第3讲 宝石矿物的性质

晶体：晶体是具有格子构造的固体，晶形的充分发育 可导致其外部晶面呈规则的几何形态(由晶面、晶棱、 角顶构成)。
隐晶质:一些矿物，虽然其内 部原子结构作有序排列，但不 具外部规则的几何形态，它们 由无数的微晶组成，但这些微 晶尺寸很小，甚至用普通显微 镜都无法观察到，这些矿物称 隐晶质，如玉髓、软玉、绿松 石等。
四方晶系
四方晶系代表宝石有锆石、方柱石和符山石等
符山石 锆石
3．六方晶系
3个或4个晶轴，以4晶轴表示法为例，其纵轴或主 轴（c轴）比其他3个相等的晶轴长或短，3个相等的晶 轴相互以120°相交，纵轴垂直于3个相等晶轴组成的 平面，即a1=a2=a3≠c,α=β=90°，γ=120°。 如 用 三 晶 轴 表 示 ， 则 为 a=b≠c ， α ＝ β=90°,γ=120°。
1．等轴晶系（立方晶系）
晶体中有三个晶轴(直立轴是c轴、前后轴是a轴、左 右轴是b轴)三轴长度相等，垂直相交，即a＝b＝c，α＝β ＝γ＝90°。 理想的晶形是立方体、八面体、菱形十二面体和由 许多小面组成近圆的球型。
等轴晶系
属于等轴晶系的主要宝石有钻石、萤石、石榴石、青金石等
萤石
青金石
2．四方晶系 3个相互垂直的晶轴，其中2个晶轴长度相等，另一 个不等，不等的晶轴为纵轴，两个相等的晶轴为横轴， 即a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°。 理想的晶形是四方柱和四方双锥。
光 相互作用 宝石
产生的效应
影响最佳 加工琢型及比例
评价宝石 的重要依据
鉴定宝石 的理论基础及方法
一、光的本质
光的本质是电磁波，它既具有波动性，又有粒子性。 电磁波的振动方向垂直于传播方向，即光波是横波，并 可用波长、波幅来表示。
电磁波谱

宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）光学性质光和宝石（自然光和偏振光）自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。

偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。

1、光的反射是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。

由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。

特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。

亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。

2、光的折射折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。

全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。

所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。

3、宝石的颜色颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。

这是颜色的本质。

颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。

宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。

（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。

色散；如钻石干涉与衍射；如欧泊的晕彩。

月长石的光彩。

多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。

4、宝石的透明度透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。

透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。

他色：次要成分或杂质所引起的颜色。
如红宝石：Cr3+ 蓝宝石：Fe和Ti
假色：由于某种物理原因所引起的颜色，暗 铜红色的斑铜矿氧化面薄膜形成紫蓝混杂的 斑驳色彩——锖色，即是假色，欧泊的变彩 等。
光泽：
材料表面反射光的能力和特征叫光泽。矿物反光的 强弱主要取决于矿物对光的折射和吸收的程度。
D有色包裹体致色
宝石材料中含有有色包体杂质，因它们的 体色影响，使宝石呈现出相应的颜色。
例如，石英中可含蓝线石包体而呈蓝色、 日光石因含红色赤铁而呈红色等。
传统颜色分类
自色：指矿物自身所固有的颜色，是其主要 成分和结构所决定的。如橄榄石、绿松石、 蓝铜矿、孔雀石、黄铁矿、青金石等。
珍珠的主要成分是文石
4.矿物的形态
矿物的形态是指矿物的存在形式，以矿物单 体、矿物规则连生体及同种矿物集合体形式出现 的外貌特征。 单晶体：单晶、双晶，晶簇等
矿物集合体
矿物集合体：同种矿物 的多个单体聚集在一起的 整体。
二、矿物的物理性质
（一）光学性质 颜色、光泽、透明度、发光性（荧光、磷光） （二）力学性质 硬度、解理、断口、韧性、脆性等 （三）其他性质 电学、热性、磁性等
处在价带顶部的电子当受到外来能量激发，可以跃迁到导带上去。
Eg大于3.1eV（紫光），可见光全部透过，宝石呈无色透明。 Eg小于1.77eV（红光），可见光全部被吸收，宝石呈黑色或灰色。 Eg处于1.77—3.1eV之间，部分可见光被吸收，则呈现透射光的颜
色。
金刚石的呈色
金刚石的呈色，为无色透明。因为其带隙宽度为 5.5ev,大于可见光的能量，不影响呈色。
5）物理光学致色
指由于宝石内部的结构、构造、裂隙、包裹体等

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。