矿物学 第三章 矿物的宏观鉴定特征

光泽是鉴定矿物的依据之一，是评价宝石 的重要标志。

依据反射率R的大小矿物光泽分为：
（1）金属光泽：R>25% （2）半金属光泽： R=19~25% （3）金刚光泽： R=10~19% （4）玻璃光泽：R=4~10% 其中金刚光泽和玻璃光泽也成为非金属光 泽。

丝绢光泽：透明矿物，纤维状集合体时， 表面丝绢状光亮，如纤维石膏、石棉

晶簇中伸张方向与基 底近于垂直的晶体， 由于首先争得自由发 育的空间，往往发育 较大，较好。其他方 向晶体的生长受到前 一类晶体的阻碍，得 不到充分的发育。
含 赤 铁 矿 晶 绿 簇 帘 状 石 水 晶 簇
[ ]
方解石晶簇
辉 锑 矿 晶 簇
黄铁矿闪锌矿菱锰矿
水晶簇
黄 铁 矿 晶 簇
雄黄水硅钙石方解石晶簇

三向等长：
黄铜矿-水晶 （粒状集合体）

放射状集合体： 放射状集合体

定义
在一个共同基底上生长的单晶体群所组成的 集合体。

梳状构造
单体呈一向延伸的晶体组成的晶簇中，由于 受到“几何淘汰率”的制约，最终发育出的各单 体的衍生方向往往垂直于基底并接近于平行排列 构成所谓的梳状构造，而不垂直于基底的单体在 生长过程中往往会受到排挤而被淘汰。
自 然 银 树 枝 状 集 合 体
—
由溶液直接结晶或胶体生成。胶体表面张 力形成球状体，胶体老化而成隐晶或显晶 质。球状体内部产生放射纤维状构造。隐 晶和胶体集合体也呈致密状、土状。 主要类型 结核体、分泌体、钟乳状集合体、块状、 肉冻状、被膜状集合体等。


矿物（围绕某一核心自内向外生长的球状、 卵状、瘤状或不规则的矿物集合体。在沉 积岩中成层分布，状如鱼卵的小结核成层 分布，状如鱼卵的小结核，称为鲕状集合 体。如豌豆大小的成为豆状集合体。结核 体的内部呈同心层状、放射状和致密块状。 一般直径在1cm以上者即为结核。
掂量法 手感估出等级 不准确 轻重矿 物有意义 实测法 比重瓶法、重液法、扭力天平法 计算公式： D=MZ/(NV) M——晶体化学式的相对分子质量； Z——单位晶胞内所含的相当于晶体化学式的 分子数； N——阿伏伽德罗常数；

硬度 ：矿物抵抗某种外来机械作用力（如 刻划、压入、研磨等）侵入的能力。鉴定 矿物的主要特征之一，用H表示。 分类：刻划硬度 压入硬度 研磨硬度

定义：指矿物粉末的颜色。是自色，可以 消除假色、减弱他色，因而比矿物颜色更 稳定。应用于有色矿物&低硬度矿物（硬度 <条痕板）
注意：对于浅色矿物、类质同像混入物等； （例）


I = 透射系数 Q I0
I0－投入矿物的光线强度
I－透过1cm厚的矿物时 透射光的强度
透明 隔着约1cm厚的矿物观察其后面的物体时， 依然能清晰地辨别出物体的轮廓和细节。 半透明 隔着1cm或不足1cm厚的矿物观察其后面的矿 物时，可以看到物体的存在，但其轮廓和细节则 无法分辨。 不透明 隔着极薄的矿物样品，也观察不到其后面的矿 物。
片5.5；小刀5.5；瓷器片6-6.5

用合金或金刚石制成的一定形状的压头， 加以一定的负荷（重量），压在矿物的光 面上，用负荷与压痕表面积（或深度）的 关系，求得矿物的硬度。
硬度越大，抵抗压入的应力越大，产生压 痕表面积小，硬度与抗应力成正比，与压 痕的表面积成反比，用负荷与压痕表面积 计算矿物的硬度，即用负荷/表面积（ Kg/mm2)为单位的硬度值。


化学成分和内部结构 金属键矿物 自由电子 禁带＜可见光能量 吸收多 透过光少 不透明 离子键、共价键矿物 无自由电子 禁带＞ 可见光能量 吸收少 透过光多 透明
矿物中的杂质、包体、气泡、裂痕、放射 性、集合方式、杂质、包体、气泡、裂痕 多，透明度差； 放射性的透明度差；集合稠密，透明度差

定义 指矿物表面对光的发射能力。可用反射率 R表达。 R=I/I0 I——矿物平滑表面反射光的强度； I0——入射光的强度。

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 ；





蛋白光(opalescence): 在乳蛋白石上可以看到， 是一个略带蓝色的乳白光。 锖色(tarnish): 是由于光的干涉作用引起的。硫 化物表面常因氧化产生很薄的薄膜, 受日光照 射后薄膜的两侧均会反射，反射光干涉后有的 光波消失或减弱，有的则得到加强。因而在矿 物表面上看到的是斑驳陆离的彩色 变彩(play of colour): 是由于衍射现象而呈色的。 晕色（iridescence）：是无色透明的矿物晶体 内部表现的如彩虹般色彩的彩带。

晶体有一个晶芽开始长大，在棱角处不断 分支，形成树枝状的晶体；称为树枝状集 合体。树枝状集合体常形成于岩石裂隙中， 状若植物化石，故有“假化石”之称。如 软锰矿形成的“假化石”就是最常见的例 子。树枝状集合体中的个体有时发育较细 小，因而也常归入隐晶集合体。
自 然 铜 树 枝 状 集 合 体 -
3.2.2.1 矿物的密度和相对密度 3.2.2.2 矿物的硬度 3.2.2.3 矿物的解理、裂理和断口 3.2.2.4 矿物的弹性、挠性、延展性和 脆性

密度：矿物单位体积的质量。g/cm3 相对密度：矿物在空气中的质量与4℃时同 体积水的重量比。数值上与矿物的密度相 等。 D=P/（P-P1） P-P1：同体积水的重量； P：空气中的质量

发光的主要类型
荧光——矿物在外加能量的作用下发出可见光。 磷光——矿物在外加能量的作用停止后，仍继 续发出可见光 热发光性——矿物加热后发出可见光的性质。

发光性的实质是矿物晶格吸收了较高的外 加能量，然后以较低能量（可见光）再发 射出来造成的。除发射可见光外，有些矿 物还能发射红外光。
激活剂 就是那些能促使 矿物发光的物质。


采用纤维硬度仪测定，使用最广的维克法用HV或VHN 表示，金刚石正方形锥体压头，锥体二对角面夹角 (α )136°，压痕呈正方形锥形。
珍珠光泽：透明矿物，极完全解理面上有 珍珠状光亮，如云母、石膏 油脂光泽；透明矿物， 解理不发育，不平 坦的断面上有油脂状，光亮，如石英、石 榴石、磷灰石





沥青光泽：半透明或不透明的黑色矿物，解 理不发育，不平坦的断面上有沥青状光亮，如 锡石、磁铁矿 土状光泽：粉末或土状集合体矿物，表面暗 淡无光，如高岭石、烟灰状辉铜矿、褐铁矿 蜡状光泽：玻璃光泽、浅色透明隐晶质或非晶 质致密状块体上，出现如同蜡烛表面光泽 如 蛇纹石、叶腊石 树脂光泽：金刚光泽的黄、褐、棕等透明矿物 表面出现类似树脂的特征 如浅色闪锌矿、 雄黄等
1 2 3
晶 洞
花岗岩

集合体的形态取决于矿物单体的形态 及它的集合方式。
根据集合体中矿物单体的可辨识程度： 肉眼 单体的显晶集合体 显微镜 单体的隐晶集合体 显微镜 单体的胶肽集合体

按单体形态划分
一向延伸集合体: 针状, 柱状 二向延伸集合体: 片状, 板状 三向延伸集合体: 粒状

特殊的集合体形态:
表色：即反射色，指由物体的反射光所呈 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。

一种情况 矿物成分中的原子或离子，其外层电子发 生电子跃迁，选择性地吸收可见光，导致矿 物呈色。 另一情况 由于漫射、反射、衍射、干涉等物理光学 作用造成的呈色现象。

色素离子 对于第一种呈色情况，电子跃迁可发生 在某一离子的内部，如过度金属元素及Cu、 U和稀土元素离子晶体中，其d或f亚层分裂后 的能量差恰好在可见光的范围内，其间的电 子跃迁可使矿物呈色，这些离子称为色素离 子。（元素周期表）

测试方法：刻划法、压入法、研磨法、弹 跳法

摩氏硬度计(HM)：滑石、石膏、方解石、萤石
、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石

测定方法：将欲测矿物和硬度计中的某一矿物
相互刻划，若该矿物能划动萤石，而又能被磷灰 石划动，则该矿物硬度4-5之间。

实际中的简易硬度计：指甲2.5；铜针3；玻璃
借此鉴别矿物，作为标型特征揭示矿物的 形成条件。

晶体习性 指的是晶体的一般外观形态, 主要考虑笼 统的外貌特征, 如柱状习性，板状习性等。 单体形态的类型: 一向延伸（柱状、针状、纤维状） 二向延伸（板状、片状） 三向等长（粒状）


矿物的晶体习性的影响因素
• 晶体结构的制约，如角闪石 • 矿物形成的外界环境 • 矿物形成的空间条件
3.2.1 矿物的光学性质 3.2.2 矿物的力学性质 3.2.3 矿物的磁性 3.2.4 矿物的压电性和焦电性

3.2.1.1 矿物的颜色 定义：是一种生理感觉，当波长在大约 390~770nm范围内的电磁波辐射，刺激人们 的视神经时，就有颜色的感觉。

颜色是矿物对入射的可见光中不同波长的 光波选择性吸收后，透射和反射出来的各 种色光的混合色。
第三章
第三章 矿物的宏观鉴定特征
矿物的形态
单体形态 集合体形态


矿物的物理性质
光学、力学、磁性、压电性和焦电性

矿物的形态主要受本身的内部晶体结构、 化学组成和形成时的外在环境的制约。内 部结构相同的同一种矿物，可以具有明显 不同的外貌特征。从矿物形态的研究，可 以获得有关矿物生成条件的信息。
同心层状
放射状
自 然 铜 致 密 块 状 -
赤 铁 矿 鲕 状 集 合 体
-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
褐 铁 矿 豆 状 集 合 体
-

指在球状或不规则的岩石空洞内自洞壁逐 渐沉积（充填）形成的矿物集合体。分泌 体中常有空腔，有时还生长有晶簇。
特点：具有同心层构造，各层成分和颜色 都具有差异，形成不同颜色的色环。 晶腺：平均直径大于1cm的分泌体称晶腺。 杏仁体：平均直径小于1cm的称杏仁体。

轻矿物 相对密度＜2.5 石膏、石盐 中等矿物 相对密度2.5~4 石英、金刚石 重矿物 相对密度＞4 方铅矿、金、黑钨矿


化学成分与结构
1）原子量、离子半径 类质同像 2）堆积紧密程度大 密度大 金刚石：立方面心格子 4次配位 D：3.47~3.56 石墨： 3次配位 D：2.09~2.23 3）温度、压力 T高，阳离子配位数减少，形成D小的矿物 P增大，形成D大的矿物 矿物密度对矿物鉴定、分离、应用重要意义
放射状 纤维状 晶簇 分泌体 (杏仁体) 结核 鲕状, 豆状 钟乳状 (葡萄状, 肾状)

一向延伸：
柱 状
辉 锑 矿 [ 针 状 集 合 体 ]
束状集合体
毛发状
状纤 集蛇 合纹 体石 的 纤 维

二向延伸：
片状集合体
片 状 集 合 体
辉 钼 矿 （ 鳞 片 状 集 合 体 ）
黑钨矿（板状集合体）

内因（化学成分与结构）
离子、共价键矿物 固定晶格离子的电子能＞ 可见光能量 透射可见光 反射光弱 非金属 光泽 金属键矿物 禁带≤可见光能量 吸收可见光 电子激发跃迁 回至基态发射为反射光 无透射可见光 金属光泽

外因
杂质、包体、裂隙、解理、表面平整度、集合体 集合方式

定义
矿物在外加能量如紫外线照射下能发出可 见光的性质（有的发红外光 ）。
吸收程度深
黑色 灰色 白色
矿物 吸收
对各种色光均匀吸收 对各种色光选择吸收
吸收程度中 吸收程度差 透明矿物 不透明矿物
透过光波颜色 反射光波颜色
如：自然硫吸收紫、蓝、绿、橙、红光波，呈黄色。 黄铁矿反射黄光，呈黄色。

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

玛 瑙 晶 腺
火 山 岩 杏 仁 体

指由真溶液蒸发或胶体凝聚，在同一 基底上逐层向外堆积形成的矿物集合 体。内部常具有同心层状、放射状和 致密块状构造，也有显晶粒状构造。
根据外表形态常用物体类比给予不同 的名称：葡萄状集合体、肾状集合体。

葡 萄 状
锌钙铜矾-块状集合体

胶体矿物通常为隠晶质或非晶质体， 上述隠晶质集合体由胶体矿物组成 时又常称为胶态集合体。