痕板上擦划后留下的矿物粉末的颜色 称条痕。 鉴别某些不透明矿物时具特殊意义。
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（3）光泽
矿物表面对可见光的反射能力称光泽。 金 属 光 泽 半金属光泽 金 刚 光 泽 玻 璃 光 泽 油 丝 珍 土 脂 绢 珠 状 光 光 光 光 泽 泽 泽 泽
b.结核体 是物质围绕某一中心自内向外生长而成的、呈球 状、透镜状、瘤状等形态的矿物集合体。 鲕状： 豆状：直径2mm——5mm。 结核：直径大于5mm。
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鲕状赤铁矿
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黄铁矿结核
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c.钟乳状集合体：由溶液或胶体在较宽敞空间经 蒸发结晶或凝固，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。
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岩盐NaCl结晶结构和立方晶形图
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（二）晶体与非晶体的概念
晶体——指内部质点在三维空间呈周期重复排列 的固体。 非晶质体——是指既不是内部质点规则排列，也 不形成几何多面体外形的固体。
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SiO2的Si和O在玻璃a和石英b中的排列示意图 黑点Si 白点和横线点O
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（三）类质同象
类质同象——指在确定的某种矿物晶体结构中， 本应全部由某种离子或原子占据的位置，被性质 相似的其它离子或原子占据，但不引起化学键性 和晶体结构类型发生质变的现象。 常导致矿物的化学成份及其它有关性质的改变。
例如，菱镁矿 MgCO3 中的 Mg2+ 可被 Fe2+ 部分乃至完 全取代形成菱铁矿FeCO3；闪锌矿ZnS中的Zn2+可被Fe2+ 部分取代。
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三、矿物的形态和物理性质
（一）矿物的形态 晶质矿物形态有单体和集合体；对固态非晶质矿 物，则只有集合体形态。
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1．矿物的单体形态
（1）矿物晶体的理想形态 理想形态——面平、棱直的规则几何多面体外形。 单形——是由形状相同、大小相等的晶面组成的 形体。 聚形——是由几种形状不同、大小不等的晶面组 成的形体。
由类质同象形成的矿物系列，称类质同象系列。
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闪锌矿中Zn2+与Fe2+的类质同象
根据两种组分在晶体结构中相互取代的数量分为 1．完全类质同象 两种组分间可以任意数量相互取代。
例 如 在 菱 镁 矿 MgCO3—— 菱 铁 矿 FeCO3 系 列 中 Fe2+ 和 Mg2+之间可以发生完全类质同象。
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3．矿物的其他物理性质
（1）比重(密度) 矿物的比重——纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与 同体积水在40C时的重量比。 矿物的密度——是指单位体积矿物的质量，单位为g／ cm3。 40C时水的密度为1g／cm3，所以，矿物比重和密度的数 值相等。 比重分为三级： 轻级——比重小于2.5。 中级——比重为2.5至4.0。 重级——比重大于4.0。
二、矿物的化学成分与化学式
（一）化学成分的概念 矿物的化学成分即指单质或化合物类矿物中的组 成元素种类及含量。 化学成分决定了矿物的性质和用途。
如赤铁矿Fe3O2的红色主要由其所含的Fe3+引起，因其含 铁量很高。赤铁矿矿石是炼铁的主要矿石品种之一。
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（二）元素的离子类型
1．惰性气体型离子 2．铜型离子 3．过渡型离子
生长条件一定时，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。 一向延长型 二向延长型 三向等长型 过渡类型。
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矿物晶体习性分类
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2．矿物的集合体形态
显晶集合体形态 隐晶集合体形态 胶态集合体形态
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（1）显晶质集合体
a.规则集合体 成群产出的矿物晶体，按照一定规律连生在一起， 称规则连生。 双晶是指两个或两个以上同种晶体的规则连生。
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单形（a、d) 和聚形(b、c)
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（2）实际晶体的形态
歪晶——歪形的晶体。 晶面花纹——实际晶体的晶面上出现的多种凹凸 花纹。 晶面条纹——指在晶体的晶面上出现且沿一定方 向排列的直线状条纹。
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矿物晶面条纹图
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（3）结晶习性
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结构式的书写规则如下：
1．阳离子写在化学式的最前面，复盐的阳离子依碱性由 强至弱的顺序排列。如白云石CaMg[CO3]2。 2．阴离子或络阴离子写在阳离子后面，络阴离子要用方
括号括起来；附加阴离子一般写在主要阴离子或络阴离 子的后面。如透辉石CaMg[Si206]、磷灰石Ca5[PO4]3(F， Cl)。 3．有类质同象取代关系的离子用圆括号括起来，相互间 以逗号分开，含量较多的元素一般写在前面，如铁闪锌 矿(Zn，Fe)S。 4 ．含水化合物中的水分子写在化学式的后面，并用圆 点· 隔开。当含水量不定时常用 nH2O 表 。如石膏写成 Ca[SO4]· 2O，蛋白石写成SiO2· 2O。 2H nH
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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。
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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。 参差状断口 贝壳状断口（石英断口） 锯齿状断口 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。
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（2）硬度
矿物的硬度是指矿物抵抗外力机械作用的强度。 摩氏硬度——刻划硬度 硬度不同的代表性矿物的硬度为标准，从软到硬，定为1 到10共十个硬度等级。 摩氏硬度级分别是： 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 低硬度 小于2.5，用指甲可以刻动。 中硬度 2.5——5.5，手指甲不能刻动，小刀易于刻动 或钢针刻动。 高硬度 大于5.5，用小刀刻不动。
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(四)矿物的化学式
按照一定原则，用元素符号及其它辅助符号表示 矿物化学组成特征的式子称矿物的化学式。 主要有实验式和结构式两种。 实验式——表示矿物中各组分数量比的化学式。
例如，方解石的实验式为CaCO3或CaO· 2。 CO
结构式——既能反映矿物中各组分种类、比例， 又能反映组分之间的结合关系。
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（4）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。 透明矿物 不透明矿物 半透明矿物
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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，其条痕为浅色，具金刚光泽、 玻璃光泽等，透明度较高。