第14章 矿物的物理性质

解理、裂开、断口：
解理与晶体结构的关系：总的说是沿化学键弱的面网裂开。 具体有以下情况： 1）沿面网间距大的方向裂开（主要针对原子晶格）； 2）沿电性中和面裂开（主要针对离子晶格）。如NaCl晶 体； （图片） 3）沿同号离子相邻的面网裂开（主要针对离子晶格）。如 萤石晶体； 4）对于多键型晶格，一般沿分子键裂开； （图片） 5）对于金属键晶格，一般无解理，因为金属键各向键性均 匀。
矿物的透明度：
矿物的透明度：透过光的程度。 划分等级：以矿物碎片边沿部分是否透光划分：透明、半 透明、不透明。 还可根据条痕划分： 无色、白色条痕－透明， 彩色条痕－半透明， 黑色条痕－不透明。 （思考：为什么可根据条痕？）
矿物的光泽：
矿物的光泽：矿物表面反光的能力。 划分等级：一般要结合条痕来划分。 金属光泽：反光最强，具金属色，条痕黑色，不透明。 半金属光泽：反光较强，也具金属色，条痕深彩色，不透 明－半透明。 金刚光泽：反光稍弱，不具金属色，条痕彩色，半透明－ 透明。 玻璃光泽：反光很弱，像玻璃，虽然很光亮，但不刺眼。 条痕无色、白色，透明。 光泽等级的划分是比较难的，要靠经验，条痕是一个非常好 的评判参考。
矿物的硬度：
矿物硬度的分级：
摩斯硬度计
用这十种矿物刻划所测矿物，就可测出矿物的硬度。 但在野外我们一般分3级：
硬度大：小刀刻不动，硬度>5.5 硬度中等：小刀能刻动，但指甲刻不动，5.5 >硬度 > 2.5 硬度小：指甲能刻动，硬度 <2.5
矿物的硬度：
矿物硬度的异向性：同一晶体不同方向上，硬度可能不同， 如：蓝晶石（也称二硬石）。
矿物光学性质总结：
1）矿物光学性质的机理：
白光入射 反射光的颜色，形成不透 明矿物的颜色；
反射光的强度，决定了矿 物的光泽
透过光的颜色，形成透明 矿物的颜色； 透过光的强度，决定了矿 物的透明度
矿物光学性质总结：
2）矿物各种光学性质的关系：
条痕无色、白色－－透明－－玻璃光泽 条痕彩色－－透明－－金刚光泽 条痕深彩色－－半透明－－半金属光泽 条痕黑色－－不透明－－金属光泽
金光泽：
半金属光泽：
金刚光泽：
玻璃光泽：
矿物的光泽：
此外，还有一些特殊（变异）光泽的描述名称： 树脂光泽： 这些光泽的名称是根据形像来命名的，并 沥青光泽： 不是光泽等级名称。它们与光泽等级的 珍珠光泽： 关系一般为：沥青光泽对应金刚光泽或 丝绢光泽： 半金属光泽，树脂、珍珠光泽对应金刚 光泽，其余都对应玻璃光泽。 油脂光泽： 腊状光泽： 特殊光泽有的是因为矿物集合体产生，如 丝绢光泽、土状光泽；有的是在不平坦 土状光泽： 的断口上产生，如油脂光泽；有的是在 极完全解理面上产生，如珍珠光泽。
石英油脂光泽：
矿物的发光性：
矿物的发光性：在外加能量激发下矿物发出可见光。 一般外加能量为高能辐射（紫外光、X射线等）；也 可以为加热、摩擦等。 矿物发光性的实质：矿物内部电子在外加高能（大于可见 光能）作用下，跃迁到较高的能级，处于激发态；由 于在激发态不稳定，电子又跳回到较低能级（过渡 态），也可能再回到基态，这时电子的能量就以较低 能量的可见光发出来。
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：破裂成片，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。
贝壳状断口
参差状断口
矿物的硬度：
矿物的硬度：抵抗外来机械作用（刻划、压入、研磨）
的能力。不能用冲击力。 矿物的硬度直接与矿物内部化学键强度、结构紧密度有关。 对于化学键：原子晶格（共价键）硬度大，其次为离子晶 格（离子键），金属晶格、分子晶格、氢键晶格的硬度 较低。 对于结构紧密度：等型等键结构，离子（原子）半径越小， 硬度越大；例如：Mg[CO3]-Ca[CO3]（Mg比Ca小， 所以Mg[CO3]-硬度大） 同化学成分的矿物，则呈最紧密堆积结构的、或配位数大 的，硬度越大，例如：方解石与文石（Ca[CO3]） （方解石中Ca为6次配位，文石中Ca为9次配位，所 以文石硬度大）
绿
黄绿
矿物的颜色：
如果是无色、灰色、黑色：
白光
白光
白光
各色光全部透过
各色光全部透过一点
各色光全部吸收
矿物的颜色：
那么，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。 有以下几种情况： 1）过渡型离子内部电子跃迁： 未满的d轨道发生分裂后， 分裂能级与可见光能量相当， 使的电子可以发生跃迁。 与可见光能量相当
解理、裂开、断口：
关于解理面的观察，要注意一下几点：
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。 解理等级的划分是比较难的，要凭经验。 解理面与晶面区别：解理面是破裂面，相互平行可产 生无穷多解理面，而晶面只是在表面；解理面上有解 理阶梯，是相互平行的解理在解理面上的表现，晶面 上有生长花纹：聚形纹、生长阶梯（多边形，螺旋 形）、生长丘、蚀像等。
矿物的条痕：
矿物的条痕：矿物粉末的颜色。通常在白色无釉瓷板上 刻画所得。 用处：矿物的条痕能消除假色、减弱他色、突出自色， 所以，它在鉴定矿物上比矿物颗粒的颜色更稳定、更 有效。例如：不同成因赤铁矿的颜色可在钢灰－红褐 色之间变化，但是它的条痕呈一种特征的且较稳定的 颜色：红棕色（樱桃红）。另外，条痕还可以帮助确 定矿物的光泽、透明度等级（见后叙）。 因此，条痕在鉴定矿物过程中非常有用！
解理、裂开、断口：
裂开：因为某些非晶体结构的原因，晶体在外力作用下
沿一定结晶学方向裂开。现象与解理一样，但成因不一样。 非晶体结构的原因指：定向包裹体、定向出溶体在晶体结构 中的某些面网上排列，导致这些面网容易破裂。也可以用 单形符号表示，如：磁铁矿常见{111}裂开，这是因为 原来的固溶体钛磁铁矿在温度下降后将钛铁矿出溶出来， 而钛铁矿的{0001}面网与磁铁矿的{111}面网相似， 因此附着在磁铁矿的{111}面网定向排列，导致磁铁矿 沿{111}裂开。 思考：钛铁矿附着在磁铁矿的{111}面网定向排列属于什么 现象？
二、矿物的力学性质
解理、裂开、断口
解理：在外力作用下，沿一定结晶学方向破裂形成一 系列光滑平面的性质。破裂面叫解理面。
1）与晶体结构有关，沿化学键弱的面网裂开； 2）可以有多个方向的解理并且分布具有对称性，因为晶体结 构是对称的；
3）可以用单形符号来描述解理的结晶学方向性，因为同一单 形的晶面性质相同，面网性质也相同，产生解理的性质也 相同。
矿物的弹性和挠性主要是针对一些层状或链状结构的矿物， 如果在层间或链间是离子键，则在外力作用下，层间 或链间可以发生一定晶格滑动，但离子键并没有被破 坏，一旦外力消失，离子键还会使晶格恢复原状；但 是，如果层间或链间使分子键，则在外力作用下分子 键很容易被破坏，破坏了的分子键不能使滑动了晶格 再恢复原状。
矿物的条痕：
与矿物颗粒颜色关系：矿物条痕的颜色可以与矿物 颗粒的颜色相同，也可以不同。一般来说，对 于透明矿物，两者基本一致，对于不透明矿物， 一般不一致，如：铜黄色、铅灰色的矿物条痕 都为黑色。为什么？（因为不透明矿物为反射光的颜色，
但条痕已经变为粉末，已经不能反光了，全都吸收了，所以为黑色）
与光泽、透明度关系： 白色、浅色条痕－－透明、光泽弱 黑色、深色条痕－－不透明、光泽强
矿物的颜色：
矿物自色的呈色机理：矿物对可见光吸收后，透射
和反射光的混合色。对透明矿物：吸收光的补色；对 不透明矿物：吸收光部分被反射的光的颜色。 彩色： 白光入射
透明矿物 白光入射 不透明矿物
黄光被反射
靛 蓝
紫
红 橙 黄
蓝色光被吸收了，所以矿物呈 现蓝光的补色：橙色 （体色）
吸收了大量的光，基本 不透射，但其中的 黄光被反射了 （表面色）
磁铁矿的{111}裂开，从现象上还是与解理有些区别： 没有解理面密集。
解理、裂开、断口：
断口：与解理正好相反，晶体在外力作用下不裂开为
平面，而是不平整的，就叫断口。 断口的发育恰好与解理成反相关，完全解理则无断口，不 完全解理则发育的就是断口，所以没有必要对断口划 分等级。对断口的描述仅仅是根据形状，如： 贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、土状断口等。 与解理不同的是，断口也针对隐晶集合体，如土状断口是 土状集合体矿物表现出来的一种断口形状。
第14章 矿物的物理性质
矿物的光学性质 矿物的力学性质
颜色 条痕 透明度 光泽 发光性
矿物的其他性质
解理、裂开、断口 密度（比重） 硬度 磁性 弹性与挠性 电性 脆性与延展性
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； 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）而引起的颜 色，包括：锖色：矿物表面氧化薄膜使光发生干涉而呈现的 各种彩色；晕色：矿物内部的裂隙使光发生散射、折射与干 涉形成的彩色；变彩：矿物中含一些定向包裹体或出溶体， 对光发生干涉、衍射所致；乳光：矿物中含一些细小包裹 体或出溶体对光发生漫射而呈。 自色是矿物固有的，是鉴定矿物的主要依据；他色不能鉴定矿 物，但能帮助判断矿物成分的变化；假色也不能鉴定矿物， 但能产生很好的光学效果，因此可以应用。