矿物的物理性质概要

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。

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。

矿物物理性质矿物的物理性质矿物的物理性质包括:颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、比重等。

大体可以归结为三大类，即：光学、力学、特异性质。

矿物的光学性质矿物颜色（1）自色矿物本身所具有的颜色（2）他色：不是矿物本身所具有的颜色，而是因为矿物含有机械混入物或杂质离子，致使矿物呈现出与其自色不同的颜色。

红宝石(含Cr)蓝宝石(含Ti4+或Fe2+)刚玉（Al2O3）水晶（石英，SiO2）紫水晶（含Fe、Mn）水晶（3）假色：也不是矿物本身的颜色，而且多数只存在于矿物表面，主要是由于化学（风化）或物理的原因而使矿物呈现的颜色。

斑铜矿（假色）条痕（色）就是矿物在瓷板上划出的粉末的颜色。

条痕色更稳定，硬度大或浅色矿物一般无条痕。

褐铁矿与赤铁矿的条痕色褐铁矿：褐色赤铁矿：缨红色透明度冰州石（透明）是指矿物透过可见光的能力1．透明石英（半透明）2．半透明3．不透明辉石（不透明）光泽矿物表面对光线的反射强度1．金属光泽2．半金属光泽3．非金属光泽金属光泽（黄铁矿）半金属光泽（磁铁矿）珍珠光泽（白云母）玻璃光泽（石英）金刚光泽（金刚石） 非金属光泽又可进一步分为：金刚光泽、玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽、油脂光泽、沥青光泽等。

石英（油脂光泽）矿物的力学性质矿物的力学性质是指矿物在外力作用下所表现出来的性质。

硬度是指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨等机械作用的能力。

摩氏硬度计：滑石(1)、石膏(2)、方解石(3)、萤石(4)、磷灰石(5)、长石(6)、石英(7)、黄玉(8)、刚玉(9)、金刚石(10)摩氏硬度计只代表矿物硬度的相对顺序，而不能说明硬度的绝对大小，各级之间的硬度差异也是不可比的。

如：石英硬度（7）为滑石硬度（1）的3500倍金刚石（10）硬度则为石英硬度的1150倍在实际和野外工作中为了方便应用，摩氏硬度的确定常借用指甲（2-2.5）、小刀（5-5.5）、碎玻璃（6）等简便工具来代替使用。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟矿物的物理性质简述及晶体的几何形态一、矿物的物理性质从宏观形态到内部结构，以及成分上的微小变化都能引起矿物物理性质的变化。

矿物的物理性质是制定选矿工艺流程的重要依据。

（一）晶休的几何形态晶体儿何形态遵循结晶学的基本定律即面角守恒定律，有理指数定律，晶而趋向最小定律及对称定律。

自然界晶体的外形因受生成时的环境所限，晶面发育通常很不完善，因此宏观结晶学的研究逐渐为微观结构的研究所代替。

1、面角守恒可由结晶完好的宏观晶面夹角证实，也可由晶体内部结构的晶格研究来判断。

同一类单晶外形的面角相等。

在相同成分、温度、压力条件下所形成的晶面夹角相等。

在面角守恒的研究中推导出结晶轴率和各轴之间的夹角。

结晶轴用a、b、c 表示；轴率用a:b:c 表示；夹角用α、β、y 表示。

用X-射线仪器测定的轴率ao:bo:co 与宏观结果一致。

晶体的十四种空间格子如图1 所示。

图1 晶体的14 种空间格子2、有理指数定律任何晶体的晶面和晶轴`1J 割时则产生简单的整数比，用ma:nb:pc 或p:q:y 符号表示。

截轴表示晶面时称晶面符号。

现在通用的晶面符号是米勒符号（hkl），米勒符号为晶面标轴系数的倒数比，即。

米勒晶面符号使用简便，晶面指数与晶面的平面方程式的系数完全一致，（hkl）即用来表示晶面指数，也即晶面符号。

（hkl）晶面在晶轴上的截距关系如图2a，b 所示，a/h、b/k、c/l；其分数截距为1/h、1/k、1/l。

从示意图上的数据可知其关系如下：图2 晶面符号与晶轴截距之间的关系3、晶面能最小定律晶体均以晶格中最紧密的面网形成围晶体的表面，以便能减少表面能、形成稳定状态，而有理晶面的自由表面能为最小。

4、晶体构造空间格子是晶体构造中的结点在三度空间排列而成的。

空间格子单位是平行六面体，即单位晶胞。

晶胞的大小和形状用ao、bo、co 和轴角α、β、y 表示（3）。

图3 晶体的最小单位-晶胞平行六面体晶体的空间格子。

矿物：指地质作用中形成的单质或化合物，具有相对固定的化学成分，晶质矿物还具有确定的内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是组成岩石和矿物的基本单元。

矿物的物理性质第一节光学性质矿物的光学性质表现为矿物对光线的吸收折射反射所表现的各种性质。

也反映光的散射和干射等现象。

1．颜色矿物的颜色是对光线各种波长选择性吸收后，透射和反射各种波长可见光的混合色。

选择吸收后矿物颜色以补色为主和其他可见光的混合色。

根据矿物与光波作用类型分为1）自色：光波直接与矿物晶格电子作用的结果。

2）他色：其他带色矿物混入后的结构，跟本身结构无关系。

3）假色：光波与矿物中的裂隙、包裹体，表面膜作用的结果。

斑铜矿的深紫色锖色。

2．条痕色条件矿物的硬度小于素瓷的硬度。

条痕色其实就是光线透过粉末后的颜色。

吸收能力大的和不吸收全反射的无色淡色白色等。

2．透明度允许光透过的程度，物理学中用吸收系数来说明物体的透明度。

分为透明条痕为白色或略呈色、半透明条痕为彩色、不透明条痕为黑色或金属色。

3．光泽矿物表面反射光线时表现的特点。

1．金属光泽矿物金属色，条痕黑色，不透明。

方铅矿、铜、金等2．半金属光泽弱金属光泽，半透明，条痕淡彩色，如赤铁矿、铁闪锌矿等。

3．金刚光泽半透明至透明，条痕彩色至白色。

4．玻璃光泽透明，条痕白色方解石、石英。

5．丝绢光泽纤维状如石棉，似丝绸的光泽。

6．珍珠光泽似珍珠或贝壳内壁的光泽。

7．油脂光泽粘有液态油脂的透明物体的光泽。

8．土状光泽、松脂光泽、蜡状光泽、沥青光泽等。

第二节力学性质解理和裂开解理：矿物在外力作用下，沿一定的结晶方向裂开成光滑平面的性质。

解理容易沿晶体中结合力最弱的质点面裂开成光滑的平面，晶体中存在一组联系力最弱的质点面。

如质点面间距相对较大，存在仅由分子键联结的构件层，离子晶体中电性中和的面其联系力较弱，相邻面由同号离子组成。

尤且只决定与晶体结构。

裂开：在外力作用下，能沿双晶面或包裹体面裂开成光滑平面的性质。

矿物的物理性质由于矿物的化学成分不同，晶体构造不同，从而表现出不同的物理性质。

其中有些必须借助仪器测定（如折光率、膨胀系数等），有些则可凭借感官即能识别，后者是肉眼鉴定矿物的重要依据。

1.颜色矿物具有各种颜色，如赤铁矿、黄铁矿、孔雀石、蓝铜矿、黑云母等都是根据颜色命名的。

因矿物本身固有的化学组成中含有某些色素离子而呈现的颜色，称为自色。

具有自色的矿物，颜色大体固定不变，因此是鉴定矿物的重要标志之一。

如矿物中含有Mn4+，呈黑色；含有Mn2+，呈紫色；含有Fe3+，呈樱红色或褐色；含有Cu2+，呈蓝色或绿色，等等。

有些矿物的颜色，与本身的化学成分无关，而是因矿物中所含的杂质成分引起的，称为他色。

如纯净水晶（SiO2）是无色透明的，若其中混入微量不同的杂质，即可具有紫色、粉红色、褐色、黑色等。

无色、浅色矿物常具他色，他色随杂质不同而改变，因此一般不能作为矿物鉴定的主要特征。

有些矿物的颜色是由某些化学的和物理的原因而引起的。

如片状集合体矿物常因光程差引起干涉色，称为晕色，如云母；容易氧化的矿物在其表面往往形成具一定颜色的氧化薄膜，称为锖色，如斑铜矿。

以上都统称为假色。

2.条痕矿物粉末的颜色称为条痕。

通常是利用条痕板（无釉瓷板），观察矿物在其上划出的痕迹的颜色。

由于矿物的粉末可以消除一些杂质和物理方面的影响，所以比其颜色更为固定。

有些矿物如赤铁矿，其颜色可能有赤红、黑灰等色，但其条痕则为樱红色，是一致的；有些矿物如黄金、黄铁矿，其颜色大体相同，但其条痕则相差很远，前者为金黄色，后者则为黑或黑绿色。

因此条痕在鉴定矿物上具有重要意义。

3.光泽矿物表面的总光量或者矿物表面对于光线的反射形成光泽。

光泽有强有弱，主要取决于矿物对于光线全反射的能力。

光泽可以分为以下几种：（1）金属光泽矿物表面反光极强，如同平滑的金属表面所呈现的光泽。

某些不透明矿物，如黄铁矿、方铅矿等，均具有金属光泽。

（2）半金属光泽较金属光泽稍弱，暗淡而不刺目。

一．矿物的物理性质1.1颜色的基本类型：1）自色（狭义的颜色）自色产生的原因(1)某些离子的电子跃迁（常规透明矿物）(2)色素离子离子间电荷转移（含变价元素矿物）(3)能带间电子跃迁（金属矿物、硫化物）(4)色心（碱金属盐类）2）他色矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色。

3）假色由物理光学效应所引起的颜色，是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的干涉、衍射、散射等而引起的颜色。

1.2矿物的透明度1）透明：能透过绝大部分光，条痕为无色、白色或浅色。

2）半透明：可允许部分光透过，条痕呈红、褐等各种深彩色。

3）不透明：基本不允许光透过，条痕呈黑色或金属色。

影响因素：内因：主要与其对可见光的吸收程度有关，即取决于矿物的晶格类型和阳离子类型。

外因：矿物中的裂隙、包裹体，及矿物的集合方式、颜色深浅和表面风化程度。

1.3矿物的光泽1）金属光泽金属光泽：矿物具金属色，条痕呈黑色或金属色，不透明。

2）半金属光泽半金属光泽：矿物呈金属色，条痕为棕色、褐色等深彩色，不透明～半透明。

3）金刚光泽金刚光泽：颜色和条痕均呈浅色、白色或无色，半透明～透明。

4）玻璃光泽玻璃光泽：矿物为无色、白色或浅色，条痕呈无色或白色，透明。

1.4矿物的解理、裂开和断口（矿物被破坏之后展示的现象：1．解理2.断口3.裂开1.4.1解理产生的原因：解理严格受晶体结构因素——晶格类型及化学键类型、强度分布的控制。

解理面常沿面网间化学键力最弱的面网产生。

解理的等级：解理，据其产生的难易程度及完好性，通常分为五级：①极完全解理极完全解理：矿物受力后极易裂成薄片，解理面平整而光滑。

②完全解理：矿物受力后易裂成光滑的平面或规则的解理块，解理面显著而平滑，常见∥解理面的阶梯。

③中等解理：矿物受力后常破裂成较小的不很平滑的平面，解理面不太连续，常呈阶梯状，且闪闪发亮，清晰可见。

④不完全解理：矿物受力后不易裂出解理面，仅断续可见小而不平滑的解理面。

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。