第六章礦物的形態及其物理性質

第一節礦物的形態

★單體形態：（內部結構連續部分）

晶質礦物：才可能呈現單體

包括：

單形、聚形、平行連生。

.★集合體形態：（集合體內各單體礦物之間晶體結構不連續）包括：不規則連生、雙晶。偉晶巖石英雙晶鉛鋅礦石.研究礦物形態的意義

★鑒定礦物：不同礦物具有不同的常見形態。石榴子石：粒狀；云母：片狀；石英晶體：柱狀；石棉：纖維狀★選礦、技術加工：形態不同，利用不同的選礦加工方法。.1．礦物單體形態及其分類

（1）、按晶面的完整程度

①自形晶：具有完整的固有晶形的晶面，晶面包圍了整個晶體。

例：黃鐵礦晶體-----立方體；

石榴子石-----菱形十二面體。

金剛石-----八面體.②半自形晶：晶體發育不完整，只出現部分固有晶面。例：磁鐵礦，八面體不完整）。

③它形晶：不出現固有晶面。例：花崗巖中的石英。其形態受相鄰晶體或遺留空間的限制。.自形晶.自形晶.自形晶.自形晶綠柱石Be3Al2Si6O18.半自形晶磁鐵礦獨居石.它形晶.它形晶硅孔雀石.（2）、按結晶習性

用單晶體在三維空間延伸的比例情況來描述。

一向延伸型：a≈b＜＜c，短柱、長柱、針狀、纖維狀例：輝石、角閃石、符山石、石棉、等。

二向延展型：a≈b＞＞c：板片、片狀、鱗片狀。例：板狀石膏、云母、蛭石、等。

三向等長型：a≈b≈c，粒狀，等軸狀。例：方鉛礦、石榴子石、黃鐵礦、等。.一向延長型綠柱石綠柱石.二向延展型白云母.三向等長型返回金剛石螢石石鹽黃鐵礦.粒狀石榴子石.橄欖石粒狀.板狀板鈦礦石膏.板狀黑鎢礦.片狀白云母.柱狀碧璽----電氣石.柱狀雌黃As2S3.柱狀黃水晶SiO2.

礦物集合體------同種礦物的多個單體聚集在一起的整體。礦物集合體形態，取決于礦物單體的形態和集合方式。（礦物集合體-----礦石或巖石）

如：柱狀集合體、板狀集合體、粒狀集合體等。據集合體中單礦物顆粒的大小分為三種情況：

顯晶質集合體----肉眼可辨認單體；0.2mm

隱晶質集合體------肉眼不可辨認單體，但光學顯微鏡下可辨認單體；（200nm）

膠狀集合體---光學顯微鏡下也不可辨認單體。二、礦物集合體形態.1、顯晶質集合體

按單體形態和集合方式分為：★粒狀集合體----由粒狀單體集合而成：★柱狀集合體----由一向延伸的礦物單體聚合而成：如：短柱、長柱、針狀集合體；★板片狀集合體----由二向延展的礦物單體聚合而成；板狀、片狀、鱗片狀集合體；.★晶族狀集合體---有共同生長基底的單晶集合體，生長方向大致一致；例：水晶晶族等；★放射狀集合體----一向延伸的單體，圍繞一中心呈放射狀排列。例：陽起石、菊花石等。★樹枝狀集合體----單體按雙晶或平行連生的方式在某些方向迅速生長而成。例：自然銀、自然銅.粒狀集合體石鹽.片狀集合體白云母.雌黃放射狀集合體.雌黃放射狀集合體.（2）隱晶質、膠態集合體

由溶液直接結晶，或由膠體凝聚而成。按形狀、成因特征分為：★分泌體----由細晶質或膠體充填于球狀或不規則的空洞中，自外向內生長而成。例：瑪瑙，由SiO2的膠體充填于空洞中，由于成分顏色差異，形成條帶狀色環。空洞中心往往長有小晶體.★結核體---細晶質或膠體圍繞某一中心自內向外逐漸生長而成，具同心層構造。又分為：球狀、豆狀、鮞狀、腎狀集合體等。例：鮞狀赤鐵礦、鮞狀鋁土礦、硬錳礦結核。★鐘乳狀集合體----由真溶液蒸發或膠體聚集后逐層堆積而成。

圓錐、圓柱、圓丘等形狀集合體，石灰巖溶洞中較發育。.鐘乳狀集合體石鐘乳.鐘乳狀磁鐵礦.鮞狀集合體返回鮞狀赤鐵礦.放射狀集合體.菱鋅礦皮殼狀集合體.孔雀石腎狀--赤鐵礦

返回.塊狀硬玉.致密塊狀集合體軟玉.瑪瑙.雨花石瑪瑙.

（3）其它形態

粉末狀集合體---礦物呈粉末狀分附在其它礦物和巖石的表面上：例：軟錳礦；被膜狀集合體-----呈薄層覆蓋在其它礦物和巖石的表面上。蘭銅礦；皮殼狀集合體----呈厚層覆蓋在其它礦物和巖石的表面上。孔雀石；土狀集合體-------呈粉末狀疏松地聚集在一起。高嶺土；致密塊狀------眼看不到單體界限的塊狀礦物，玉類；如：軟玉；塊狀黃銅礦；鹽華狀-------干旱地區可溶性鹽類組成的被膜；塊狀集合體------肉眼看不到單體界限的致密塊體。.土狀集合體返回高嶺土.塊狀集合體返回褐鐵礦.被膜狀集合體返回.第二節礦物的物理性質礦物物理性質差異是進行物理選礦的依據！一、礦物的光學性質：二、礦物的力學性質：三、礦物的其它性質：電、磁、發光性…….

1、顏色2、條痕色3、光澤4、透明度一、礦物的光學性質.1、顏色

紅橙黃綠蘭青紫

770620592578500464446390nm

顏色----一定范圍內的電磁波（390nm～770nm）作用于人的視覺神經時，在大腦中所引起的一種感覺。

（視覺反應）可見光波長范圍.（1）、礦物的顏色

礦物的顏色-----指礦物對入射可見光中不同波長的光波均勻地吸收或選擇性地吸收后，透過和反射的各種波長可見光的混合色。即：礦物所呈現的顏色---為被礦物吸收光后的補色。

均勻吸收：由多→少，為黑→灰→白→無色。

選擇吸收：彩色。

其色彩遵循顏色的“互補原理”

如：吸收較多的紅色，則呈則呈綠色。.顏色的互補原理圖.（2）礦物顏色分類據引起顏色的原因不同分為三類：

自色----礦物本身的顏色。它取決于礦物的化學成分，晶體結構。（鑒定礦物重要）

是光波與礦物晶格中電子相互作用的結果。

①過渡型金屬離子內部電子躍遷：紅寶石—Cr3+②元素或離子間的電子轉移；藍鐵礦③能帶間電子躍遷------自然金屬礦物、硫化物。④色心------對可見光產生選擇吸收的構造缺陷。如：紫色螢石

他色

----礦物中混入物引起的顏色。

（鑒定礦物意義不大）.假色----由物理原因（光的干涉）引起的與礦物本性無關的顏色。★暈色----透明礦物：裂隙對光的反射，干涉。例：白云母、透石膏、螢石；★錆色----不透明礦物：金屬礦氧化膜對光反射，干涉引起；例：黃銅礦、毒砂表面氧化膜。★變色----透明礦物：晶體內部定向排列顯微包體，引起光的干涉，轉動礦物時顏色發生變化。例：拉長石.拉長石變色.螢石的暈色.（3）礦物顏色的描述：

●標準色譜法：標準色+程度詞（深、淺、濃、淡、）如：深蘭色、淺黃色、暗紅色●二名法：次色+主色（標準色譜）如：黃綠色、紫紅色、棕黑色●類比法：以常見物質的顏色或金屬色來比喻礦物的顏色。蘋果綠、咖啡色、玫瑰紅、雄黃----桔紅色自然銅----銅紅色。方鉛礦---鋼灰色。毒砂---錫白色。藍銅礦---天藍色。磁鐵礦----鐵黑色。

.2、礦物的條痕色（1）、條痕色-------是指礦物粉未的顏色。條痕色是礦物的重要鑒定特征。條痕色能突出自色，減弱他色，消除假色。

條痕色是礦抑在白色素瓷板上磨劃而得到的。在白色釉瓷板上磨劃得到的則稱為研磨條痕。注意：只有硬度低于瓷板的礦物才能測其條痕色。.（2）、條痕的特點

a、穩定：具重要的鑒定意義；例：赤鐵礦：顏色-----暗紅、褐紅、鋼灰，條痕----櫻紅色b、可與顏色一致：方解石、斜長石：顏色白色-----條痕白色可與顏色不一致：普通輝石，顏色黑色-----條痕白色（灰白色）c、金屬礦物：條痕色可比顏色深。例：毒砂----顏色為錫白色----條痕為黑色；黃銅礦-----顏色為淺黃銅黃色-----條痕為綠黑色

非金屬礦物：條痕色可比顏色淺。例：普通角閃石-----顏色為綠黑色-----條痕色為白色。d、H＞6～7的礦物，在瓷板上一般不能留下條痕，但條痕色多為白色。.

3、透明度：礦物透過可見光波的能力

所謂透明、不透明是相對的，其條件就是物質的厚度。

在礦物學中，礦物的透明度是指礦物在厚度為0.03mm時的透光程度。

根據礦物在厚度為0.03mm時透過光的程度分為：光能透過-------透明：石英、長石；光能部分透過----半透明：辰砂、錫石；光不能透過----不透明：方鉛礦、黃鐵礦.肉眼鑒定礦物時，常借助于條痕來確定透明度

條痕色透明度

白色透明彩色（紅、黃、褐等）半透明黑色、金屬色不透明

.4、礦物的光澤光澤------礦物反射光線的能力。（1）按反射率R=Ir/Io的大小，光澤分為：光澤等級R肉眼劃分光澤等級的標志舉例金屬光澤＞25強的金屬狀光亮方鉛礦、黃鐵礦半金屬光澤25-19弱的金屬狀光亮鉻鐵礦、磁鐵礦金剛光澤19-10金剛石般的光亮金剛石、辰礦玻璃光澤＜

10玻璃狀光亮石英、長石、方解石.(2)按反射光的樣子（變異光澤）

當礦物表面不平、有細微裂隙、小孔、呈集合產出時，使一部分反射光發生散射，相互干撓，造成一些特殊光澤。

石英斷口上----油脂光澤----油脂狀光亮；石棉纖維、石膏維狀集合體---絲絹光澤---呈絲絹狀光亮；云母解理面上----珍珠光澤----珍珠狀光亮；粘土集合體----土狀光澤----表面暗淡無光。一種礦物的光澤等級一般基本上是不變的，但由于反光面的形態不同，可以呈現一種或幾種特殊光澤。.特殊變異光澤油脂光澤珍珠光澤絲絹光澤蠟狀光澤.土狀光澤-----高嶺土.

礦物的顏色、條痕、光澤、透明度之間的關系顏色非金屬色金屬色透明度透明半透明不透明條痕色白色淺彩色深彩色黑色金屬色光澤玻璃光澤金剛光澤半金屬光澤金屬光澤.二、礦物的力學性質

礦物在外力作用下所表現出來的性質-----礦物的力學性質。1、解理、裂開2、硬度3、密度（比重）.1、解理和裂開

礦物受力后沿一定結晶方向破裂成光滑平面的性質，稱為解理，這個光滑平面----解理面。它是礦物晶體的固有屬性，

礦物受力后沿一定結晶方向裂開成光滑平面的非固有性質，稱為裂開。

解理和裂開在外觀（現象）上完全一樣。方解石的解理

礦物受力后沿一定結晶方向破裂成光滑平面的性質，稱為解理，這個光滑平面----解理面。它是礦物晶體的固有屬性，

礦物受力后沿一定結晶方向裂開成光滑平面的非固有性質，稱為裂開。磁鐵礦的裂開.解理發生的方向

嚴格受內部結構控制，往往沿著面網間化學鍵力最弱的方向產生。（1）解理一般平行網面的密度最大的面網方向：因為：面網密度大，面網間距大，質點間引力小。例：金剛石：具d（111）=1.54?，｛110｝d（110）=1.26?，金剛石//｛111｝發生中等解理。.（2）一般平行陰陽離子電性中和面網：

例：NaCl（石鹽）//｛100｝，ZnS（閃鋅礦）//｛110｝

閃鋅礦結構ZnS石鹽結構NaCl.（3）平行兩層同號離子相鄰的面網：MoS2（輝鉬礦）//=｛0001｝S2-

CaF2（螢石）//｛111｝，F-；

輝鉬礦MoS2螢石CaF2.（4）沿化學鍵力最強的方向：例：石墨//｛0001｝.解理的等級（完善程度）極完全解理----受力后極易裂成薄片；如：云母、石墨、輝鉬礦。完全解理----易沿解理方向裂成光滑平面，但不成薄片，如：方解石中等解理----解理面較平整，但不光滑如：角閃石不完全解理----難于形成平的解理面如：橄欖石極不完全解理---不形成解理-（無解理）如：石英解理的表示（解理符號）解理符號用單形符號表示——{hkl}

能表示：解理的形態、組數和方向。例：NaCl//{100}，3組；石墨//{0001}，1組。

.

解理面與晶面的區別

晶面解理面

A、晶體最外一層面，受力消失；受力才出現、階梯狀平面；b、彎曲、凹凸、反光暗淡；平整、光滑、反光最強；c、花紋、臺階：有雙晶紋、解理紋；d、可有覆蓋物。無覆蓋物、新鮮面。.石鹽的立方體完全解理//{100}方解石的菱面體完全解理素描圖.方鉛礦的立方體完全解理//{100}方解石的菱面體完全解理//{10T1}云母的平行雙面極完全解理//{0001}.雄黃的{010}完全解理.鋰輝石//{110}中等解理.白鎢礦----中等解理//｛111｝.磷灰石---不完全解理.

橄欖石//{100}和{010}不完全解理.

石英---極不完全解理.裂開返回磁鐵礦//{111}剛玉//{10T1}.2、硬度礦物抵抗刻劃、壓入、研磨的能力，稱為硬度。由于測試的方法不同，硬度的類型也不同。礦物學上常用的是摩氏硬度和顯微硬度。★摩氏硬度（HM）為刻劃硬度，屬相對硬度。以10種礦物硬度為標準分為十級。礦物：

滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石；正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石HM：12345678910

滑石方螢磷，正石黃剛金

.★顯微硬度----叫維氏壓入硬度HV（Vickers-hardness）由英國科學家維克斯首先提出。

單位---kg/mm2

指在一定壓力下，頂角為136°的金剛石四方單錐壓入器壓入礦物平坦表面，用礦物壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。

HV=2sinα/2·p/d2（kg/mm2）

α----金剛石方形錐二對角面夾角（136°）

p---載荷值（kg）

d---壓痕對角線長度（mm）

.顯微硬度計.

在實際工作中，常用隨身的簡單工具測試礦物的硬度（摩氏硬度）：在礦物肉眼鑒定中，常用三級硬度來測試描述礦物的硬度Hm

：

指甲≈2.5、鋼刀≈5.5、石英=7

礦物刻劃工具表示方法

滑石＜指甲Hm＜2.5指甲＜方解石＜鋼刀Hm=2.5～5.5鋼刀＜輝石＜石英Hm=5.5～7

.3、礦物的密度（1）礦物的密度----礦物單位體積的質量相對密度----純凈均勻的單礦物在空氣中的質量與4℃同體積的水的質量比。相對密度數值上等于礦物的密度，只是相對密度更易測定。---礦物的比重。輕密度：D<2.5例：石墨、石鹽中等密度：2.5<D<4石英、金剛石重密度：D>4重晶石、方鉛礦.

4、其它力學性質

（1）彈性------在一定的彈性限度內，礦物受外力作用時發生彎曲變形，當外力取消時，能使彎曲了的變形恢復原狀的性質。如云母片等。

（2）撓性---礦物受外力作用時發生彎曲變形，當外力取消時，彎曲了的變形不能恢復原狀的性質。如綠泥石、蛭石、輝鉬礦等。

（3）延展性

礦物在受錘擊或拉引下，容易形成薄片或細絲的性質，如自然金、自然銀、自然銅、輝銅礦等。

小刀刻劃時，只見光亮溝痕，不留下粉末。

.三、礦物的其它性質磁性、電性、發光性…….1、礦物的磁性

礦物在外磁場作用下被磁化時所表現出來的能被外磁場吸引、排斥或對外界產生磁場的性質。肉眼鑒定礦物時，一般以永久磁鐵或磁化小刀來測試礦物的磁性，粗略分為三級：①強磁性：礦物塊體或顆粒（碎屑）能被永久磁鐵吸引。如：磁鐵礦。②弱磁性：礦物顆粒不能被永久磁鐵吸引，但能被大的電磁鐵吸引，或粉末能被永久磁鐵吸引。如：鉻鐵礦。③無磁性：礦物粉末也不能被永久磁鐵吸引。如：黃鐵礦、石英、方解石….

選礦工藝----磁法選礦.2、礦物的電學性質（1）導電性------