十四洪冰瑶:矿物学基础

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2021/01/18 11:08:24
一、矿物的概念
矿物指在自然过程中形成的具有特定晶体结构和化学成分的无机物,大多数宝石都属于矿物。
二、矿物的光学特征
1.矿物的颜色
颜色是眼底视神经对光波的感应而在大脑中产生的感觉。可见光经矿物体选择性吸收后,其残余光的混合色即是该矿物的颜色。色度学中通常使用色调、明度和饱和度这三要素来表示颜色的特征。

图3-2-1 宝石的颜色
2.条痕
将硬度较低的矿物在白色无釉瓷板上刻划后留下的矿物粉末的痕迹,条痕色是指留下的矿物粉末的颜色。矿物的条痕可消除假色,减弱他色,因而比矿物颜色更有鉴定意义。条痕测试是破坏性测试,只能用于未加工的宝石或琢型宝石不显眼的部位。
3.光泽
材料表面反光的能力和特征。它主要与材料的折射率、反光率有关,但也与材料颗粒的集合方式、表面平整程度以及抛光质量和硬度有关。矿物学中,通常按光泽的强弱将光泽分为四级:金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽 。宝石还常见一些特殊的光泽,如:丝绢光泽、珍珠光泽、蜡状光泽、油脂光泽等。


图3-2-2 锆石的亚金刚光泽
图3-2-3 软玉的油脂光泽
4.透明度
指宝石材料透过可见光光的程度。 矿物的透明与不透明不是绝对的,例如自然金是不透明矿物,但金箔亦能透过一部分光。因此,在研究矿物透明度时应以同一的厚度为准。
透明度可分以5个级别:透明、亚透明、 半透明、微透明、不透明。

图3-2-4 宝石的不同透明度
三、矿物的力学性质
1.解理
矿物受外力(敲打、挤压等)作用后,沿着一定的结晶方向发生破裂,并能裂出光滑平面的性质称为解理。解理是由矿物的晶体结构决定的。由于晶体中的化学键力在不同的结晶方向存在差异,导致面网间化学键力最弱的方向易于产生破裂,形成解理。解理按产生的难易程度分为以下几种类型:完全解理、中等解理、不完全解理。

图3-2-5莹石的八面体完全解理 图3-2-6黄玉的底面解理
2.断口
晶体或材料受到外力作用发生的随即的无方向性的破裂。由于断口常具有一定的形态,因此可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征。常见的断口类型有:贝壳状断口、锯齿状断口、土状断口。

图3-2-7贝壳状断口图3-2-8参差状断口图3-2-9刚玉的裂理
3.裂理
是晶体在外力作用下,沿着一定结晶方向裂开策划能够光滑平面的性质。裂开的面称为裂理面,裂理面的外观和解理面相似。但是裂理的成因与解理不同,裂理有两种成因:一是双晶结合面,特别是聚片双晶的结合面造成裂理;另一种原因是,当细微包裹体或固溶体离溶物分部在某一种面网上,并成为这一方向面网间的夹层重复有地分布时,也可造成裂理。
4.硬度
矿物的硬度是指矿物抵抗外来刻划、压入或研磨等机械作用的能力。它是鉴定矿物的重要特征之一。
(1)测定硬度的方法:刻划法、压入法、研磨法、弹跳法等,以前两种方法应用最广。以刻划法为基础的摩氏硬度是最常用的矿物硬度分类。
(2)摩氏硬度:矿物学家摩斯选择了十种有代表性的矿物,依据他们相互刻划的能力分成十级:滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。滑石硬度最低,金刚石硬度最大。

图3-2-10摩氏硬度计
(3)差异硬度:由于矿物晶体结构的对称性和异向性,导致了矿物硬度的对称性和异向性。如钻石警惕的八面体面与立方体面的硬度不同。
5.韧性
宝石材料抗拒因敲击发生破裂的能力。大多数的多晶质材料(玉石)具交织结构,不同颗粒的解理方向不同,当受到敲击并在表面产生解理或断口裂隙时,裂隙通常只穿过近表面为数不多的颗粒,不易进入纵深并发生整体的破坏。这样的材料具有较好的韧性,或者说韧度较高,例如软玉。
6.脆性
材料受外力作用容易破碎的性质称为“脆性”。脆性与宝石材料的晶体结构、解理发育程度、多晶质材料的颗粒集合方式等密切相关。通常情况下,韧度越强,脆性越差;韧性越差,脆性越强。如:锆石的硬度虽大,但脆性却很大,将锆石包在纸内,由于和包装纸间的摩擦碰撞,导致锆石的刻面棱产生破损。这种现像称为纸蚀。

图3-2-11锆石的纸蚀