实验一：主要火成岩造岩矿物

1. 依据矿物的物理性质，学习鉴定十余种常见的火成岩造岩矿物。 一、目的要求 1. 依据矿物的物理性质，学习鉴定十余种常见的火成岩造岩矿物。

二、实验用品 1. 标本：石英、正长石、斜长石、普通辉石、普通角闪石、橄榄石、黑云母、白云母、磁铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和萤石。 2. 工具：放大镜，小刀，条痕板。

三、实验要点

1. 矿物的宏观特征(Mineral identification) （1）形态 （2）颜色 （3）条痕色 （4）光泽 （5）透明度 （6）硬度 （7）解理 （8）断口

（1）矿物的形态（shapes）

根据几何形态分出了柱状体、菱形十二面体、六方双锥，正六方柱，八面体，四面体。

黄金和黄铁矿

柱状和粒状

粒状集合体

鲕状集合体

石膏和钠沸石（纤维状和针状）

（2）矿物的颜色、条痕色（Color and streak） 颜色：为所吸收颜色的补色。 自色：矿物自身固有的颜色。 他色：机械混入所染成的颜色。例如水晶有：紫水晶、烟晶、墨晶、蔷薇石英等等。 假色：表面的氧化膜（如斑铜矿）、干涉色（晕色，如方解石）。 条痕（色）：矿物粉末的颜色。 条痕色的颜色更加稳定，避免了他色和假色的干扰。 例如：黄铁矿和黄金。

Streak color (color of the mineral powder)                                                                                   Here are the streak colors of five dark minerals that all appear black, dark gray, or dark brown.  Notice how the streak color is more diagnostic than is the bulk mineral color. Mineral: Pyroxene Hematite Limonite Magnetite Amphibole Streak color: Colorless Brick red Yellow brown Black

（3）矿物的光泽（luster） 矿物对可见光的反射能力。 分为金属光泽、半金属光泽、非金属光泽。 非金属光泽又进一步分为：玻璃光泽，珍珠光泽和油脂光泽。

玻璃光泽

玻璃光泽

玻璃光泽和金属光泽

绿松石的油脂光泽

（4）矿物的透明度（transparent） 透明、半透明和不透明。

（5）矿物的硬度（hardness） 摩氏硬度计（Mohs scale of hardness）： Friedrich Mohs, 1822年提出，他是Austrian mineralogist. 矿物 相对硬度 参考物 矿物 相对硬度 参考物 滑石 1 正长石 6 玻璃6 石膏 2 (指甲：2~2.5) 石英 7 方解石 3 (铜线：～3） 黄玉 8 萤石 4 刚玉 9 磷灰石 5 (小刀：5~5.5) 金刚石 10 口诀：滑石方萤磷灰石，正石黄刚金刚石 注意：只是相对硬度：金刚石与刚玉的差别，大于刚玉与石墨的差别。

（5）矿物的解理和断口（cleavage and fracture） 1.定义：晶体受到外力打击后沿一定的破裂面裂开的现象。晶体可同时存在几个方向的解理。 2.成因：面网与面网之间连接力最弱的平面。 3.解理的分级： 极完全解理，完全解理，中等解理，不完全解理，极不完全解理（无解理）。 注意： 金属矿物晶格会发生滑移，表现为延展性，无解理。 4.解理面与晶面的区别 ①成因，②表面特征，③打击， ④面的数量，⑤深入晶体内部和不深入。

云母的极完全解理

方解石、萤石食盐等矿物的完全解理

黄铜矿的晶面条纹

断口：矿物受外力打击后不沿固定的结晶方向断开时所形成的断裂面，断裂方向是任意的。 矿物的断口

（6）其他 1）弹性与挠性。如云母。 2）延展性。自然金、自然银、自然铜等具此性质。 3）磁性。矿物能被磁铁吸引或本身能吸引铁屑的能力，称磁性。可用磁铁对磁铁矿粉末吸引进行测试。 4）发光性。矿物在外来能量的激发下，能发出某种可见光的性质，称发光性。如萤石、白钨矿在紫外线照射时均显萤光。 5）味觉。通过人的感官所能感觉到的某些性质，如滑石和蛇纹石的滑感；食盐的咸味，燃烧硫磺和黄铁矿时的硫嗅味等。 6）碳酸盐类矿物与稀盐酸作用放出CO2小气泡。

Si-O Tetrahedron

2. 实验矿物

（1）橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4] (Olivine) 常为粒状集合体，浅黄绿色至橄榄绿色，随含铁量的增加而颜色加深，玻璃光泽，硬度6～7,解理不完全。

Peridot is gem-quality Olivine Peridot is gem-quality Olivine. It usually has an olive or bottle green color due to the presence of iron. Olivine is an appropriate name for the Gem, as the almost greasy luster of the stone gives it an olive-oil like appearance.

（2）辉石（pyroxene） （Ca,Mg,Fe,Al)2[Si2O6]） 单晶体为短柱状，横切面呈近八边形，集合体为粒状，黑绿色或黑色，玻璃光泽，硬度5.5~6.0，平行主轴方向的两组解理交角87°。

（3）普通角闪石（hornblende） Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al) 4O11] 2(OH) 2 长柱状，横切面呈六边形，常以针状出现，绿黑色或黑色，玻璃光泽，硬度5~6，有平行柱体方向的两组中等至完全解理，两组解理的交角为56°。

角闪石

（4）白云母 KAl2[AlSi3O10](OH,F) 2 (mica or muscovite) 单晶为短柱状及板状，横切面常为六边形，集合体为鳞片状，其中晶体细微者称为绢云母，珍珠光泽，硬度2.5~3，平行于片状方向的极好解理，易撕成薄片，具弹性。

（5）黑云母 K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F) 2 (biotite) 单晶为短柱状及板状，横切面常为六边形集合体为鳞片状，棕褐色或黑色，随含Fe量增高而变暗，硬度2.7~3.3，平行于片状方向的极好解理，易撕成薄片，具弹性。

黑云母

黑云母

（6）钾长石 K[AlSi3O8] (potassium feldspar) 分为透长石，正长石，微斜长石，歪长石等等。其中正长石微柱状，板柱状，肉红色，玻璃光泽，硬度为6，常见卡氏双晶。 长石的架状结构

同质多象 Anorthoclase feldspar Potash Feldspar K[AlSi3O8]

类质同象（isomorphism） 晶体结构中某些离子、原子或分子的位置部分地被性质相近的其他离子、原子或分子所占据，但晶体结构型式、化学键类型和离子正负电荷的平衡保持不变或基本不变的现象。类质同象系列中的各种晶体称为类质同象混晶。 橄榄石：(Mg,Fe)2[SiO4] (Mn2+,Cr3+,Ni2+) 白云石：CaMg[CO3](OH)2 (Ca2+, Mg2+)

(7) 斜长石（plagioclase） 钠长石（Ab） Na[AlSi3O8] 和钙长石（An）Ca[Al2Si2O8] Ab～An构成了一个类质同象系列—斜长石系列， An含量多，称为基性斜长石，An含量少，称为酸性斜长石。 斜长石特征：板状或板条状，白色，灰白色，玻璃光泽，硬度6～6.5，常见聚片双晶。

斜长石

（8）石英 SiO2 （Quartz） 单晶或晶簇，致密块状或粒状集合体，无色透明，晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，无解理，硬度7，贝壳状断口。水晶

Agate

雨花石 Agate

雨花石 Agate

欧泊（蛋白石）（Opal）

（9）磁铁矿（Fe3O4） （magnetite） A(B)2O4，Fe+3和Fe+2，FeO+Fe2O3 铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，不透明，硬度5.5~6.5，无解理，具强磁性。 Magnetite is a natural magnet, hence the name, giving it a very nice distinguishing characteristic. Explaining the magnetism is not easy but here is a go at it. Remember, electricity produces magnetic fields just as magnetism produces electic fields. Magnetite is a member of the spinel group which has the standard formula A(B)2O4. The A and B represent usually different metal ions that occupy specific sites in the crystal structure. In the case of magnetite, Fe3O4, the A metal is Fe +2 and the B metal is Fe +3; two different metal ions in two specific sites. This arrangement causes a transfer of electrons between the different irons in a structured path or vector. This electric vector generates the magnetic field.

（10）黄铁矿 FeS2（Pyrite） 单晶为立方体，晶面上常有平行的细条纹。多为块状集合体，浅黄铜色，条痕为绿黑色，金属光泽，硬度6~6.5，性脆，断口参差状。

（11）闪锌矿 ZnS（sphalerite） 常为致密块状或粒状集合体，浅黄到棕黑色不等，条痕白到褐色，松脂光泽到半金属光泽，透明至半透明，硬度3.5~4，解理好。

（12）方铅矿 PbS（galena） 单晶为立方体，常为致密块状或粒状集合体，铅灰色，条痕灰黑色，硬度2~3，沿解理面易破裂成立方体。

（13)黄铜矿 CuFeS2（chalcopyrite） 常为致密块状和粒状集合体，颜色铜黄，条痕绿黑色，金属光泽，硬度3~4，小刀能刻破。颜色较深、硬度较小而与黄铁矿区别。

（14）萤石 CaF2（fluorite） 常能形成块状、粒状集合体或立方体及八面体单晶，颜色多样，红、蓝、绿和无色均有，透明，玻璃光泽，硬度4，解理好，易沿解理面破裂成八面体小块。

四、作业 逐块矿物进行描述和鉴定，描述内容包括：形态（单体、集合体）、颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、化学成份及其他等等。

辉石和角闪石的区别 辉石（pyroxene） （Ca,Mg,Fe,Al)2[Si2O6]） 晶形：底部断面呈八边形，但四边长、四边极短，看似象正方形。 常成短而粗的柱状。 解理：两组解理成87°角，故解理破裂后，矿物成矩形。 形成环境：较低压力，不需要溶剂，火山岩中较多。 角闪石（hornblende）Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al) 4O11] 2(OH) 2 晶形：底部断面呈六边形，有四长边和两短边，看似象蹄形。 常成长柱状。 解理：两组解理成56°和124°，故解理破裂后，矿物成尖锐的菱形。 形成环境：较高压力，需要溶剂，在深成岩、变质岩中多见。压力降低后，溶剂解除，角闪石即转变为辉石。

All pyroxenes show perfect {110} cleavage All pyroxenes show perfect {110} cleavage. When viewed looking down the c-crystallographic axis, the cleavages intersect at near 90o angles (the angles are actually 92 - 93o and 87 - 88o). This 90 degree cleavage angle is most useful in distinguishing pyroxenes from amphiboles (in amphiboles the cleavages are at 56o and 124o. All of the amphiboles except Anthophyllite are monoclinic, and all show the excellent prismatic cleavage on {110}. The angles between the cleavages, however are 56o and 124o making all amphiboles easy to distinguish from the pyroxenes. Looking at faces that show only a single cleavage trace would show inclined extinction, except in Anthophyllite (直闪石).

pyroxenes amphiboles

A classic small single crystal of augite - one of the pyroxene subfamily.

Pyroxene（augite）

Hornblende（Amphibole）

Cleavage of fluorite

conchoidal fracture

conchoidal fracture