第二篇 矿物学概论 概 述 第一章 矿物的化学成分 第二章 矿物的形态 第三章 矿物的物理性质 第四章 矿物分类和命名

Presentation on theme: "第二篇 矿物学概论 概 述 第一章 矿物的化学成分 第二章 矿物的形态 第三章 矿物的物理性质 第四章 矿物分类和命名"— Presentation transcript:

1 第二篇 矿物学概论 概 述 第一章 矿物的化学成分 第二章 矿物的形态 第三章 矿物的物理性质 第四章 矿物分类和命名
第二篇 矿物学概论 概 述 第一章 矿物的化学成分 第二章 矿物的形态 第三章 矿物的物理性质 第四章 矿物分类和命名 第五章 矿物各论（自学）

2 概 述 矿物定义：自然界中的一或多种化学元素，通过各种地质作用在一定物理、化学条件下形成的相对稳定的单质或化合物。多为结晶的单质或化合物。
概 述 矿物定义：自然界中的一或多种化学元素，通过各种地质作用在一定物理、化学条件下形成的相对稳定的单质或化合物。多为结晶的单质或化合物。 地壳中已发现矿物有3000多种。 矿物不是固定不变的，当其所处的地质条件发生改变时，原有矿物也可能变化，生成稳定于新条件下的新矿物。 例如：黄铁矿（FeS2）在空气和水的作用下可以被氧化为针铁矿FeO(OH)。

3 矿物学的概念 矿物学(mineralogy)：是一门研究地球及其他天体 的物质组成及演化规律的地质基础学科。 主要研究的对象：天然矿物。
主要研究内容：包括矿物的成分、结构、形态、性质、 成因、产状、用途及其相互间的内在联系，以及矿物的时 空分布规律及其形成和变化的历史。它为地质学的其他分 支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了 必要的基础和依据。

4 矿物学与其他学科的关系

5 人造矿物：人们在实验室条件下和生产工艺过程 中得到许多人工合成的矿物。如人造金刚石、人 造水晶等，它们在成分、结构和性质上与自然矿 物类似，但又不是地质作用的产物，所以称之为 人造矿物或合成矿物。
陨石中的矿物称为陨石矿物。 采自月岩中的矿物称为月岩矿物。 也可把陨石矿物和月岩矿物统称为宇宙矿物。

6 在硅酸盐工业中的意义 硅酸盐工业的发展与矿物有着密切的关系，水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料工业等生产中所利用的许多原料均为天然矿物，在生产过程中又形成许多工艺矿物，对于这些矿物的组成、结构、性能的研究，在控制工艺过程，提高产品质量，增加产品种类，改善产品性能等方面，起着重要的作用。 返回首页

7 第一章 矿物的化学成分 矿物的化学成分及其可变性 矿物的同质多象 矿物的化学式 返回首页

8 一、矿物的化学成分及可变性 1、矿物的化学成分 每种矿物都有比较固定的化学成分，其 化学成分类型有两类：
⑴单质：同种元素自相结合而成，这类矿 物的元素主要以原子存在，如自然金 （Au）、金刚石（C）、石墨（C）、自然 硫（S）等。

9 ⑵化合物：由两种或两种以上的元素化合而成的一类矿物。在矿物中占绝大多数。
简单化合物：由一种阴离子和一种阳离子组成的化合物。如石盐、刚玉、萤石等。 络合物：由阳离子和一种络阴离子组成的较复杂化合物，如方解石Ca[CO3]、正长石K[AlSi3O8]。 复化合物：由两种或两种以上的阳离子和同种阴离子或络阴离子组成的复杂化合物，如尖晶石MgAl2O4、白云石CaMg[CO3]2等。

10 2、矿物化学成分的可变性 矿物都有比较固定的化学成分，但也不是一成不变的，可在一定范围内变化。 引起变化的主要原因有： ⑴、类质同象
⑵、胶体的吸附作用 ⑶、矿物中的水

11 ⑴类质同象 在结晶矿物中广泛存在，是引起其化学成分变化的主要因素。
类质同象：在矿物晶体形成过程中，晶体的某种质点被类似质点所代替，只稍改变其晶格常数，而不改变晶体结构类型的现象。 如闪锌矿（ZnS）中的Zn2＋可被Fe2＋部分代替成为铁闪锌矿（Zn,Fe）S，两者晶格类型相同，晶格常数稍有变化，前者呈浅褐色，后者呈黑色。

12 据质点置换或代替程度，可分为两类： A、完全类质同象：晶体中某种质点可无限制地被另 一种质点代替。如橄榄石中的Mg2＋、Fe2＋既可形成镁橄 榄石Mg2[SiO4]和铁橄榄石Fe 2[SiO4]，也可形成任意比 例的中间型矿物，通称为橄榄石（Mg，Fe）2[SiO4]。 B、不完全类质同象：指质点的置换有一定限度， 不能以任意比例混合，有一定范围。如闪锌矿中，Fe2＋ 代替Zn2＋的量不能超过30％左右，否则会引起晶体结构 发生变化。

13 据相代替的元素电价是否相等，可分为： A、等价类质同象：相互代替的离子电价相同。如闪锌矿和橄榄石中的类质同象代替。 B、异价类质同象：相代替的离子电价不同。如钠长石Na[AlSi3O8]、钙长石Ca[Al2Si2O8]类质同象系列中，Na＋与Ca2＋，Al3＋与Si4＋各相互代替的离子电价不等，为保持电价平衡，常以成对方式置换的，即Na＋＋Si4＋= Ca2＋+Al3＋。

14 类质同象代替的条件 ①质点的半径相近 ②离子类型相同 当（r1－r2）/r2<15％时，可形成完全类质同象；
如Na＋和Cu＋，半径分别为0.097和0.096nm，但由于离子类型不同，Na＋为惰性气体型离子，而Cu＋为铜型离子，故不能发生类质同象代替。

15 ③相互置换的离子总电价要相等。才能保证电价平衡，不至于破坏晶体结构。使电价平衡的置换方式见P70。
④环境因素（包括温度、压力、pH、组分浓度、氧化还原电位等）。如温度下降和压力增大可以促使类质同象分解而产生离溶。 例：高温碱性长石，温度降低发生离溶形成钾长石和钠长石两相组成的条纹长石。 (K,Na)[AlSi3O8] K[AlSi3O8]＋ Na[AlSi3O8] 温度降低 分解

16 条 纹 长 石

17 条 纹 长 石（正交镜）

18 研究类质同象的意义 ①了解矿物成分的变化，用正确的化学式表示矿物的成分； ②理解矿物性质变化的原因； ③判断晶体的形成条件；
④综合利用矿物中的微量元素。

19 ⑵胶体的吸附作用 胶体带有电荷，可以被异号电荷的电解质中和后沉淀形 成胶凝体，也称为胶体矿物，如蛋白石SiO2•nH2O。
胶体的最大特性：胶体微粒（1～100nm）具有巨大表面 能和很强的吸附作用，可以吸附周围环境中异号离子。 如褐铁矿吸附P、As、V，粘土矿物吸附K、Na等，从而 影响了矿物的化学成分。 同时吸附来的离子又可以与其它离子置换，从而改变吸 附成分，使胶体矿物的成分更加复杂化。

20 ⑶矿物中的水 水在矿物中有五种存在形式： ①吸附水：不参加晶格的吸附水，是渗入在矿物集合体中，被矿物颗粒或裂隙表面机械吸附的中性的水分子。不属于矿物的化学成分，不写入化学式。含量不定，随温度和湿度变化。可呈气、液、固态。 ②层间水：存在于某些层状结构硅酸盐的结构层之间的中性水分子。数量可以变化，有的矿物如果有水进入层间，可使层间距离发生显著变化。如蒙脱石吸水膨胀，反之加热，水逸出，间距缩小，但晶体结构并不解体。

21 ③沸石水：为沸石族矿物所特有，存在于晶体结构的空洞和孔道中，加热（80～400℃）可失去，但不破坏晶格，只改变其物理性质（密度、折射率、透明度等）。脱水后可重新吸水、恢复物性。

22 ④结晶水：以水分子状态存在于矿物晶格中的水。在晶体结构中，水分子有一定的位置和数目，加热到一定温度会失去部分或全部的水，失水后，晶体结构被破坏。失水温度一般不超过600℃。如石膏CaSO4•2H2O加热到140℃，结晶水完全失去，形成硬石膏CaSO4。 ⑤结构水：以H＋、（OH）－、（H3O）＋等离子形式存在于矿物晶格中的水。如高岭石Al4[Si4O10](OH)8 。数量和失水温度固定，结构水与其它离子间的联结相当牢固，在高温下（300～600℃）才可失去，随之晶体结构瓦解。

23 二、矿物的同质多象 同质多象是指同种化学成分的物质，在不同的物理化学环境中，能形成几种结构不同的晶体的现象。
成分相同而结构不同的几种晶体称为该成分的同质多象变体。 若一种物质以两种变体出现，称为同质二象，如金刚石和石墨、方解石和文石等；以三种变体出现则称为同质三象（多象），如金红石、锐钛矿、板钛矿就是TiO2的三种同质多象变体。

24 同质多象变体间差异有时很大，如金刚石和石墨。
有些同质多象变体间的差异很小，如α－石英和β－石英，晶体结构基本一样，仅Si－O－Si键角略有差异，前者为137°，后者为150°，后者键角大，形成温度较高。

25 同质多象各变体都有一定的形成和稳定的范围，当物理化学条件发生改变并超过一定程度时，就会发生同质多象转变。
同质多象转变类型有两种： ⑴双变性转变（可逆性的），如α－石英加热到573℃可以转化为β－石英，温度降低则后者向前者转化。 ⑵单变性转变（不可逆的），如金刚石和石墨，当金刚石形成后如果温度升高到1300℃，则可以向石墨转化，但是温度降低，石墨不能转变为金刚石。

26 矿物的化学式是表示矿物化学成分的一种形式，是根据矿物的定量化学全分析的结果计算出来的。
三、矿物的化学式 矿物的化学式是表示矿物化学成分的一种形式，是根据矿物的定量化学全分析的结果计算出来的。 1、实验式：只表示矿物中主要组成元素种类及数量比。 ⑴用元素的形式表示，如方铅矿PbS，正长石KAlSi3O8。 ⑵以简单氧化物形式表示，如方解石CaO•CO2，石膏 CaO•SO3•2H2O，白云母K2O•3Al2O3•6SiO2•2H2O。 实验式不能反映矿物组分之间的结合关系及形式，而且忽 略了矿物中的次要成分。

27 2、晶体化学式（结构式） 书写原则： ⑴阳离子写在前面，若有数种阳离子，则按碱性由强到弱的顺序排列；
结构式既可反映矿物组成元素的种类和数量比，也可反映晶体结构的特点。目前在矿物学中广泛应用。 书写原则： ⑴阳离子写在前面，若有数种阳离子，则按碱性由强到弱的顺序排列； ⑵阴离子写在后面，络阴离子用“[ ]”括起； ⑶附加阴离子写在主要阴离子后面；附加阴离子是指含氧盐矿物成分中对性质影响最大的含氧酸根以外的阴离子；

28 ⑷类质同象代替的几种元素用“（）”括起，含量多的排在前面，其间以逗号隔开；
⑸含水化合物的水分子写在化学式的最后，并用“·”与其它组分隔开，含吸附水，用nH2O表示；含结晶水，表示出含水分子数。其它类型的水的表示方法类似。 例如：石膏Ca[SO4]•2H2O、蛋白石SiO2•nH2O、白云母KAl2[AlSi3O10][OH]2、铁白云石Ca(Mg，Fe，Mn)[CO3]2 返回首页

29 第二章 矿物的形态 矿物的外部形态，是由矿物的化学成分与内部结构决定 的，同时受生长环境的制约。
第二章 矿物的形态 矿物的外部形态，是由矿物的化学成分与内部结构决定 的，同时受生长环境的制约。 不同的矿物其晶体形态各异，在相同条件下形成的同一 矿物其形态一般相同。例如，石榴石的晶体常呈粒状， 角闪石晶体常呈柱状等。所以矿物的形态可作为鉴定矿 物的重要依据之一。 矿物的形态是指矿物的单体形态、规则连生体形态和矿 物集合体形态 返回首页

30 一、矿物的单体形态 二、矿物集合体的形态

31 一、矿物的单体形态 1、结晶习性 2、实际晶体的形态 3、晶面的表面特征

32 1、结晶习性（晶体习性或晶习 ） 在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物通常呈现的晶体形态，这种性质称为结晶习性。 是鉴定矿物的重要依据。
按照矿物单体在三维空间发育的程度不同，结晶习性大致可分为以下三类。

33 ⑴一向延伸：其晶体常数a≌b<<c，晶体沿一个方向发展，呈针状、柱状、纤维状等。

34

35 ⑵二向延伸：其晶体常数a≌b>>c，晶体沿两个方向发展，呈板状、片状、鳞片状等。

36

37 ⑶三向延伸：其晶体常数a≌b≌c，晶体在三维空间发育程度相等或近似相等，常呈等轴状、粒状等。等轴晶系的矿物，其单体形态常呈粒状。
非等轴晶系的矿物，当它们的晶体向三个方向延伸的倾向差别较小时，或不具备自由发育的空间条件时，也可呈粒状。

38

39 矿物虽然有一定的结晶习性，但外界环境对其影响很大，因此同一矿物也可有不同的结晶习性，如石英在不同条件下可发育成不同形态。

40 2、实际晶体的形态 理想晶体：规则的几何多面体、面平棱直、同一晶体上属于同一单形的各晶面同形等大。
实际晶体：因生长条件往往很复杂，任一晶体在其生长过程中总会不同程度地受到外界因素干扰，以致晶体不能按理想情况发育。 可以说，一切实际晶体都是非理想的，所不同的只是它们偏离理想状况的程度而已。

41 实际晶体常见现象如下： ⑴歪晶：极其常见，是指在非理想环境下生长的，偏离本身理想晶形的晶体。
表现：同一单形的各晶面发育不等，有时部分晶面甚至缺失，但它们的晶面夹角与理想晶体的晶面夹角是一致的。

42 ⑵凸晶：各晶面中心相对凸起而呈曲面、晶棱弯曲而呈弧线的晶体。
成因：因晶体形成后又遭溶解而形成。因为位于角顶和晶棱上的质点其自由能较位于晶面上者大，同时角顶及晶棱部位与溶剂的接触几率也大，因而，它们的溶解速度也较晶面中心为快，从而产生凸晶。

43 ⑶弯晶：指整体呈弯曲形态的晶体。 与凸晶的差别：
凸晶的所有晶面都是向外凸出的，而当弯晶一侧晶面向外凸时，相反一侧的晶面就向内凹进，如白云石马鞍状弯曲晶体。

44 3、晶面的表面特征 晶面的表面特征——鉴定矿物的重要标志之一
⑴晶面条纹：晶面上一系列的直线条纹。它是在晶体生长的过程中形成的，主要是聚形条纹，在许多晶体上可以看到。

45 例如：石英的柱面上常具横纹，是由六方柱的柱面和菱面体交替发育的结果；
电气石的柱面上常具纵纹，是三方单锥和和三方柱两种单形的晶面交替发育形成的； 黄铁矿立方体晶面上也常具条纹，其三对平行晶面上的条纹方向相互垂直，由立方体和五角十二面体两种单形的晶面交互而成。

46

47 ⑵蚀象：晶面遭受各种酸、碱或其它具有腐蚀能力的介质侵蚀后所遗留下来的痕迹。
蚀象可用来鉴定矿物，分析单形，识别双晶和确定晶体的真实对称。 例如磷灰石，仅据外形应属L66L27PC对称型，但从蚀象可以看出它只能有一个垂直于L6的对称面，因此，磷灰石的实际对称型为L6PC。

48 再例如，根据石英晶面上的三角形蚀象，不仅可用它来确定石英的真实对称（L33L2），还可以用来区别左、右形。

49 二、矿物集合体的形态 自然界中的矿物大多是以集合体形态存在的，这里所说的集合体是指同种矿物的多个单体聚集在一起形成的一个整体。
按单体的大小分为显晶集合体（肉眼或放大镜可以分辨出各个矿物颗粒界限的集合体）和隐晶集合体（肉眼难以分辨）两类。

50 1、显晶集合体 描述显晶集合体形态的常用描述术语有： ⑴晶簇：有着共同基底，另一端自由发育的一群晶体。

51 水晶晶簇

52

53

54 ⑵放射状集合体：呈柱状、针状或片状、板状的矿物单体，以一点为中心向四周呈放射状排列。
菊花石——红柱石的放射状集合体

55 ⑶纤维状集合体：细长柱状、纤维状矿物密集平行排列而成。如石棉、石膏常以纤维状集合体形态出现。

56 ⑷树枝状集合体：晶体由一个晶芽开始长大，在棱角处不断分枝，形成树枝状的集合体。

57 ⑸当集合体中各单体的排列没有特殊规律时，一般仍用描述晶体习性的术语来描述集合体形态，如粒状集合体、片状或鳞片状集合体、针状集合体、板状集合体、柱状集合体等。

58 2、隐晶集合体 ⑴钟乳状集合体：在地下水渗出或滴落处析出的矿物，逐渐聚集，形成圆锥、圆柱、圆丘等形状的集合体，统称钟乳状集合体。
按其具体形状又可描述为葡萄状、肾状及钟乳状集合体等。

59 钟乳状集合体的共同点是具有同心层状构造，每层在颜色或杂质组分上常略有差异。这类集合体形成以后，常因重结晶作用产生垂直于同心层排列的放射状构造。

60 ⑵结核状集合体：矿物围绕一个核心凝聚，由内向外发育，即形成结核。
根据结核的大小和形状，又可分为鲕状集合体或豆状集合体等；个体较大，零星或密集分布的，一般称为结核。 结核状集合体也常见同心层状和放射状构造。

61 ⑶晶腺状集合体：水溶液携带的矿物质在岩石的空腔中析出，自腔壁开始层层充填而成。
也具有同心层状构造，但和结核的各层形成的先后顺序相反，即由外向内发育。如果中心部分没有被矿物质填满，仍留有空腔，则常形成晶簇。晶腺常有一个可供含矿物质的溶液出入的通道。

62

63 ⑷杏仁体状集合体：形成于熔岩中的气孔里，熔岩气泡内溶液中的矿物质以及溶液从周围熔岩中吸取的矿物质充填于空腔中，形成杏仁体。它没有沟通外界的通道。
杏仁体和晶腺常被合称为“分泌体”。 ⑸描述隐晶质集合体常用的其它术语：粉末状集合体、土状集合体、被膜状集合体、盐华、胶态集合体等。

64 土状集合体

65 被膜状集合体

66 第三章 矿物的物理性质 一、矿物的光学性质 二、矿物的力学性质 三、矿物的其它物理性质 返回首页

67 一、矿物的光学性质 1、颜色 2、条痕 3、光泽 4、透明度
矿物的光学性质主要是指矿物对光线的反射、折射和吸收时所表现出来的各种性质，也涉及由矿物引起的光线干涉和散射等现象。 1、颜色 2、条痕 3、光泽 4、透明度

68 1、颜色 矿物的颜色是矿物对入射的可见光中不同波长光线选择性吸收后，透射和反射出的各种波长可见光的混合色。如红宝石可以吸收白光中的蓝、绿色光，然后呈现它们的互补色。

69 根据矿物颜色产生的原因不同，可将矿物颜色分为三种：
⑴自色 ⑵他色 ⑶假色

70 ⑴自色：矿物本身所固有的颜色，由其化学成分和晶体结构决定。
自色产生的原因如下： ①过渡型金属阳离子内部电子跃迁：过渡型金属阳离子具有未填满的d（或f）轨道电子，这些电子在可见光的照射下，吸收能量与晶体场分裂能相当的部分可见光，使之由低能级轨道向高能级轨道跃迁，由于一部分波长的可见光被吸收，矿物即呈现出颜色。

71 具有未满的d轨道是过渡型金属阳离子的特征，因而这些离子常使晶体呈色。由于这一原因，这些离子习惯上被称为色素离子。
同种矿物所含的色素离子不同，可使矿物呈不同颜色；同种离子在不同矿物中也呈不同颜色。

72 ②元素离子间的电子或电荷转移：许多过渡型金属元素具有一个以上的价态，当有些矿物接受可见光照射时，在光子的作用下，可使相邻元素离子间的电子或电荷发生转移，这一过程吸收了可见光中某一波长的光，晶体即呈现一定的颜色。 例如，堇青石中含微量的Fe3＋和Fe2＋，在光子作用下，使Fe3＋→Fe2＋，Fe2＋→Fe3＋，此过程吸收具有1.97ev能量的红光和3ev的紫光，未被吸收的其它色光混合就使堇青石呈现带绿的蓝色。

73 ③能带间电子跃迁——带隙跃迁：对自然金属和硫化物一类矿物的呈色，一般用该理论来解释。
根据能带理论，固体中的电子不是属于某一个原子的，而是在整个晶体中运动，在晶体场中，相邻原子的原子轨道重叠形成具有一定能级宽度的能带，晶体中的电子按能量的高低分别位于各能带中，被电子占满的能带称为满带，未占满的能带称为导带，导带的能量高。各能带间有一能量间隙，称为禁带。当电子由满带向导带跃迁时必须吸收超过中间的禁带宽度所代表的能量才能发生。在自然金属和硫化物晶体中，这一禁带宽度很窄，因此它们能够吸收可见光而产生颜色。

74 ④色心：在矿物生长过程中，由于物理、化学条件的改变而产生的能够吸收可见光的一种晶体结构缺陷。
缺陷包括化合物中某些元素含量过剩、晶格中杂质离子的存在、晶格发生机械变形等。 例如，萤石中的某些部位出现F－缺失这样一种天然晶格缺陷，它能捕获一个电子，这个电子不是很稳定，吸收某波长的色光后能被激发，从而使萤石呈现其互补色。

75 ⑵他色：矿物因含有外来带色杂质的机械混入物或气泡等所引起的颜色，不是矿物本身所固有的，与矿物本身的化学成分和结构无关。
例如，石英含有气泡多时呈现乳白色。由于受生长环境的影响，所以他色无鉴定意义。

76 在描述矿物颜色时，必须用单一矿物新鲜面的颜色；对颜色的描述应力求确切，可以用复合词来描述矿物的颜色，如黄绿色、紫红色等。
⑶假色：由矿物表面氧化膜、内部解理、裂隙、包裹体等引起光波反射、干涉所产生的颜色。如方解石的晕色等。其中以不透明矿物氧化膜引起的颜色——锖色具有较大的鉴定意义。如斑铜矿表面的深蓝色锖色。一般情况下，假色无鉴定意义，在识别矿物时要力求排除假色的干扰。 在描述矿物颜色时，必须用单一矿物新鲜面的颜色；对颜色的描述应力求确切，可以用复合词来描述矿物的颜色，如黄绿色、紫红色等。 例：晕彩石英，由于存在充填于裂隙中的气、液薄膜，呈现虹彩。

77 2、条痕 ：矿物粉末的颜色 即把矿物在白色未上釉的瓷板上刻划后留下的粉末的颜色。条痕色能消除假色，减弱他色，比矿物的颜色更固定，可作为鉴定矿物的标志。 例如，黄铁矿和黄铜矿，外表颜色相似，而黄铁矿的条痕为黑色，黄铜矿的条痕为带绿的黑色。透明或半透明的条痕都是浅色和白色，所以硅酸盐矿物大部分无特征条痕色。 对于硬度高于素瓷板的矿物只有击碎，才能获得其粉末，而这些矿物的粉末几乎也是白色，所以没有必要再试条痕色。

78 3、光泽：是指矿物表面对光的反射能力。 根据反射光由强到弱的顺序可将矿物光泽分为以下几个主要的等级：
⑴金属光泽；⑵半金属光泽；⑶金刚光泽；⑷玻璃光泽。 此外，由于受到矿物颜色、表面的平坦程度等的影响，或者在矿物集合体的表面由于集合方式的不同，从而常可出现一些特殊的光泽。如丝绢光泽、珍珠光泽、油脂光泽，还有土状光泽、蜡状光泽、松脂光泽、沥青光泽等。

79 油脂光泽：

80 土状光泽：

81 腊状光泽：

82 丝绢光泽：

83 珍珠光泽：

84 4、透明度：指矿物透光能力的大小 透明度主要取决于矿物对光的吸收率、矿物的厚度、裂隙、气泡、包裹体等。
透明度常分为三级，⑴透明，能完全或基本透见物像，如方解石、石英等；⑵半透明，只能模糊透见物像暗影，如闪锌矿、辰砂等；⑶不透明，完全不能透见物像，如石墨、黄铁矿、黄铜矿等。 透明度也可以根据条痕色来划分，透明矿物的条痕为白色或略呈色；半透明矿物条痕呈彩色；不透明矿物条痕呈黑色或金属色。 矿物的四种光学性质间的关系如P87表16所示。

85 二、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的各种物理性质。 1、解理 2、裂开 3、断口 4、硬度 5、其它力学性质

86 1、解理 是指矿物晶体在外力作用下总是沿着一定的结晶方向破裂成一系列的光滑平面的性质。裂开的平面叫解理面。
1、解理 是指矿物晶体在外力作用下总是沿着一定的结晶方向破裂成一系列的光滑平面的性质。裂开的平面叫解理面。 解理是矿物晶体异向性的表现之一，根据其内部质点排列方式不同，受力后裂开的方向、方向数（即组数）及裂开的程度均不相同，是矿物重要的力学性质，具有鉴定意义。

87 解理面产生的方向，必定是晶体结构中面网与面网之间的联结力最弱的方向。
所以解理面一般是①平行于面网密度最大的面网；②平行于电性中和的面网；③平行于化学键最强的方向（如平行于由分子键联结的构造层）；④平行于相邻的质点平面由同号离子构成的面网等。

88 根据解理的完善程度的不同，可将解理分为五级：
⑴极完全解理；⑵完全解理；⑶中等解理；⑷不完全解理；⑸极不完全解理（或无解理）。

89 由于解理面是平行面网产生的，所以解理面总是平行于晶体上的晶面或可能晶面。
单形是由性质相同的一组晶面组成的，因此解理如果平行于某单形中的晶面发生，则平行该单形所有晶面都应该有同样的解理。 例如，石盐晶体上平行立方体（100）晶面如有解理，则必有三组相互垂直的解理。所以，可以采用描述晶体外形的方法，用单形名称和符号来说明解理的组数和方向。例如，萤石具有八面体{111}完全解理。

90 2、裂开 裂开与解理相似，但在成因及其特征上与解理不同。 产生的原因主要有两个，一是沿着双晶接合面裂开，二是沿着定向包裹体分布面裂开。
另外，由于裂开不直接取决于矿物晶体结构，所以裂开只出现在同种矿物的部分个体上，而且裂开也只出现于某一个体的双晶接合面或包裹体层等部位，并不是在晶体的每一个部位都能产生同样方向裂开的。 裂开也是用单形名称和符号来描述其组数和方位。因为双晶接合面和包裹体层都是晶体结构中的一种面网，在晶体中具有一定的方位。

91 某些矿物在外力打击下不能（或极少）沿一定的结晶方向裂开成平面，而破裂成不规则、不平坦的断面，这一性质称为断口。
3、断口 某些矿物在外力打击下不能（或极少）沿一定的结晶方向裂开成平面，而破裂成不规则、不平坦的断面，这一性质称为断口。 无解理的矿物断口发育。根据断口表面的性状，断口有贝壳状断口（如石英）、锯齿状断口（如自然铜）、参差状断口（如磷灰石）、平坦状断口等。 有时也把矿物集合体的破裂面叫断口，如纤维石膏的参差状断口。 断口不论在晶体或非晶体上均可发生。

92 4、硬度 硬度是指矿物抵抗外力刻划、压入和研磨的能力。
一般常用相互刻划的方法测量矿物的相对硬度称为摩氏硬度。由十种硬度不同的矿物组成摩氏硬度计： （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。

93 在测定硬度时，用已知硬度的矿物刻划未知矿物。在实际工作中，也常用指甲（2. 5）、铜针（3）、小刀（5－6）、玻璃（6）、瓷器碎片（6－6
在测定硬度时，用已知硬度的矿物刻划未知矿物。在实际工作中，也常用指甲（2.5）、铜针（3）、小刀（5－6）、玻璃（6）、瓷器碎片（6－6.5）等刻划矿物新鲜表面来确定相对硬度范围。 矿物硬度大小取决于矿物内部质点联结力强度，而内部质点联结力强度又取决于矿物组成元素的化合价及质点（原子、分子、离子）的间距。 联结力F＝E1×E2/(r1＋r2)2 （分子为两质点的电价乘积，分母为两质点半径之和的平方）

94 矿物的绝对硬度可用显微硬度仪测定（压入硬度）。方法是在矿物磨光面上施加一定重量的金刚石角锥压入，以重量与压痕面积之比（Kg/mm2）来表示矿物的硬度。压入硬度与摩氏硬度有一定的换算关系（P90）。
根据压入矿物表面的压头形状、材料不同，分为维氏硬度HV；布氏硬度HB；络氏硬度HR等。

95 硬度的测定方法：

96 5、其它力学性质 ⑴弹性； ⑵挠性； ⑶脆性； ⑷延展性。

97 三、矿物的其它物理性质 1、比重 主要取决于矿物的化学成分和晶体结构。它是鉴定矿物和研究类质同象时的一项重要的物理数据。
在矿物的肉眼鉴定中，一般只用手掂凭经验来估计矿物的比重，大致可以分为三级： ⑴重矿物（大于4），如方铅矿7.5、重晶石4.5； ⑵中等比重矿物（2.5－4.0），如石英2.65、方解石2.715、正长石2.56； ⑶轻矿物（小于2.5），如石墨、石膏等。 精确测定比重常用重液法、比重瓶法、扭力天平法等。测定比重对样品的纯度要求很高。

98 2、发光性： 矿物在外加能量（紫外线、X射线、阴极射线等）的作用下，能发出可见光的性质。晶体中的某些电子在外加能量的作用下，由基态跃迁到较高能级（激发态），当电子从激发态返回到基态时，能量即以可见光的形式释放出来。 发光性可分为荧光（红宝石、白钨矿）和磷光（金刚石、萤石）；

99 10、压电性：在晶体某方向上加压时，晶体两端出现正负相反的电荷，如石英； 11、导电性：含B的金刚石 12、放射性：锆石。
3、磁性：磁铁矿、磁黄铁矿； 4、滑感：滑石、叶腊石； 5、冷感：硝石，（石英/玻璃）； 6、咸味：石盐； 7、蒜臭味：含砷的矿物； 8、土腥味：蛭石； 9、热电性：电气石； 10、压电性：在晶体某方向上加压时，晶体两端出现正负相反的电荷，如石英； 11、导电性：含B的金刚石 12、放射性：锆石。 返回首页

100 第四章 矿物的分类和命名 一、矿物命名的原则 二、矿物的分类 返回首页

101 一、矿物命名的原则 1、古代已有的矿物名称沿用至今：如石英、雄黄、金、银等。
2、对具有金属的外表特征或主要用于提取某些金属的矿物常称为“××矿”，如黄铁矿、闪锌矿等； 具有非金属外表特征或主要不用于提取金属元素的矿物称为“××石”，如方解石、重晶石、长石等； 宝石类矿物常称之为“××玉”，如刚玉、硬玉等； 地表次生的被膜状矿物称为“××华”，如钨华、钼华、钴华等； 易溶于水的硫酸盐称“××矾”； 透明晶体称“××晶”。

102 3、根据化学成分命名：如自然金、银金矿（Au、Ag）、钨锰铁矿（（Mn，Fe）WO4等。
4、根据物理性质命名：如重晶石（比重大）、方解石（具有菱面体解理）、孔雀石（孔雀绿色）、蛇纹石（颜色斑驳如蛇皮）等。 5、根据成分及性质命名：如赤铜矿（Cu2O，红色）、黄铜矿（CuFeS2，铜黄色）、磁铁矿（Fe3O4，磁性）、方铅矿（PbS，立方体晶形及解理）等。

103 6、根据形态命名：如方柱石（四方柱状）、石榴石、十字石（双晶呈十字形）等。
7、根据形态及物理性质：如绿柱石（绿色、柱状）、红柱石等。 8、根据地名命名：如香花石（发现于湖南香花岭）、高岭石（江西高岭地方产的最著名）等。 9、根据人名命名：如章氏硼镁石（纪念地质学家章鸿钊）等。 10、据外文翻译：如独居石、奥长石等。大多是根据矿物的成分，间或考虑一些形态、物性特点来定名，也有的采用音译。

104 矿物的分类方法很多，如化学成分分类、地球化学分类（以元素的地球化学特征为依据）、成因分类等。
目前矿物学中所广泛采用的是以矿物的成分、结构为依据的晶体化学分类。

105 分类的体系和原则如下： 1、大类：阴离子的类型和化学键相同或相似的矿物归为一大类。
将矿物分为五大类，即自然元素大类、硫化物及其类似化合物大类、氧化物和氢氧化物大类、含氧盐大类、卤化物大类。

106 2、类：在大类范围内，具有相同的阴离子或络阴离子的矿物归为一类。如硅酸盐类。
3、（亚类）：在同一类中，当矿物的络阴离子在结构上有所不同时，可再分亚类。如层状结构硅酸盐亚类。

107 4、族：同一类中，将晶体结构相同的矿物归为一族。如云母族、刚玉族（刚玉、钛铁矿（FeTiO3）、赤铁矿）。
5、（亚族）：如族过大，可根据阳离子种类分出亚族。如白云母亚族。 6、种：它是矿物分类的基本单位，所有具有一定的化学成分和一定的晶体结构的矿物个体构成一个种。如白云母、刚玉。 由于类质同象，同种矿物的化学成分在一定范围内可以发生连续变化。

108 7、（亚种）：在完全类质同象系列中，根据其所含端元组分的比例划分。
8、（异种）或（变种）：晶体结构相同，成分或物理性质稍异。如含铁白云母、黄铁矿（FeS2）中含有一定量的Co而形成异种钴黄铁矿（（Fe，Co）S2）、水晶异种紫水晶、刚玉的红宝石或蓝宝石变种。 根据上述分类原则，对矿物具体分类见教材P104。 返回首页

109 第五章 矿物各论（自学） 硅酸盐制品及原料中的常见矿物如下：
第五章 矿物各论（自学） 硅酸盐制品及原料中的常见矿物如下： 萤石、石英、方石英、金红石、刚玉、赤铁矿、方镁石、铬铁矿、磁铁矿、水镁石、方解石、白云石、菱镁矿、石膏、芒硝、锆石、橄榄石、蓝晶石、堇青石、莫来石、透辉石、普通辉石、硅灰石、透闪石、普通角闪石、高岭石、埃洛石（多水高岭石）、蛇纹石、滑石、叶腊石、蒙脱石、白云母、金云母、黑云母、长石、霞石、白榴石、斜锆石、一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石、硼砂、失透石。 返回首页