青岛市城阳区夏庄招标:矿物的物理性质

矿物的物理性质每种矿物都以其固有的物理性质与其他矿物相区别，这些物理性质从本质上来说，是由矿物的化学成分和晶体构造所决定的。常见的可用来区分不同矿物的物理性质主要有颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、密度和相对密度等。
(1) 颜色: 颜色是矿物对可见光波的吸收作用引起的。太阳光是由七种不同波长的色光所组成的，当矿物对它们均匀吸收时，可因吸收的程度不同，使矿物呈现出白、灰、黑色（全部吸收）；如果只吸收某些色光，就呈现另一部分色光的混合色。根据矿物颜色产生的原因，可将颜色分为自色、他色、假色三种。
自色：它是矿物本身固有的颜色。自色取决于矿物的内部性质，特别是所含色素离子的类别。例如赤铁矿之所以呈砖红色，是因为它含Fe3+，孔雀石之所以呈绿色，是因为它含Cu2+。自色比较固定，因而具有鉴定意义。
他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关。他色不固定，随杂质的不同而异。如纯净的石英晶体是无色透明的，但含碳的微粒时就呈烟灰色（即墨晶），含锰就呈紫色（即紫水晶），含氧化铁则呈玫瑰色（即玫瑰石英）。由于他色具有不固定的性质，所以对鉴定矿物没有很大的意义。
假色：是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的。其中由裂隙所引起的假色，称为晕色，如方解石解理面上常出现的虹彩；由氧化薄膜所引起的假色，称为锖色，如斑铜矿表面常出现斑驳的蓝色和紫色。
(2)条痕: 矿物粉末的颜色称为条痕，通常将矿物在素瓷条痕板上擦划得之。条痕可清除假色，减弱他色而显示自色，所以较为固定，具有重要的鉴定意义。例如赤铁矿有红色、钢灰色、铁黑色等多种颜色，然而其条痕却总是樱红色。但条痕对于鉴定浅色的透明矿物没有多大意义，因为这些矿物的条痕几乎都是白色或近于无色，难以区别。
(3)光泽: 矿物表面反射光线的能力，称为光泽。按反光的强弱，光泽可分为金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。
金属光泽：类似于金属磨光面上的反射光，闪耀夺目。如方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等。
半金属光泽：类似于金属光泽，但较为暗淡。如铬铁矿。
非金属光泽：可再细分为金刚光泽，如金刚石、闪锌矿；玻璃光泽，如水晶、萤石；油脂光泽，如石英断面上的光泽；丝绢光泽，如石棉；珍珠光泽，如白云母；蜡状光泽，如蛇纹石；土状光泽，如高岭石。
(4)透明度: 矿物透光的程度称为透明度。从本质上来说，透明度取决于矿物对光线的吸收能力。但吸收能力除和矿物本身的化学性质与晶体构造有关以外，还明显地和厚度及其他因素有关。因此，某些看来是不透明的矿物，当其磨成薄片时，却仍然是透明的，所以透明度只能作为一种相对的鉴定依据。为了消除厚度的影响，一般以矿物的薄片（0.03mm）来确定。据此，透明度可以分为透明、半透明、不透明三级。
透明：绝大部分光线可以通过矿物，因而隔着矿物的薄片可清楚地看到对面的物体，如无色水晶、冰洲石（透明的方解石）等。
半透明:光线可以部分通过矿物，因而隔着矿物薄片可以模糊地看到对面的物体，如闪锌矿、辰砂等。
不透明:光线几乎不能透过矿物，如黄铁矿、磁铁矿、石墨等。
上面所说的颜色、条痕、光泽和透明度都是矿物的光学性质，是由于矿物对光线的吸收、折射和反射所引起的，因而它们之间存在着一定的联系。例如颜色和透明度以及光泽和透明度之间都有相互消长的关系。矿物的颜色越深，说明它对光线的吸收能力越强，这样，光线也就越不容易透过矿物，于是透明度也就越差。矿物的光泽越强，说明投射于矿物表面的光线大部分被反射了，这样通过折射而进入矿物内部的光线也就越少，于是透明度也就越差。
(5)硬度: 矿物抵抗外来机械作用（刻划、压入、研磨）的能力称为硬度。它和矿物的化学成分及晶体构造有关。在肉眼鉴定矿物时，通常采用刻划法确定其硬度，并以“摩氏硬度计”中所列举的十种矿物作为对比的标准（表1-3-1）。例如某矿物能被石英所刻动，但不能被长石所刻动，则矿物的硬度必介于6-7之间，可以确定为6.5。但必须指出，摩氏硬度只是相对等级，并不是硬度的绝对数值，所以不能认为：金刚石比滑石硬十倍。另外，有些矿物在晶体的不同方向上，硬度是不一样的。例如蓝晶石，沿晶体延长方向的硬度为4.5，而垂直该方向的硬度为6.5。大多数矿物的硬度比较固定，所以具有重要的鉴定意义。
表1-3-1  摩氏硬度计
硬度
1°
2°
3°
4°
5°
6°
7°
8°
9°
10°
矿物
滑石
石膏
方解石
萤石
磷灰石
正长石
石英
黄玉
刚玉
金刚石
(6)解理: 很多晶质矿物在受打击后，常沿着一定的方向裂开，这种特性称为解理。裂开的光滑面叫做解理面。解理面常平行于一定的晶面发生。各种矿物解理方向的数目不一，如云母有一个方向的解理；长石有二个方向的解理；方解石有三个方向的解理；萤石有四个方向的解理；闪锌矿有六个方向的解理。根据解理面的完善程度，可将解理分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理。
极完全解理:解理面非常平滑，矿物很容易裂成薄片，如云母。
完全解理:解理面平滑，矿物易分裂成薄板状或小块，如方解石。
中等解理:解理面不甚平滑，如角闪石。
不完全解理:解理面不易发现，如磷灰石。
不同的晶质矿物，解理的数目、完善程度和解理间的交角都不一样，例如正长石和斜长石，都有两组完全解理，但正长石的两组解理交角为90°斜长石则为86°24′-86°50′，正长石和斜长石因此而得名。所以解理是鉴定矿物的重要特性。
(7)断口: 矿物受打击后，沿任意方向发生不规则的断裂，其凹凸不平的断裂面称为断口。断口和解理是互为消长的，解理越完善，则断口越难出现。断口可分为贝壳状断口、参差状断口和锯齿状断口。
贝壳状断口:即破裂后具有弯曲的同心凹面，与贝壳很相似，如石英。
参差状断口:断裂面呈粗糙不平，参差不齐，绝大多数矿物，具有此种断口，如黄铁矿。
锯齿状断口:断面尖锐如锯齿，凡延展性很强的矿物，常具此种断口，如自然铜。
(8)密度和相对密度: 矿物的密度是指矿物单位体积的质量，度量单位通常为g/cm3。
矿物的相对密度与密度在数值上是相同的，但它更易于测定。矿物的相对密度是矿物在空气中的重量与4°同体积水的重量比。
矿物的密度和相对密度是矿物的重要物理参数，它们反映了矿物的化学组分和晶体结构。依据相对密度的大小可把矿物分为三级：
轻级:相对密度小于2.5，如石盐（2.1-2.2），石膏（2.3）。
中级:相对密度为2.5-4，如石英（2.65），金刚石（3.5）。
重级:相对密度大于4，如方铅矿（7.4-7.6），自然金（15.6-19.3）。
（9）其他性质: 上述的矿物物理性质，几乎是所有矿物都具有的。除此之外，还有一些物理性质是某些矿物所特有的，例如：
脆性矿物:容易被击碎或压碎的性质叫脆性。用小刀刻划这类矿物时，一般容易出现粉末，如方铅矿、黄铁矿等。
延展性矿物:在锤压或拉引下，容易形变成薄片或细丝的性质，称为延展性。如自然金、自然银等。
弹性矿物:受外力时变形，而在外力释放后又能恢复原状的性质，叫做弹性。如云母。
挠性矿物:受外力时变形，而在外力释放后不能恢复原状的性质，叫做挠性。如绿泥石。
磁性矿物：矿物的颗粒或粉末能为磁铁所吸引的性质，叫做磁性。由于许多矿物均具有不同程度的磁性，所以磁性是鉴定矿物的特征之一，但由于大多数矿物磁性较弱，因此具有鉴定意义的只限于少数磁性较强的矿物。如磁铁矿、磁黄铁矿。
导电性矿物：对电流的传导能力，称做导电性。有些金属矿物（如自然铜、辉铜矿等）和石墨是良导体；另一些矿物（如金红石、金刚石等）是半导体；还有一些矿物（如白云母、石棉等）是不良导体（即绝缘体）。
荷电性矿物：在受外界能量作用（如摩擦、加热、加压）的情况下，往往会产生带电现象，称做荷电性。例如电气石在受热时，一端带正电荷，另一端带负电荷，称为热电性；压电石英（纯净透明、不含气泡和包体、不具双晶的水晶）在压缩或拉伸时，能产生交变电场，将机械能转化为电能，称为压电性。
发光性矿物：在外来作用的激发下，如在加热、加压以及受紫外光、阴极射线和其他短波射线的照射时，产生发光的现象，称为发光性。如萤石在加热时，白钨矿在紫外线的照射下均能产生荧光。所谓荧光就是当激发作用停止时，矿物的发光现象也就随之消失的发光现象。如激发射线停止后，矿物继续发光的现象，称为磷光（如金刚石）。
放射性矿物：这是含放射性元素的矿物所特有的性质，特别是含铀、钍的矿物，如晶质铀矿（UO2）、方钍石（ThO2）均具有强烈的放射性。