4矿物的物理性质-光学性质
第七章 矿物的物理性质
弹性、挠性、脆性、延展性。 其中绝大多数矿物具有脆性，自然金属具强 延展性，有些矿物（如辉铜矿、方铅矿等） 具微弱延展性，表现为磨损后可出现光滑平 面或棱角，可刻划出光亮刻痕等现象。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
三、矿物的其它物理性质
1.比重 ⑴比重的概念及级别 比重指纯净的矿物在空气中的重量与同体积 纯水重量之比。分为三级： 轻比重：2.5以下，如石膏； 中等比重：2.5-4，大多数矿物，如石英、 方解石、正长石等； 重比重：大于4，如重晶石、方铅矿等。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
一、矿物的光学性质
2.条痕色
矿物在未上釉的瓷板上磨划留下的粉末的颜色 （矿物硬度应低于瓷板）。条痕色主要不是矿 物的表面色，而是光线透过极细的颗粒后呈现 的颜色。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
一、矿物的光学性质
透明度高的矿物，条 痕色白色或很浅的颜 色。半透明矿物的微 粒对透过光表现明显 吸收，条痕呈各种彩 色。不透明矿物的微 粒也透不过可见光， 呈现黑色条痕。
二、矿物的力学性质
b. 晶体结构中质点的排列方式 结构不紧密者，硬度低，如石英（离子电位 高）比刚玉（离子电位低）的硬度小，即前 者的结构不如后者紧密；层状结构的矿物由 于层间联系力小，硬度一般较低，如滑石、 石墨、辉钼矿等；含结晶水的矿物一般硬度 较低，如石膏。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
二、矿物的力学性质
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
三、矿物的其它物理性质
3.发光性 ⑴发光性的概念 矿物受外界能量的刺激，能发出可见光的性质 为发光性。荧光、磷光。 ⑵影响因素 晶格中的微量杂质产生的晶格缺陷成为能发射 可见光的中心。
宝石学基础：宝石矿物的物理性质(光学性质).
宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）光学性质光和宝石（自然光和偏振光）自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。
偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。
1、光的反射是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。
由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。
特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。
亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。
2、光的折射折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。
全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。
所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。
3、宝石的颜色颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。
这是颜色的本质。
颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。
宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。
（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。
色散；如钻石干涉与衍射；如欧泊的晕彩。
月长石的光彩。
多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。
4、宝石的透明度透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。
透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。
07矿物的光学性质
磷光：发光体停止激发，仍持续发光
钻石的荧光
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中 强
弱
红宝石 蓝宝石
翡翠A货 翡翠B货
矿物的颜色、条痕、光泽和透明度的关系
颜色
无色或白色 浅（彩）色 深色
金属色
条痕 光泽 透明度
无色或白色 无色或白色 浅色或彩色 深色或金属色 玻璃－－－－金刚－－－－半金属－－－－金属 透明－－－－－－－半透明－－－－－－不透明
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。 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。 锖色：某些硫化物表面的氧化膜引起的颜色(干涉色）
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。矿物的条痕可以加强自色、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） 条痕是各种彩色矿物的重要鉴 定特征之一，而对于浅色的、 透明度高的、硬度高于素瓷的 矿物则毫无鉴定意义。半透明 矿物的条痕为彩色，不透明矿 物的条痕为黑色。
矿物光泽的分级
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
玻璃光泽
附加：以上四种光泽是指矿物作平坦的晶面、解理面或磨光 面上所反射的光泽！
在矿物集合体或矿物不 平的表面上所呈现出来 的光泽称为变异光泽。 除图示外，还有油脂光 泽、蜡状光泽、沥青光 泽、土状光泽等
珍珠光泽 珍珠
松脂光泽 琥珀
丝绢光泽 鹰睛石
5、矿物的发光性
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。
地质学-名词解释
地质学名词解释1、地质学：以地球为研究对象的一门自然科学。
当前，地质学主要是研究固体地球的表层——岩石圈，研究其物质组成，形成，分布及演化规律；研究地球的内部结构，地表形态及其发展演化的规律性。
2、将今论古：通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及其特点。
3、克拉克值：国际上把各种元素在地壳中的平均含量百分比。
4、变质作用：由内力地质作用致使岩石的矿物成分，结构，构造发生变化的作用称变质作用。
变质岩：由变质作用而形成的岩石。
5、矿物：在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。
1、自然产物2、固定和均一的化学成分3、一般不孤立存在天之道，损有余而补不足。
人之道，则不然，损不足以奉有余（老子，《道德经》）矿物的四种形成方式：凝华（硫磺）、结晶（石英）、凝固(蛋白石)、重结晶（石棉）结晶习性：一向延伸、二向延伸、三向延伸类质同像：在结晶格架中，性质相近的离子可以互相顶替的现象。
如：(Mg, Fe)2[SiO4]同质多象：同一化学成分的物质，在不同的外界条件下，可以形成2种或2种以上的不同构造的晶体，构成结晶形态和物理性质不同的矿物。
矿物的物理性质：光学性质{颜色（自色、他色、假色）、条痕、光泽、透明度（界限0.03毫米）}、力学性质（硬度、解理、断口、韧性……）、其它性质（比重、磁性、电性、发光性……）硬度：是指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力摩氏硬度计：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石；长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。
滑石方萤磷; 长英黄刚金。
指甲为 2 — 2 . 5，小刀约 5 — 5 . 5七种主要造岩矿物（属于广义硅酸盐矿物）：石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石矿物的分类：自然元素矿物、硫化物类矿物、氧化物及氢氧化物类矿物、含氧盐类矿物（自己看书p55）岩浆：地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体。
矿物的物理性质
前言
定义：即矿物作为整体化合物所具有的各方面的物理学性质总和，主要包括矿物的光学性质、力学性质、电学性质、磁学性质、热学性质（导热性、热膨胀性质、挥发性）及其放射性、可塑性、流变性等。
矿物物理性质的影响因素：成分、结构、形态、环境的物理化学条件等因素。物理化学条件是通过热力学原理控制矿物的物理性质。
2矿物的破裂性质（解理、裂开、断口） 解理和断口：矿物受到外力（如敲打、挤压）的作用后，矿物沿着一定的结晶方向发生破裂，若裂出光滑的平面的性质则称为解理，相应的面称为解理面；若裂出的凸不平且方向任意的断面称为断口。
影响解理的因素有：主要是由于矿物晶体结构决定的，由于晶体具有异向性，在不同的结晶方向键力是有差异的，解理面往往是沿着面网间化学键力最弱的方向产生的。多平行面网密度最大的方向或平行异号离子组成的电中性面网而产生解理。。
*
由于光泽与透明度、条痕有关，所以用肉眼观察光泽时一般需参考矿物的条痕和透明度。 表4-1 矿物的光泽分类及与透度、条痕的关系
光泽
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
玻璃光泽
反射率（R）/（%）
>25
19~25
10~19
4~10
条痕
黑色、灰黑、绿黑、或金属色
深色（棕色、褐色）
01
值得注意的是在判别矿物是否透明的基础理论是在标准厚度下，而对于手标本上的矿物和岩石是否透明，常是从矿物的边缘观察。
02
影响矿物的透明度的因素包括：矿物中的包裹体、气泡、杂质、裂隙及矿物的集合体形式等。
03
*
4 矿物的光泽：
是指矿物表面的反射能力，按照反射率的大小，光泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽
矿物学内容完整版总结
晶面花纹：晶面条纹（聚形纹）； 晶面台阶； 生长丘； 蚀像
矿物集合体的形态
规则集合：晶簇、放射状集合体、纤维状集合体、束状集合体、
显晶集合体 毛发状集合体、树枝状集合体 不规则集合：柱状集合体、片状集合体、板状集合体、粒状集合体
隐晶胶态集合体 外形上总体有圆化的特点，或者单体界线不清晰
*1、解理产生原因：
解理严格受晶体结构因素——晶格类 型及化学键类型、强度和分布的控制， 解理面常沿着面网间化学键力最弱的面 网产生。
①原子晶格，各方向的化学键力均等， 解理面∥面网密度最大即d最大的面网。
②离子晶格，因静电作用，解理沿由异号离子组成的、且d大 的电性中和面网产生；或者，解理面∥两层同号离子层相邻 的面网。
自色：矿物成分与结构决定的矿物 本身固有的颜色
矿物的颜色
矿物自色的呈色机理
要求掌握各种常见矿物的颜色，尤 其是大家原来不太熟悉的几种金属 色：铜黄色、浅铜黄色、铁黑色、 钢灰色、铅灰色、银白色、锡白色、 古铜色、暗古铜色
他色：矿物因含某种杂质而引 起的颜色
假色：由某种物理效应（干涉、 衍射、散射）而引起颜色。 常见：锖色、晕色、变彩
紫 靛
红 橙
蓝
黄
绿 黄绿
如果是无色、灰色、黑色：
白光
白光
白光
不吸收
各色光全部透过 无色
对各种色光均匀吸收
各色光全部透过一点 灰色
各色光全部吸收 黑色
矿物呈现的颜色与矿物对可见光的吸收有关。
矿物为什么会对可见光产生吸收？
矿物内部的电子吸收可见光的能量发生跃迁，这是矿 物能呈色的最根本的原因。
可见光的能量是很小的，所以矿物晶体结构中必须要 有能级差很小的电子轨道，电子才能吸收可见光的能 量发生跃迁。
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。
[理学]矿物的物理性质
![[理学]矿物的物理性质](https://img.taocdn.com/s3/m/cc50675f1711cc7931b71669.png)
测量矿物硬度的金 刚石锥体
2019年2月24日星期日5 时17分45秒
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四、韧性
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： ① 脆性：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。 ② 延展性：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。 自然金具有良好 金属键程度不同，则延展性也有差异。 的延展性
方铅矿表面上 的金属光泽
赤铁矿上的暗 淡金属光泽
石盐表面的油 脂光泽
“纤维石膏” 表面的丝绢光 泽
石英晶体的玻 璃光泽
2019年2月24日星期日5 时17分45秒
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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 泽、脂肪光泽和珍珠光泽。
2019年2月24日星期日5 时17分45秒
沿锂云母晶体底 面极完全解理
冰洲石完全的 菱面体解理
方铅矿的立方 体解理
2019年2月24日星期日5 时17分45秒
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解理产生的原因：主要取决于 结晶构造中质点的排列及质点 间连接力的性质。 在同极键晶体中，几何因素起 着重要的作用，解理面往往平 行于结点密度最大的面网。 在异极键中，解理面常产生于： （1）解理面平行于阴阳离子电荷大部分已中 和的平面； （2）解理面产生于同类质点的两个面网之间
2019年2月24日星期日5 时17分45秒
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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。
矿物学 第四章 矿物的物理性质2-力学性质及其它物性 图文
石英贝壳状断口
黄铁矿的断口
小结：解理、裂开和断口的识别
1、解理
1）区分晶面与解理面； 2）全面描述解理应包括：等级、方位、组数、夹角；
3）解理组数必须在同一单体上进行：一般选棱、角较突出、
自由面出露较多的颗粒上，对着光线转动矿物不同方向观察； 解理的组数与夹角可从解理纹得到反映。
2、裂开：产生的原因与解理不同；
例如：
石盐、方铅矿：‖{100}立方体解理，三组互相垂直； 闪锌矿：‖{110}菱形十二面体的解理，六组； 石墨：‖{0001}平行双面的解理，一组。
★解理面上之解理纹可示出解理的组数和夹角。
解理的组数和夹角可在解理面上的解理纹上 体现出来。
∥01 1}
∥{001}
∥{hk0}
的异向性特点。
2．裂开
某些矿物晶体在应力作用下，有时可沿着晶格内一定的结晶方 向破裂成平面。裂开的平面称裂开面。 注意：从现象上看，裂开酷似解理，也只能出现在晶体上。
产生的原因与解理不同： 主要取决于杂质的夹层及机械双晶等结构以外的非固有因素。 裂开面往往沿下列方向产生：
（1）裂开只见于某些矿物的某些晶体上，也可能不遵循晶体 的对称性。
晶体中可有一种或几种不同等级的解理。
白云母的极完全解理 ‖{001}
方铅矿 ‖{100}完全解理
方解石‖{ 101 1 }完全解理
辉石的中等解理
‖{110}
角闪石晶体
橄榄石的不完全解理
解理的表示方法：
★解理反映出晶体的异向性和对称性。 通常用相应的单形及其符号来表示解理的 方向、组数和夹角。
∥{110} ∥{001}
矿物的解理
方解石 萤石
闪锌矿
重晶石
矿物的物理性质
① 典型原子晶格的硬度很高；但具以配位键 为主的原子晶格的大多数硫化物矿物，因键力不 太强，故硬度并不高。
② 离子晶格矿物的硬度通常较高，但随离子 性质的不同而变化较大。
③ 金属晶格矿物的硬度较低(某些过渡金属除 外)。
④分子晶格因分子间键力极微弱，其硬度最 低。
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。
锯 齿 状 断 口
参 差 状 断 口
贝
土
பைடு நூலகம்
壳
状
状
断
断
口
解理产生的原因
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
根据解理的完好程度，一般分为五级：
(1) 极完全解理：极易获得解理，解理面大 而平坦，极光滑，解理片极薄，如云母、 石墨等的解理。
(2) 完全解理：易获得解理，常裂成规那么 的解理块，解理面较大光滑而平坦，如方 解石、方铅矿等。
(3) 中等解理：较易得到解理，但解理面不 大，平坦和光滑程度也较差，碎块上即有 解理面又有断口，如普通辉石等矿物的解 理。
(4) 不完全解理：较难得到解理，解理面小
矿物的解理
一组解理
二组解理
三组解理
❖ 摩氏硬度计十种矿物的维氏硬度如下〔单位 kg/mm2〕：
❖ ① 滑石 2
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。
矿物的物理性质
.
37
解理组数与夹角还可以根据矿物晶体标本上的解理 纹来判断：
解理、裂开、断口：
解理的等级： 1）极完全解理：破裂成薄片，平整而光滑，如云母； 2）完全解理：破裂成板块，较平整而光滑，如方解石； 3）中等解理：破裂成不太平整的面，但在较小的范围内隐
约可见平面，如白钨矿； 4）不完全解理：基本上见不到解理面，但隐约可见断断续
续的面，如磷灰石； 5）极不完全解理：无解理面，如石英。
对不完全解理和极不完全解理，肉眼见不到解理面，以后都
以无解理或解理不发育描述。
.
39
黑云母的极完全解理
方解石的完全解理
解理、裂开、断口：
关于解理面的观察，要注意以下几点：
解理面的观察一定要在单晶体内部观察，对集合体， 要首先划出单颗粒范围，再观察；对隐晶集合体无解 理可言。
（也是吸收光的补色） .
靛
橙
蓝 绿
黄 黄绿
互补色
5
矿物的颜色：
对于彩色：
白光入射
白光入射
黄光被反射
透明矿物
不透明矿物
蓝色光被吸收了，呈现蓝色 的补色：橙色
（体色）
吸收了全部的光，但其中的黄光
被反射了，所以呈黄色（黄
色也可以理解为吸收光的补
. 色）
6
矿物的颜色：
如果是无色、灰色、黑色：
白光
白光
白光
.
1
第14章 矿物的物理性质
矿物的光学性质 矿物的力学性质 矿物的其他性质
颜色 条痕 透明度 光泽 发光性
解理、裂开、断口 相对密度（比重性
.
2
一、矿物的光学性质：
矿物的颜色：
自色：矿物成分与结构决定的矿物本身固有的颜色；
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。
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当自然光通过矿物时，矿物吸收能量，电子从满带向 导带跃迁，所需的能量取决于禁带的宽度，即满带顶部与 导带底部间的能量差，（能量间隔），以△Eg表示。
不同矿物由于禁带宽度不同而呈现各种颜色。
当矿物禁带宽度窄(△Eg ＜1.77eV)，甚至价带与导带 重叠（△Eg ＝0ev）时，能量间隔均比可见光的能量小。 可见光中的各种色光都可以使电子跃迁，各种波长的可见
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5矿物的物理性质
适用专业：矿物加工工程
变彩
某些透明矿物由于内部有微细的叶片状包裹体，对光 发生反射和干涉，在转动时或沿不同角度观察，可呈现不 同颜色的变化称为变彩。
注解： 1.在矿物学中，矿物的颜色分为自色、他色、假色。
自色是指由矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色。
他色是由矿物中含的机械杂质、气液包裹体（红色方解 石）等所引起的颜色。
实例：红宝石(含铬的刚玉A12O3)，在其晶体结构中， A13+被Cr3+代替，Cr3+在畸变的八面体中受到配位阴离子 O2-的作用，发生d-d跃迁，其能量差相应于篮绿色光所 具有的能量，自然光照射时，吸收蓝绿色光，故呈红色。
2. 过渡型元素主要是Ti、 Cr、 V、Mn、Fe、Co、Ni)， 及Cu、TR和U等离子，都可使矿物呈色，故称色素离子。
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可见光波波长约在390一760nm之间，波长由长至短依次 显示红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色；可见光的混合色 就是白色。 不同颜色的光波，用不同波长来表示，单位为纳米 (nm） ，或用波数(cm-1)表示；如果以能量表示时，则用 电子伏待(ev)表示。
F心
F心是晶体结构中由于阴离子缺位而引起的。阴离子缺 位时，空位成为一个带正电荷的中心，它能捕获电子，并 将之束缚于该空位，该种电子呈激发态，能吸收某种波长
的色光而使晶体呈色。
因此，F心是由一个阴离子空位和一个受此空位电场束
缚的电子构成，又称电子心。
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5矿物的物理性质
适用专业：矿物加工工程
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(2)离子间的电子转移
在矿物晶体结构中，构成共同分子轨道的离子之间在 一定能量光波作用下，电子可以从一个离子轨道跃迁到另 一个离子轨道上，这种发生在不同离子之间的电子跃迁称
为电子转移(或电荷转移)。
伴随着电子转移，矿物对可见光有很强的吸收，使矿 物呈现不同的颜色。 实例：
实例：自然金属元素的△Eg ＝0ev，如自然金、自然铜；
部分硫化物(如黄铁矿、方铅矿) △Eg ＜1.7eV。
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当矿物禁带宽度中等(1.77—3.10ev)时，能量间隔在 可见光区范围内，矿物可选择吸收能量比自身△Eg大的各 种色光，使电子跃迁而呈色。
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2、矿物的呈色机理
矿物受白光照射时，对光产生吸收、反射和透射等各 种光学现象。
如果矿物对光全部吸收，矿物呈黑色；
如果矿物对白光中所有波长的色光均匀吸收，则矿物呈 灰色，基本上都不吸收则为无色或白色。 如果矿物只选择吸收某些波长的色光，而透过或反射出 另一些色光，则矿物就呈现相应颜色。
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注解：1.同种离子在不同矿物中可呈不同颜色。这是因为轨道分裂 产生的分裂能不仅取决于过渡型金属离子的种类，而巳与周围阴离 子的种类以及由这些阴离子组成的配位多面体的形状有关。
2.惰性气体型离子所构成的矿物，通常无色。这是因为惰性气体 型离子的P轨道同其最邻近的空轨道间的能量差值远比可见光的能 量为大，其电子在可见光能量的作用下，不能被激发，不发生跃迁， 从而可见光不能被吸收，因此矿物无色。
波数是每厘米波长的数目，其数值等于波长的倒数。以 波数表示波长时，可以直接转换为能量单位。
1cm-1＝2.859cal=1.24×10-4eV(1cal=4.1868J）; 1ev=8066cm-1=1.602189×10-19J)。
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实例：如金刚石含N时呈黄色，含B时则呈蓝色。
(4)色心
由于各种物理--化学因素的影响，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。
色心概念：晶体中能选择吸收可见光而使晶体呈色的点 缺陷称色心。色心的类型很多，最常见是F心和V心。
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假色是由物理光学效应而产生的颜色，如上所述的晕色、 锖色、变彩等。
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晕色
锖色
变彩
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你知道么？
石英（紫色、烟黄色、烟褐色、玫瑰色 烟灰色黑色）石 英因粒度、颜色、包裹体等的不同而有许多变种。
无色透明的石英称为水晶， 紫色水晶俗称紫晶， 烟黄色、烟褐色至近黑色的俗称茶晶、烟晶或墨晶，玫瑰 红色的俗称芙蓉石； 呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称石髓， 具不同颜色同心条带构造的晶腺叫玛瑙， 玛瑙晶腺内部有明显可见的液态包裹体的俗称玛瑙水胆，
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一、矿物的光学性质
矿物的光学性质指矿物对光线的吸收、反射和折射 时所表现的各种性质，以及由矿物晶体裂隙引起的光线干 涉和散射等现象。 其光学性质包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度等。
1．矿物的颜色
矿物的颜色最明显、最直观，对可见光进行选择性吸
收是矿物呈现颜色的主要原因。
成，又称空穴心，是F心的反型体。
注解1 ：
在同一种矿物晶体中，如果同时存在不同的色心，且 数量亦不相同时，将会产生不同的颜色，故一些晶体可呈 现多种颜色，如萤石。
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萤石
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5矿物的物理性质
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辰砂
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辰砂世界
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注解：对于某些纯净的矿物，由于能带间隔较大，本身不 呈现颜色，但如果含有杂质元素(激活剂)，在禁带中可形 成局部能级，降低其能带间隙，使矿物颜色发生变化。
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(5)物理光学效应 由于光的反射、干涉等物理因素能使矿物呈色，包括晕色、锖色、 变彩等。 晕色 某些透明矿物的表面常呈现出一种彩虹般的色带称为晕色； 实例：云母、方解石、石英。这主要由于透明矿物内部的解理面或 裂隙面对光连续反射，引起光的干涉而产生的。 锖色 某些不透明矿物，因风化表面产生氧化薄膜，引起反射光的干 涉作用，使矿物表面呈现各种颜色称为锖色。 实例：斑铜矿具有独特的、色彩斑驳的蓝、绽、紫色，可作为鉴定 特征。
矿物的物理性质有着广泛的应用：如利用刚玉的高硬度 作为研磨材料；利用石英的压电性在电子工业中作振荡元 件，重晶石因密度大可作为钻井泥浆的加重剂。
随着近代科学的发展，矿物广泛地进入了新的技术领域， 尤其是某些尖端科学技术的发展，都需要具有某些具有特 殊性能的矿物材料。
如冰洲石因可获得偏振光而成为激光的偏光材料;石墨 因相对密度小，耐高温，在航空、航天工业用作轻质材料。 因此，研究矿物的性质将大大促进国民经济和高科技的发 展。
细粒微晶组成的灰色至黑色隐晶质石英称燧石，俗称火石。
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2．矿物的条痕
矿物的条痕是指矿物新鲜表面在白色无釉瓷板上刻划 后，留下的粉末颜色。 注解1 矿物的条痕可以消除假色，减弱他色，比矿物颜色更 稳定。在鉴定各种彩色或金属色矿物时，条痕色是重要的 鉴定特征之一。 注解2 对浅色矿物，条痕色皆为白色或灰白色，则毫无鉴定意义。 注解3 有些矿物由于类质同象混入物影响，会使条痕发生变化。 根据条痕色的微细变化，可大致了解矿物成分。
其一，能带的下部被电子占满，为满带（或称价带），能
量较低；
能带的上部没有被电子占满，为导带，其中的电子能量
较高； 二者之间是禁带，禁带的宽度随矿物的键性不同而不
同;
其二，价带与导带部分重叠，中间没有禁带。
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注解2
由于矿物的成分、结构、键型非常复杂，引起矿物颜 色变化的因素也是非常复杂，矿物的颜色往往是多种呈色 机理所产生的总效应。 实例：蓝宝石的蓝色（含少量铁、 钛的刚玉），其蓝色 机理是d-d跃迁和离子间的电子转移综合作用引起的。
蓝闪石晶体中存在着金属离子Fe2+和Fe3+之间的电子 转移而呈蓝色；石墨晶体结构中碳原子组成的六方网层， 层内π电子可以或多或少地自由转移，造成强的光吸收呈
黑色。
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(3)能带间的电子跃迁-带隙跃迁
根据能带理论，晶体中的电子按照能量高低不同分别
位于各能带中，其描述的能带模型有两种：
光被大量吸收，矿物不透明。