第十四讲矿物学通论3(矿物的物理性质)分析
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矿物的物理性质和化学性质矿物是地球内部成分在自然界中形成的固体物质,具有一定的物理性质和化学性质。
本文将介绍矿物的物理性质和化学性质,并探讨其在地质学和矿物学中的重要性。
一、矿物的物理性质1. 密度矿物的密度是指矿物质量与体积之间的比值,通常用克/立方厘米(g/cm³)表示。
矿物的密度与其成分和结构有关,不同矿物的密度差异较大。
例如,金刚石的密度为3.52g/cm³,而方解石的密度为2.71g/cm³。
2. 硬度矿物的硬度是指矿物表面抵抗划伤的能力。
莫氏硬度尺是衡量矿物硬度的常用工具,将矿物按照其硬度分为10个等级,从1级到10级。
例如,石膏的硬度为2,而钻石的硬度为10。
3. 断口矿物的断口是指矿石断裂后的表面形貌。
常见的断口有贝壳状断口、贝壳状断口和贝壳状断口等。
不同矿物的断口形态可以提供有关矿物内部结构的信息。
4. 光泽矿物的光泽是指矿物在光线照射下反射光的特性。
常见的光泽有金属光泽、玻璃光泽、树脂光泽等,不同矿物的光泽类型可以帮助对其进行初步鉴定。
5. 色彩矿物的颜色是指其表面呈现的颜色特征,可以通过肉眼观察。
然而,颜色可能会受到杂质的影响,因此不能仅凭颜色来确定矿物的种类。
二、矿物的化学性质1. 化学成分矿物的化学成分是指矿物中各种化学元素的含量和组合方式。
不同矿物具有不同的化学成分,这些成分直接决定了矿物的性质和特征。
例如,方解石的化学成分为CaCO3,而石英的化学成分为SiO2。
2. 反应性矿物的反应性是指矿物与其他物质发生化学反应的能力。
例如,含铁矿物在受热条件下可以发生氧化反应,产生石锰矿等。
3. 溶解性矿物的溶解性是指矿物在不同溶剂中的溶解程度。
某些矿物可以在水中溶解而形成溶液,而其他矿物则不能溶解。
溶解性也是鉴定矿物的重要性质之一。
4. 酸碱性矿物的酸碱性是指矿物在酸性或碱性环境中的反应性。
有些矿物可以与酸、碱反应,产生溶液或沉淀等。
这种反应性可以帮助矿物学家确定矿物的种类。
矿物的物理性质矿物的比重矿物的比重是指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在4℃时重克,则量之比。
如果矿物在空气中的重量为 P 克,同体积水在4℃时的重量为 P1矿物的密度(D)是指矿物单位体积的重量,度量单位为克/立方厘米(g/cm3)。
矿物的比重在数值上等于矿物的密度。
矿物比重的变化幅度很大,可由小于 1 (如琥珀)至 23 (如饿钉族矿物)。
自然金属元素矿物的比重最大,盐类矿物比重较小。
矿物比重可分为三级:轻级比重小于 2.5。
如石墨 (2.5) 、自然硫 (2.05-2.08) 、食盐 (2.1-2.5) 、石膏(2.3)等。
中级比重由 2.5 到 4。
大多数矿物的比重属于此级。
如石英( 2.65)、斜长石(2.61-2.76)、金刚石(3.5)等。
重级比重大于 4。
如重晶石(4.3-4.7)、磁铁矿(4.6-5.2)、白钨矿(5.8-6.2)、方铅矿(7.4-7.6)、自然金( 14.6-18.3)等。
矿物的比重决定于其化学成分和内部结构,主要与组成元素的原子量、原子和离子半径及堆积方式有关。
此外矿物的形成条件 --温度和压力对矿物的比重的变化也起重要的作用。
应该指出,同一种矿物,由于化学成分的变化、类质同象混入物的代换、机械混入物及包裹体的存在、洞穴与裂隙中空气的吸附等等对矿物的比重均会造成影响。
所以,在测定矿物比重时,必须选择纯净、未风化矿物。
矿物的硬度矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作用力(如刻画、压入、研磨等 )侵入的能力。
早在 1822 年, Friedrich mohs 提出用 10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体,这是所谓的摩氏硬度计。
按照他们的软硬程度分为十级:1)滑石2)石膏3)方解石4)萤石5)磷灰石6)正长石7)石英8)黄玉9)刚玉10)金刚石各级之间硬度的差异不是均等的,等级之间只表示硬度的相对大小。
利用摩氏硬度计测定矿物硬度的方法很简单。
将预测矿物和硬度计中某一矿物相互刻划,如某一矿物能划动方解石,说明其硬度大于方解石,但又能被萤石所划动,说明其硬度小于萤石,则该矿物的硬度为 3 到 4 之间,可写成 3-4。
矿物的形态与物理性质
矿物是自然界中固体物质,它们形成了一个融合地质自然界的宝贵成分,它们是地球物质结构的组成部分,它们包含了大量的元素和化学物质,如橄榄石、锆石、云母、辉石等。
矿物是任何元素或化合物的最基本成分,被统称为“岩石”,主要由物质特性组成,它们除了化学性质之外,还有
许多物理性质。
一般来说,根据矿物的形态特征,可以将它们分为晶体和粉末两类。
晶体形矿物指的是由晶体构成的矿物,如石英、石榴石、硬玉、辉长岩、
斜长岩、滑石、水晶矿等;粉末状矿物则是由细小的颗粒组成的矿物,如
黑色的火山灰岩、黄色的泥状矿、白色的水磨石等。
另外,矿物还具有许多物理特性,包括质量密度、熔点、硬度、凝固
质量、裂变、屈光度、边界等,它们是多种性质。
质量密度是指比与水或
空气的密度比,如火山灰石的密度大于空气,熔点是指在何温度熔化,如
火山灰石熔点为1750℃,硬度是指矿物表面的硬度等级,常用MossssHess
划分,凝固质量是指某些金属和矿物可以在某个温度下从熔融状态转变为
固态的物质的重量,如碳钢的凝固质量为1.67g/cm³,裂变是指矿物受外力影响有崩碎变形的性能,然后由空气和水引起的变形就形成了空气裂变,
屈光度是指矿物在几个不同光轴处发生变形,边界是指矿物内部结构的介质连续性和隔离性。
矿物的形态特征和物理性质也是矿物学家用来辨别不同矿物的重要手段,它们都可以帮助我们更好地了解矿物的特性,从而使矿物学家对不同矿物进行更有效的研究。
矿物学中的矿物物理性质与晶体结构演化矿物学是一门研究地球上矿物的科学,它探究了矿物的物理性质与晶体结构演化等方面的内容。
矿物的物理性质包括硬度、比重、光学性质等,而晶体结构演化则涉及从矿物的原子排列到晶体的生长和形态演变等过程。
本文将通过对矿物学中的矿物物理性质和晶体结构演化的探究,带您一窥这一领域的奥秘。
一、矿物物理性质矿物的物理性质是指矿物在物理方面表现出来的性质,这些性质可以通过一系列测试方法进行检测和测量。
其中,硬度被广泛应用来衡量矿物的抗压能力,也是矿物分类和鉴定中常用的参数之一。
常用的硬度量表是莫氏硬度量表,它将十个矿物按照从1到10的硬度级别排序,分别对应不同的矿物。
此外,硬度测试还可以通过划痕测试来进行,即用矿物在试板上划出的痕迹来判断其硬度。
比重也是矿物学中常用的性质之一,它代表着矿物相对于水的密度。
通过比重的测量,可以帮助识别和区分不同的矿物种类。
一些有特殊比重的矿物,如金、铂等,由于其较大的密度差异,可以被重力分选或浮选等方法有效地分离出来。
光学性质是指矿物对光的反应和传播特性。
常见的光学性质有折射率、双折射、吸收光谱等。
矿物的折射率可以通过折射计来测量,它是光线从真空进入矿物后的弯曲程度。
双折射是指矿物在特定条件下,光线在晶体中传播时分裂成两个不同的折射光线。
吸收光谱则是通过矿物吸收特定波长的光来反映其化学组成和结构特征。
二、晶体结构演化晶体结构演化是矿物学中的一个重要研究方向,它关注矿物中原子的排列和有序性,以及在不同条件下晶体的生长和形态演变过程。
晶体是由一定的原子、离子或分子组成,具有周期性的排列和定型结构。
晶体的结构演化受到温度、压力、成分、溶液等因素的影响。
晶体的生长是指晶体在溶液中的形成和增长过程。
当溶液中的溶质达到饱和度时,如果适宜的温度、压力和化学条件提供,晶体就可以开始生长。
晶体的生长速率受到温度、浓度、溶剂、晶种等因素的影响,从而决定了晶体的尺寸和形态。
浅谈如何正确掌握矿物的物理性质浅谈如何正确掌握矿物的物理性质矿物的物理性质主要包括,矿物的光学性质,力学性质及矿物的相对密度一,矿物的光学性质包括,矿物的颜色,矿物的条痕,矿物的光泽和矿物的透明度。
1,矿物的颜色矿物的颜色主要是矿物对入射可见光中不同波长光线(色光)选择性吸收后,透射和反射的各种波长可见光的混合色。
如果矿物对各种不同波长的光线普遍均匀的吸收,则吸收量由多至少将呈现黑色,深灰,灰,浅灰,白色等。
如果矿物对不同波长光线表现出选择性吸收,矿物即呈现绿色的补色--红色。
根据矿物的颜色产生的原因不同,可将矿物的颜色分为自色,他色,和假色三种。
(1)自色:矿物本身固有的颜色叫自色。
如黄铜矿的铜黄色,孔雀石的绿色等。
长生自色的原因主要是与矿物固有的化学成分有关。
如正三价铁,使赤铁矿呈红色,正二价铁使普通角闪石,绿泥石呈现暗绿色。
像这样一些能使矿物成色的离子,成为色素离子。
主要色素离子有TI,V,CR,MN,FE,CONICN等元素离子。
(2)他色:矿物因含有外来带色杂质的机械混入所呈现出来的颜色,成为他色。
他色由于含有杂质的不同,而随之变化,故他色在矿物鉴定上意义不大,通常他色在无色,白色或者浅色矿物中比较常见。
例如无色透明的石英,由于不同杂质的混入,可以染成紫色,玫瑰色,烟灰色,黑色等。
引起他色的原因中主要是矿物中混入了色素离子,而非矿物本身固有的成分造成的。
(3)假色:由于某些物理原因造成的与矿物本质无关的颜色叫假色。
如晕色,变彩等。
矿物颜色繁多,描述时候应该采用的原则应力求正确,简明,通俗。
如系两种颜色的混合色。
则用双重命名方法,如黄绿,褐红等,后则为主要颜色,前者为次要颜色则要作为形容词。
2,矿物的条痕矿物在瓷板上刻化所留下的矿物粉末的颜色,成为条痕。
条痕可以消除假色,减弱他色,保存自色,因为比矿物颗粒的颜色更为固定,如赤铁矿的颜色可呈铁黑色,也可呈红褐色,但其条痕总呈樱红色,所以,条痕色对于不透明的矿物具有的重要鉴定意义。