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第四章第四章 矿物的物理性质矿物的物理性质 决定因素决定因素：矿物矿物的成分成分和结构结构矿物矿物的形成条件形成条件 研究意义研究意义：1）鉴别矿物鉴别矿物的主要依据主要依据2）提供有关提供有关矿物的信息信息3）广泛应用于国民经济中广泛应用于国民经济中矿物矿物的光学性质光学性质：矿物对可见光可见光的反射反射、折射折射、吸收吸收等所表现出来的各种性质性质1 矿物的光学性质矿物的光学性质 一一、矿物的颜色矿物的颜色 颜色颜色：矿物对入射的白色可见光白色可见光（390770nm）中不同波长的光波吸收吸收后，透射透射和反射反射的各种波长可见光的混合色混合色电磁波谱电磁波谱 1）当矿物对各色光同等程度各色光同等程度地均匀均匀 吸收吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度吸收程度：若均匀均匀地全部吸收吸收，矿物呈黑色；若基本上均不吸收均不吸收，矿物呈无色无色或白色白色；若各色光皆被均匀各色光皆被均匀地吸收了一部分吸收了一部分，则视吸收量的多少吸收量的多少，而呈现不同浓度不同浓度的灰色灰色2）当矿物选择性地吸收选择性地吸收某种波长的色光时，矿物呈现被吸收被吸收的色光色光的补色补色根据产生产生的原因原因，矿物的颜色颜色通常分为 自色自色、他色他色和假色假色。

1）自色自色：由矿物本身固有的化学成分化学成分和内部结构内部结构 所决定的颜色,是由于组成矿物的原子或 离子在可见光可见光的激发激发下，发生电子跃迁电子跃迁 或转移转移所造成的体色（透射出吸收光波的补色）体色（透射出吸收光波的补色）表面色（反射色）表面色（反射色）含过渡型离子过渡型离子的矿物，呈现出 被吸收色光的补色被吸收色光的补色色素离子色素离子：能使矿物呈色呈色的过渡型过渡型 离子离子，主要有Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni离子；次有W、Mo、U、Cu 和稀土元素稀土元素等的离子由惰性气体型离子惰性气体型离子所构成的矿物，对可见光不吸收不吸收，故呈无色无色或白色白色2）他色他色：矿物因含外来带色的外来带色的杂质杂质、气液包裹体气液包裹体等所引起的颜色注意注意：少数矿物因晶格缺陷晶格缺陷（如色心色心）而引起大部分碱金属碱金属和碱土金属碱土金属的 化合物化合物的呈色呈色主要与色心色心(最常见F心心)有关如萤石萤石的紫色紫色等3）假色假色：由物理光学效应物理光学效应所引起的颜色颜色，是自然光自然光照射在矿物表面矿物表面或进入 到矿物内部矿物内部所产生的干涉干涉、衍射衍射、散射散射等而引起的颜色。

锖色锖色：某些不透明矿物不透明矿物的表面氧化薄膜表面氧化薄膜引起反射光的干涉作用反射光的干涉作用而使矿物表面表面呈现斑驳陆离斑驳陆离的彩色彩色晕色晕色：某些透明矿物内部透明矿物内部一系列平行密集 的解理面解理面或裂隙面裂隙面对光连续反射连续反射，引起光的干涉干涉，从而使矿物表面表面常出现 如同水面上的油膜所形成的彩虹般彩虹般 的色带色带变彩变彩变彩变彩：某些透明矿物透明矿物，因内部存在许多厚度与可见光波长相当厚度与可见光波长相当的微细叶片状微细叶片状或层状结构层状结构，引起光的衍射衍射、干涉干涉作用，导致其不均匀分布不均匀分布的各种颜色各种颜色会随观察方向观察方向的不同而发生变换变换乳光乳光乳光乳光：某些矿物中见到的一种类似于 蛋清般蛋清般 略带柔和淡蓝色调淡蓝色调的 乳白色浮光乳白色浮光这是由于矿物内部内部含有许多 远比可见光波长为小远比可见光波长为小的其他矿物其他矿物 或胶体微粒胶体微粒，使入射光发生漫反射漫反射 所致二二、矿物的条痕矿物的条痕 条痕条痕：矿物粉末粉末的颜色颜色，通常是以矿物在白色白色 无釉瓷板无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色颜色矿物的条痕条痕能消除假色消除假色、减弱他色减弱他色、突出自色突出自色，比矿物颗粒的颜色更为稳定更为稳定、更有鉴定意义更有鉴定意义。

不透明矿物不透明矿物和鲜艳彩色鲜艳彩色的条痕 尤其是硫硫化化物物或部分氧氧化化物物和自自然然元元素素矿物，具重要鉴定意义；而浅浅色色或白白色色、无无色色透透明明矿矿物物的条条痕痕多为白白色色、浅灰色浅灰色等浅色浅色，无鉴定意义某些矿物由于类质同像混入物类质同像混入物 的影响，条痕条痕和颜色颜色会有所变化变化根据条痕条痕的微细变化微细变化，可大致 了解了解矿物成分成分的变化变化，推测推测矿物的 形成条件形成条件三三、矿物的透明度矿物的透明度 透明度透明度：矿物允许可见光透过允许可见光透过的程度程度据矿物碎片刃边碎片刃边的透光程度透光程度，配合矿物的条痕条痕，矿物的透明度透明度分三级：1）透明透明：能透过绝大部分光透过绝大部分光，条痕条痕为 无色无色、白色白色或浅色浅色2）半透明半透明：可允许部分光部分光透过，条痕条痕呈红红、褐褐等 各种彩色彩色3）不透明不透明：基本不允许光透过不允许光透过，条痕条痕呈黑色黑色或 金属色金属色影响因素影响因素：主要与其对可见光的吸收程度吸收程度 有关，即取决于矿物的晶格类型晶格类型和 阳离子类型阳离子类型矿物中的裂隙裂隙、包裹体包裹体，及矿物 的集合方式集合方式、颜色深浅颜色深浅和表面风化表面风化 程度程度。

四四、矿物的光泽矿物的光泽 光泽光泽：矿物表面矿物表面对可见光可见光的反射能力反射能力矿物反光反光的强弱强弱主要取决于矿物对光的折射折射和吸收吸收的程度程度据矿物新鲜平滑新鲜平滑的晶面晶面、解理面解理面 或磨光面磨光面上反光反光的强弱强弱，配合矿物 的条痕条痕和透明度透明度，矿物矿物的光泽光泽分四四个个 等级等级：1）金属光泽金属光泽金属光泽金属光泽：反光很强反光很强，似平滑金属磨光面平滑金属磨光面 的反光反光矿物具金属色金属色，条痕条痕呈黑色黑色 或金属色金属色，不透明不透明2）半金属光泽半金属光泽半金属光泽半金属光泽：反光较强，似未经磨光未经磨光的 金属表面金属表面的反光反光矿物呈金属色金属色，条痕条痕为棕色棕色、褐色褐色等深彩色深彩色，不透明不透明半透明半透明3）金刚光泽金刚光泽金刚光泽金刚光泽：反光较强，似金刚石般明亮耀眼金刚石般明亮耀眼 的反光颜色颜色和条痕条痕均呈浅色浅色（如浅黄浅黄、桔红桔红、浅绿浅绿等）、白色白色或无色无色，半透明半透明透明透明光线在金刚石晶体中传播示意n1n24）玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽：反光较弱，呈普通平板玻璃表面普通平板玻璃表面 的反光矿物为无色无色、白色白色或浅色浅色，条痕条痕呈无色无色或白色白色，透明透明。

矿物不平坦的表面不平坦的表面或矿物 集合体集合体的表面上表面上的特殊变异光泽特殊变异光泽：1）油脂光泽油脂光泽油脂光泽油脂光泽：某些解理解理不发育不发育的浅色透明矿物浅色透明矿物的不平坦断口不平坦断口上呈现的似油脂般似油脂般的光泽光泽2）树脂光泽树脂光泽：某些具金刚光泽金刚光泽的黄黄、褐褐或 棕色透明矿物棕色透明矿物的不平坦断口不平坦断口上的似松香般似松香般的光泽3）沥青光泽沥青光泽：解理解理不发育不发育的半透明半透明或不透明不透明 黑色矿物黑色矿物的不平坦断口不平坦断口上乌亮乌亮 沥青状沥青状光泽光泽4）珍珠光泽珍珠光泽：浅色透明矿物浅色透明矿物的极完全解理面极完全解理面上 的如珍珠表面珍珠表面或蚌壳内壁蚌壳内壁柔和柔和而 多彩多彩的光泽5）丝绢光泽丝绢光泽：具玻璃光泽玻璃光泽的无色无色或浅色透明矿物浅色透明矿物的纤维状集合体表面纤维状集合体表面常呈蚕丝蚕丝或丝织品状丝织品状的光亮6）蜡状蜡状光泽光泽：某些透明矿物透明矿物的隐晶质隐晶质或非晶质致密块体上非晶质致密块体上的似蜡烛表面似蜡烛表面的光泽7）土状土状光泽光泽：呈土状土状、粉末状粉末状或疏松多孔状疏松多孔状 集合集合体体的矿物表面矿物表面如土块般土块般暗淡无光。

影响因素影响因素：主要是矿物的化学键类型化学键类型：1）具金属键金属键的矿物一般呈金属光泽金属光泽或半金属光泽半金属光泽；2）具共价键共价键的矿物一般呈金刚光泽金刚光泽或玻璃光泽玻璃光泽；3）具离子键离子键或分子键分子键的矿物，对光的吸收程度小，反光很弱反光很弱，光泽光泽即弱弱1）矿物光泽光泽的等级等级一般是确定确定的，但变异光泽变异光泽因矿物产出产出的状态状态不同而异2）光泽光泽是矿物鉴定矿物鉴定的依据之一，也是评价宝石评价宝石的重要标志五五、特殊光学效应特殊光学效应由于宝石内部具有包裹体包裹体、双晶双晶、微细球状结构微细球状结构等特殊内在因素，导致光的干涉干涉、散射散射、衍射衍射等现象，使宝石显现出特殊特殊的光学效应光学效应常见的有：猫眼效应猫眼效应猫眼效应猫眼效应、星光效应星光效应星光效应星光效应、变色效应变色效应等六六、矿物的发光性矿物的发光性发光性发光性：某些矿物在外加能量的激发外加能量的激发下 能明显地发出可见光发出可见光激发源激发源主要有：紫外光紫外光、阴极射线阴极射线、x射线射线、射射线线和高高速速质质子子流流等各种高高能能辐辐射射，以及加热加热、摩擦摩擦、可见紫光可见紫光等。

磷光磷光：矿物在外加能量外加能量的激发激发下发光，当撤除激发源后，发光的持续时间持续时间10-8秒秒；而持续发光时间持续发光时间10-8秒秒的发光 称荧光荧光注意注意：矿物的发光性发光性与晶格中存在 微量杂质元素微量杂质元素及因杂质杂质而产生 的晶格缺陷晶格缺陷有关矿物的力学性质力学性质：矿物在外力外力（如敲打敲打、挤压挤压、拉引拉引、刻划刻划等）作用下所表现出来 的性质性质2 矿物的力学性质矿物的力学性质一一、矿物的解理矿物的解理、裂开和断口裂开和断口1解理解理解理解理：矿物晶体受应力作用应力作用而超过弹性超过弹性 限度限度时，沿一定结晶学方向破裂一定结晶学方向破裂成 一系列光滑平面光滑平面这些光滑光滑的平面平面 称解理面解理面注意注意：解理解理是晶质矿物晶质矿物才具有的特性解理产生解理产生的原因原因：解理解理严格受晶体结构因素晶体结构因素 晶格类型晶格类型及化学键类型化学键类型、强度强度和 分布分布的控制，解理面解理面常沿面网间面网间 化学键力最弱化学键力最弱的面网面网产生原子晶格原子晶格，各方向的化学键力化学键力 均等均等，解理面解理面面网密度最大面网密度最大即d 最大最大的面网面网。

离子晶格离子晶格，因静电作用静电作用，解理解理 沿由异号离子组成异号离子组成的、且 d大大的 电性中和面网电性中和面网产生；或者，解理面解理面 两层同号离子层相邻两层同号离子层相邻的面网面网多键型多键型的分子晶格分子晶格，解理面解理面由分子键联结分子键联结的面网面网金属晶格金属晶格，由于失去了价电子的金属阳离子金属阳离子为弥漫于整个晶格内的自由电子自由电子所联系，晶体受力受力时很易发生晶格滑移晶格滑移而不致不致引起键键的断裂断裂故金属晶格金属晶格具强延展性强延展性而无无 解理解理解理解理的表示方法表示方法：解理解理 解理解理反映出晶体的异向性异向性和 对称性对称性通常用相应的单形单形及其 符号符号以表示解理解理的方向方向、组数组数和 夹角夹角解理面解理面上之解理纹解理纹可反映出 解理解理的组数组数和夹角夹角解理解理的等级等级：解理解理，据其产生产生的难易程度难易程度及完好性完好性，通常分为五五级级：极完全解理极完全解理极完全解理极完全解理：矿物受力后极易裂成薄片极易裂成薄片，解理面解理面平整平整而光滑光滑完全解理完全解理：矿物受力后易裂成光滑的平面易裂成光滑的平面或 规则规则的解理块解理块，解理面显著显著而平滑平滑，常见解理面解理面的阶梯阶梯。

中等解理中等解理：矿物受力后常破裂成较小较小的不很平滑不很平滑的平面平面，解理面解理面不太连续不太连续，常呈阶梯状阶梯状，且闪闪发亮闪闪发亮，清晰可见清晰可见不完全解理不完全解理：矿物受力后不易裂出不易裂出 解理面解理面，仅断续可见小小而不平滑不平滑的解理面解理面极不完全解理极不完全解理：即无无解理解理矿物受力后很难出现很难出现解理面解理面，仅在显微镜下偶尔显微镜下偶尔可见零星零星的 解理缝解理缝注意注意：晶体晶体中可有一种一种或几种不同等级几种不同等级 的解理解理。