矿物的力学性质

矿物的⼒学性质矿物受外⼒作⽤所表现的特性。

矿物的⼒学性质主要表现在硬度、解理、断⼝和韧性等⽅⾯。

矿物抵抗外⼒的刻划、压⼊、研磨的能⼒为硬度。

1882年德国⼈摩⽒选择10种硬度不同的矿物作为标准，将硬度分为10级，这10种矿物顺序排列称为摩⽒硬度计。

摩⽒硬度计只代表矿物硬度的相对顺序，⽽不是绝对硬度的等级，如滑⽯的硬度为⽯英的1/3500，⽽⾦刚⽯的硬度为⽯英的1150倍。

摩⽒硬度计硬度矿物名称硬度矿物名称1滑⽯6长⽯2⽯膏7⽯英3⽅解⽯8黄⽟4萤⽯9刚⽟5磷灰⽯10钻⽯在⼒的作⽤下，矿物晶体沿⼀定⽅向发⽣破裂并产⽣光滑平⾯的性质叫解理，沿⼀定⽅向裂开的⾯叫解⾥⾯。

如果矿物受⼒不是按⼀定⽅向破裂，破裂⾯呈不规则形状叫断⼝。

⽆解理的矿物敲打时形成断⼝破裂⾯，如⽯英的破裂⾯是不规则的，多呈贝壳状断⼝。

有解理的矿物敲打后经常按⼀定⽅向裂开，形成有规则的解理⾯，如⽅解⽯可以沿三个⽅向裂开，形成⼩菱形碎块。

不同矿物的解理可能有⼀个⽅向，也可能有⼏个⽅向。

如⽯墨只有⼀个⽅向，称⼀向解理，普通⾓闪⽯的解理有两个⽅向，称⼆向解理，⽯盐晶体和⽅解⽯为三向解理，闪锌矿为六向解理等。

不同矿物不仅解理⽅向不同，⽽且解理程度也不同，根据劈开的难易和⾁眼观察解理⾯的光滑情况，将解理分为：（1）最完全解理（云母、⽯膏等）。

（2）完全解理（⽅解⽯、⽯盐等）。

（3）中等解理（⾓闪⽯、辉⽯等）。

（4）不完全解理（磷灰⽯等）。

（5）极不完全解理或⽆解理（⽯英、磁铁矿等）。

不同矿物解理性质不同，⽽同种矿物的解理⽅向和解理程度总是相同的，所以解理是鉴定矿物的重要特征之⼀。

矿物抵抗切割、锤击、弯曲、拉引等外⼒作⽤的能⼒为韧性。

根据韧性的表现形式⼜可分为脆性、延展性、弹性（屈⽽能伸的性质，如云母）和挠性（屈⽽不能伸的性质，如绿泥⽯）等。

常见矿物的肉眼鉴定方法书签：一、矿物的形态（一）单体形态（二）集合体形态二、矿物的各种物理性质（一）矿物的光学性质（二）矿物的力学性质三、一些常见矿物的特征。

一、矿物的形态矿物的形态有单体形态和集合体形态之分。

（一）单体形态由于矿物具一定的化学成分和结晶构造，在适宜的条件下，可形成具一定外形的几何多面体，称为晶体（crystal）。

完好晶体的自然表面称晶面（crystal face），它相当于结晶格架上质点较密集或联结力较强的网面。

晶体的形态称为晶形（crystal form）。

各种矿物都有其独特的晶形，它是鉴别矿物的重要依据之一。

尽管矿物的晶形多种多样，但归纳起来，矿物单体晶形可分为三种类型：一向延长型呈柱状或针状，如石英、辉锑矿、角闪石等；二向延长型呈片状或板状，如石膏和云母等；三向等长型呈粒状，如黄铁矿等。

矿物的晶体大小与生长环境有关，在适宜条件下某些晶体可生长成巨大的个体，例如，曾发现巨大的白云母晶体，其晶面可达7m2，但有些矿物的晶体极小，如高岭石的晶体仅为10～n×10μm，需在电子显微镜下才能观察到。

同一种岩石中不同矿物的结晶顺序也有先后，先结晶的矿物晶形较完好，后结晶的则受先结晶的矿物限制，常形成扇形不甚规则的“他形”晶。

（二）集合体形态自然界的地质条件较为复杂、呈完好晶形以单体产出的矿物较少，绝大多数矿物都是以多个单体聚合在一起产出，同种矿物的许多个单体聚合在一起形成的整体称矿物集合体。

1．晶质矿物集合体形态：根据集合体中矿物颗粒大小可分为两类：肉眼或放大镜可辨认矿物颗粒界限的显晶集合体和只能在显微镜下辨认出矿物单体的隐晶集合体。

显晶集合体形态多取决于矿物单体的形态和它们的集合方式：如柱状和针状集合体是柱状或针状单体的不规则聚合体；纤维状集合体是针状单体大致平行密集排列而成；放射状集合体是柱状或针状单体，少数可为片状单休，以一点为中心向外成放射状排列而成；片状或板状集合体是片状或板状单体的不规则聚合体；粒状集合体是三向等长的单体的不规则聚合体；最典型且最常见的集合体是石英的晶簇状集合体，所谓晶簇（druse）是指若干个晶体在共同的基座上丛生在一起，且其中发育最好的晶体与基底近于垂直的单晶体群(图2-2)。

矿物表面的力学性能分析矿物表面的力学性能是指矿物表面在外力作用下的物理变化与化学反应。

力学性能主要与表面的力学结构和表面的化学成分有关。

这些因素决定了矿物表面的物理化学性质和稳定性。

一、矿物表面的力学结构矿物表面的力学结构包括晶面、晶格位错和表面缺陷。

晶面是在矿物结晶时生成的等离子体，具有均匀排列的原子结构。

晶格位错是晶格中的杂点，由于不同原子的半径不同或晶体生长时拉伸形变而产生。

表面缺陷是表面原子排列不规则而形成的空穴和空缺。

这些力学结构对矿物表面的稳定性、化学反应和光学性质等产生显著影响。

例如，晶面的平整度影响着矿物表面的反应速率和吸附性能。

位错的分布和密度对矿物表面的形态和强度有很大的影响。

表面缺陷能够影响表面的电子态，从而影响表面反应的速率和选择性。

二、矿物表面的化学性质矿物表面的化学性质决定了它们的吸附、催化和反应活性。

矿物表面的化学成分对它们的物理性质也有很大的影响。

矿物表面的化学反应是从表面的化学吸附开始的。

化学吸附是指在表面吸附了分子的化学反应，分子使表面上的化学键结构发生变化，产生化学反应。

吸附的程度和种类取决于表面的化学成分、表面的结构和吸附剂的性质。

催化剂是一种可以加速反应速率的物质，通常是一种矿物表面化学物质。

催化剂通过在反应中提供中间物，使反应速率加快，同时它不会被反应所消耗。

矿物表面的化学性质和晶面结构决定了催化剂的活性和选择性。

三、矿物表面的稳定性矿物表面的稳定性指表面在外力作用下保持表面形态的能力。

外力包括力学力和化学力。

力学力包括表面张力、湿润性和黏着力。

化学力包括表面化学反应和化学腐蚀。

矿物表面的稳定性取决于表面的力学结构和化学成分。

表面结构的平整度和晶格缺陷决定了表面的物理强度和稳定性。

表面的化学成分、表面处理和地球化学过程中的环境变化纷繁决定了表面的化学稳定性。

结论矿物表面的力学性能是研究表面的物理和化学反应的重要基础。

矿物表面的力学结构、化学成分和稳定性互相影响，决定了矿物表面的物理化学性能和稳定性。

第一章 矿物和岩石第一节 主要造岩矿物一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。

二、物理性质：（一）（一）晶体形态：⎩⎨⎧质点为有序罗列）晶体矿物（组成矿物的火山玻璃、胶体蛋白的质点为无序罗列）：非晶体矿物（组成矿物⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧、钟乳状状、粒状、块状、土状几何体：纤维状、鳞片立方体、菱面体片状、板状针状、柱状单体（二）光学性质：⎪⎩⎪⎨⎧应后的颜色假色：矿物表面氧化反离子的颜色。

它色：矿物中混入色素的混合色。

长的光波后，其余光波自色：矿物吸收某一波、颜色12、条痕：矿物粉末的颜色。

⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧、土状光泽几何体光泽：丝绢光泽断口光泽：油脂光泽珍珠光泽晶面光泽：玻璃光泽、单体光泽：光的能力：、光泽：矿物表面反射3 ⎪⎩⎪⎨⎧不透明半透明透明的程度：、透明度：矿物透射光4（三）力学性质1、硬度：反抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 1 2 3 4 5 6 7 8 9 102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。

知识归纳整理⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧︒︒︒︒见平整光滑处无解理：解理面肉眼难光滑较小，断口发育中等解理：解理面平整分光滑彻底解理：解理面大部全光滑挤彻底解理：解理面完解理程度：，辉石：，角闪石：解理交角：解理组数938756124⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧平整状参差状锯齿状贝壳状沿任意方向的裂开：、断口：外力敲击下，3⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧白云石：遇镁试剂变蓝气泡方解石：遇稀盐酸剧烈化学反应：磁性可塑性滑感挠性弹性（四）其它特殊性质：三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL 起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽无解理 白色弹性2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状半透明 解理交角近90º 解理交角124 º 弹性 挠性橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色珍珠光泽求知若饥，虚心若愚。

矿物的物理力学性质以，矿物的物理性质，是鉴别矿物的重要依据。

（一）光学性质：1．颜色矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。

有自色、他色、假色之分。

自色：是矿物固有的颜色，颜色比较固定。

钙等成分多的矿物，如石英、长石、方解石等，颜色较浅。

他色：不固定，对鉴定矿物没有很大意义。

假色：蓝色和紫色。

2．光泽表现。

按其反射强弱程度，分金属光泽、造岩矿物绝大部分属于非金属光泽。

玻璃光泽：反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。

珍珠光泽：象珍珠一样的光泽，如云母等。

丝绢光泽：石膏和绢云母等。

油脂光泽：光泽。

蜡状光泽：物表面的光泽。

土状光泽：所呈现的光泽。

3．条痕颜色。

对不透明矿物的鉴定很重要。

（二）力学性质1．硬度重要鉴定特征。

在鉴别矿物的硬度时，确定矿物的相对硬度。

摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10摩氏硬度计。

（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金刚石绝对硬度的等级。

矿物硬度的确定，否刻伤的情况而定。

5～称为解理。

有如方解石。

5表产生的一切影响叫火山作用，形成的岩石叫喷出岩。

在地表的条件下，温度降低迅速，矿物来不及结晶或结晶较差。

肉眼不易看清楚。

二、岩浆岩的产状：是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征。

由于岩浆本身成分的不同，受地质条件的影响，岩浆岩的产状大致有下列几种：岩基：深成巨大的侵入岩体，范围很大，常与硅铝层连在一起。

形状不规则，表面起伏不平。

与围岩成不谐和接触，露出地面大小决定当地的剥蚀深度。

岩株：与围岩接触较陡，面积达几平方公里或几十平方公里，其下部与岩基相连，比岩基小。

岩盘：岩浆冷凝成为上凸下平呈透镜状的侵入岩体，底部通过颈体和更大的侵入体连通，直径可大至几千米。

岩床：岩浆沿着成层的围岩方向侵入，表面无凸起，略为平整，范围一米至几米。

岩脉：沿围岩裂隙冷凝成的狭长形的岩浆体，与围岩成层方向相交成垂直或近于垂直。