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一、矿物的光学性质 二、矿物的力学性质 三、矿物的其它性质——电学性质——磁学性质——热学性质……第八章 矿物的物理性质 Physical Properties of Minerals一、矿物的光学性质矿物的光学性质是指矿物对自然光 的反射、折射和吸收等所表现出来的各种 性质包括矿物的颜色、条痕、光泽和透 明度1. 矿物的颜色定义：是一种生理感觉，当波是一种生理感觉，当波 长在大约长在大约390~770390~770nmnm范围内的范围内的 电磁波辐射，刺激人们的视神电磁波辐射，刺激人们的视神 经时，就有颜色的感觉是经时，就有颜色的感觉是对 光选择性吸收的结果矿物的光学效应——反射、吸收、透射  矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色  对所有波长的色光均匀吸收，矿物呈不同程度的灰色  基本上都不吸收则为无色或白色  选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色矿物颜色的类型 自色、他色、假色 自色( (idiochromaticidiochromatic) )：矿物本身固有的成分结 构所决定的颜色 他色( (allochromaticallochromatic) )：由杂质、气液包裹体 所引起的颜色 假色( (pseudochromaticpseudochromatic) ) ：是因物理光学效应而 产生的颜色 离子颜色矿物举例离子颜色矿物举例Cr3+红刚玉(红宝石)Fe2+绿阳起石，绿泥石绿钙铬榴石Fe3+红赤铁矿Mn2+玫瑰菱锰矿蔷薇辉石褐褐铁矿黄绿绿帘石 绿高岭石Mn4+黑软锰矿Cu2+蓝蓝铜矿[UO2]2+黄 钙铀云母绿孔雀石，绿松石经常使矿物呈色的过渡型离子物理光学效应（假色）晕色：某些透明矿物内部一系列平行密集的 解 理面或裂隙面对光连续反射，引起光的干涉 ，从而使矿物表面常出现如同水面上的油膜所形成 的彩虹般的色带。

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 呈色的在拉长石的某些面上，可以看到随 观察方向的不同而有蓝、绿、黄、红等颜色 的变换，故称变彩锖 色 晕 色 变 彩矿物颜色的命名和描述方法矿物的颜色多种多样，在描述时所采用的原 则是简明、通俗，力求确切，A 标准色谱法：利用标准色谱描述矿物的颜色B 类比法：最好用常见物体作比喻，如铅灰、铁 黑、天蓝、樱红、乳白等C 二名法：当矿物的色彩是由多种色调构成时，便 采用此 法，如黄绿、橙黄等如系同一颜色 ，但在色 上有深浅、浓淡之分时，则在色别 之前加上适 当的形容词，如深蓝、暗绿、鲜 红等在观察与描述矿物颜色时，应注意下列问 题：a 以矿物新鲜面颜色为准；b 注意观察矿物颜色的细微差别。

2. 2. 条痕（粉末色）条痕（粉末色）条痕条痕是矿物在条痕板上是矿物在条痕板上 擦划后留下的痕迹（实际上擦划后留下的痕迹（实际上 是矿物的粉末）的颜色由是矿物的粉末）的颜色由 于它消除了假色，减低了他于它消除了假色，减低了他 色，因而比矿物颗粒的颜色色，因而比矿物颗粒的颜色 更为固定，故可用来鉴定矿更为固定，故可用来鉴定矿 物条痕对条痕对不透明矿物不透明矿物的鉴的鉴 定很重要，而定很重要，而透明矿物透明矿物的条的条 痕大多为白色、灰白色，因痕大多为白色、灰白色，因 此，对这类矿物来说，条痕此，对这类矿物来说，条痕 则失去了鉴定矿物的意义则失去了鉴定矿物的意义例如黄铜矿与黄铁矿，外表颜色近似，但黄铜例如黄铜矿与黄铁矿，外表颜色近似，但黄铜 矿的条痕颜色为带绿的黑色，而黄铁矿的条痕为黑矿的条痕颜色为带绿的黑色，而黄铁矿的条痕为黑 色，以此，可以区别它们色，以此，可以区别它们同种矿物有时可出现不同的颜色，如块状赤铁同种矿物有时可出现不同的颜色，如块状赤铁 矿，有时为黑色，有时为红色，但它们的条痕都是矿，有时为黑色，有时为红色，但它们的条痕都是 樱红色3. 3. 透明度透明度矿物允许可见光透过的程度，称为矿物允许可见光透过的程度，称为矿物的透矿物的透 明度明度。

它取决于矿物对光的吸收率和矿物的厚薄它取决于矿物对光的吸收率和矿物的厚薄 等因素金属矿物吸收率高，一般都不透明；金属矿物吸收率高，一般都不透明； 非金属矿物吸收率低，一般都是透明的非金属矿物吸收率低，一般都是透明的 在观察矿物的透明度时，为了消除厚度的影在观察矿物的透明度时，为了消除厚度的影 响，通常是隔着矿物的破碎刃边（或薄片）观察响，通常是隔着矿物的破碎刃边（或薄片）观察 光源一侧的物体根据所见物体的清晰程度，可光源一侧的物体根据所见物体的清晰程度，可 将矿物的透明度大体分为透明、半透明和不透明将矿物的透明度大体分为透明、半透明和不透明 三种透明：矿物能 允许绝大部分 的透射光透过 ，隔着这个矿 物的薄片可以 清晰地看到位 于其另一侧的 物体轮廓细节 ，这样的矿物 称为透明矿物 如石英、长 石、方解石等 半透明：矿物可允许部分透 射光透过，隔着这种矿物的 薄片能够看到另一侧有物体 存在，但分辨不清轮廓，这 样的矿物称为半透明矿物 如辰砂、雄黄等不透明：矿物基本上不允许 可见光透过，这样的矿物为 不透明矿物，如磁铁矿、方 铅矿、石墨等4．光泽v矿物的光泽是指矿物表面对光的反射 能力。

光泽的强弱用反射率R来表示 v反射率是指光垂直入射矿物表面时的 强度与反射光强度的比值 v矿物反射率的大小，主要取决于折射 率和吸收系数矿物的折射率和吸收系 数越大，反射率越高，光泽也就越强 v矿物的光泽通常根据反射光由强到弱 的次序，可分为：按照反射率的大小，光泽分为四级： 金属光泽 R>25%呈抛光金属般的光泽 半金属光泽 R=25-19%呈未刨光金属般的光泽 金刚光泽 R=19-10%如同金刚石般的光泽 玻璃光泽 R=10-4%如同玻璃般的光泽矿物光泽的分级金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽由于反射光受到矿物的颜色、表面平坦 程度及集合方式的影响，常呈现出特殊的变异 光泽： 油脂光泽：颜色浅、具有玻璃光泽或金刚 光泽的矿物，在不平坦断面上呈现的如同油脂 面上见到的那种光泽如石英，断口为油脂光 泽 树脂光泽：颜色黄－黄褐、具金刚光泽的 矿物，如闪锌矿、雄黄等，在不平坦面上，可 以见到象松香等树脂平面所呈现的那样的光泽 丝绢光泽：在透明、具玻璃光泽且个体细 小呈纤维状集合体或解理完全的矿物，如石棉 、纤维石膏等，具有象蚕丝或丝织品那样的光 泽 珍珠光泽：解理发育的浅色透明矿物，如 白云母、滑石等，在它们的解理面上所看到的 那种象贝壳凹面上呈现的那种柔和而多彩的光 泽。

矿物光学性质关系表5. 矿物的发光性矿物在接受外界能量的照射下，能发 射可见光的性质称为发光性其实质是矿物晶 格吸收了较高外加能量，然后以较低能量再发 射出来造成的发光体一旦停止受激(10-8秒)， 发光现象消失，所发的光为萤光(fluorescence) ；在外界能量撤除以后(10-8秒)，还能发的光叫 磷光(phosphorescence)矿物受热而发的光的性质称为热光性 二、 矿物的力学性质矿物在外力作用下表现出来的各种 物理性质，解理、裂理（裂开）、断口、硬度 、延展性、弹性和脆性等解理和硬度可鉴定 矿物 1. 解理、裂开和断口(1) 解理( (cleavage)cleavage) ：矿物晶体在外力作用下，沿着一定 的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有性 质，叫做解理裂成的光滑平面，叫做解理面 解理面一般平行于面网密度最大的 面网、阴阳离子电性中和的面网、两层同号离 子相邻的面网以及化学键力最强的方向解理解理产产生的原因生的原因A 解理面一般平行于 面网密度最大的面网B 平行于由异号离子组 成的电性中和的面网C 当相邻面网为同号离子的 面网时，其间易产生解理D 平行于化学键力 最强的方向根据解理的完好程度，一般分为五级 ：(1) 极完全解理：极易获得解理，解理面大而平坦， 极光滑，解理片极薄，如云母、石墨等的解理。

(2) 完全解理：易获得解理，常裂成规则的解理块， 解理面较大光滑而平坦，如方解石、方铅矿等 (3) 中等解理：较易得到解理，但解理面不大，平坦 和光滑程度也较差，碎块上即有解理面又有断口，如普 通辉石等矿物的解理 (4) 不完全解理：较难得到解理，解理面小且不光滑 平坦，碎块上主要是断口，如磷灰石、绿柱石 (5) 极不完全解理：很难得到解理，仅在显微镜下偶 尔可见零星的解理面，石英一般认为没有解理不同种的矿物，其解理特征不同，有的无解 理；有的有一组解理；而有的则有几组解理 矿 物 的 解 理 一 组 解 理二 组 解 理三 组 解 理 多 组 解 理注意：1）解理是某些晶体固有的性质，解理面总 是平行晶格中特定的面网，它既表现出明显的 异向性，也反映了晶体的对称性2）描述：单形符号----方向、组数、夹角、 等级3）解理的概念只适用于矿物显晶质单晶体 4)解理面和晶面的区别：（1）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出 现； （2）晶面黯淡，解理面光亮； （3）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平 坦，或出现规则解理台阶平行{100}完全解理平行{111}完全解理平行{110}完全解理（2）断口(fracture) ：具极不完全解理的 矿物，尤其是没有解理的晶质和非晶质矿物， 她们受外力打击后，都会发生无一定方向的破 裂，其破裂面就是断口。

根据的断口形状，断 口可分为：贝壳状断口: 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不 规 则的同心条纹，形似贝壳状如石英和玻璃质体锯齿状断口：呈尖锐锯齿状，如自然铜的断口参差状断口：呈参差不平的形状，如磷灰石的断口 土状断口：为土状矿物所特有的粗糙断口，如块状 高岭石的断口 锯齿状断口参差状断口土状断口贝壳状断口（3）裂理(parting) 矿物受外力作用，有时可沿着一定 的结晶学方向裂成平面的非固有性质，称为裂 理或裂开与解理的成因不同： A 裂开通常是沿着双晶结合面特别是聚片双晶的结合面发生， B 或因晶格中某一定方向的面网间存在它种物质的夹层而造成定向破裂刚玉晶体上的{1011}裂理2. 硬度是指矿物抵抗某种外来机械作用力 （如刻划、压入或研磨）侵入能力通常用摩氏硬度计作为硬度的等级 的标准其他矿物的硬度是与摩氏硬度计中的 标准矿物互相刻划，相比较来确定的在野外 工作中，用摩氏硬度计中的矿物作为比较标准 有时不够方便，常借用指甲（2）、铜具（3） 、小刀（5－6.5）等代替标准硬度的矿物来帮 助测定被鉴定矿物的硬度摩氏硬度是一种相对硬度，应用时 极为方便，但较粗略因此在对矿物作详细研 究时，常需要测矿物的绝对硬度。

通常采用的 绝对硬度值是维克用压入法测定的，称为维氏 硬度v摩氏硬度计十种矿物的维氏硬度如下（单 位kg/mm2）：① 滑石 2 ⑥ 正长石 930 ② 石膏 35 ⑦ 石英 1120③ 方解石 172 ⑧ 黄玉 1250 ④ 萤石 248 ⑨ 硬玉 2100 ⑤ 磷灰石 610 ⑩ 金刚石 ≈10000 硬度的影响因素：1）化学键的类型及强度：矿物的硬度主要取决于其内部结构中 质点间联结力的强弱 2） 含水矿物的硬度通常都很低① 典型原子晶格的硬度很高；但具以配 位键为主的原子晶格的大多数硫化物矿物，因 键力不太强，故硬度并不高② 离子晶。