第二章-礦物的基本性質(zhì)

1、 紅 橙 黃 綠 蘭 青 紫 770 620 592 578 500 464 446 390nm礦物顏色的描述：礦物顏色的描述：?jiǎn)紊ǎ簶?biāo)準(zhǔn)色+程度詞（深、淺、濃、淡、暗等） 如深蘭色、淺黃色、暗紅色二名法：次色+主色 如黃綠色、紫紅色、棕黑色類比法：以常見(jiàn)物質(zhì)的顏色相比擬 如蘋果綠、咖啡色、玫瑰紅 礦物顏色一般用目測(cè)法作定性描述，在某些情況礦物顏色一般用目測(cè)法作定性描述，在某些情況下（寶石鑒定）用定量表征：色調(diào)、亮度與飽和度。下（寶石鑒定）用定量表征：色調(diào)、亮度與飽和度。abcdefghijklmnop 根據(jù)礦物顏色產(chǎn)生的原因可分為自色、他色和假色。 自色自色與礦物本身的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)直

2、接相關(guān)。 他色他色是外來(lái)雜質(zhì)混入所染成的顏色，也可以是氣、液包裹體的存在而引起的顏色。 假色假色是由于某些物理原因造成的與本質(zhì)無(wú)關(guān)的顏色，如轉(zhuǎn)動(dòng)礦物出現(xiàn)顏色變化。 條痕色條痕色是指礦物在白色無(wú)釉瓷上劃擦?xí)r所留下粉末的顏色。 只有硬度低于瓷板的礦物才能測(cè)其條痕色。 礦物的光澤是指礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反光能力。光澤的強(qiáng)弱與折射率N及反射率R、吸收系數(shù)有關(guān)。一般礦物學(xué)中根據(jù)折射率的大小將光澤進(jìn)行分級(jí)。白度白度 礦物的白度是指礦物(多指粉末)反射白光的能力，亦指其潔白的程度。 白度是陶瓷、造紙、涂料等填料礦物重要技術(shù)指標(biāo)之一。 礦物中的有機(jī)質(zhì)、碳質(zhì)、鐵鈦等雜質(zhì)的存在會(huì)影響白度。透明度透明度 透明度是指礦

3、物晶體允許可見(jiàn)光透過(guò)的程度。 礦物的顏色、包體、解理、裂紋以及集合體特征等都影響透明度。 透明度是鑒定寶石品種和質(zhì)量的重要依據(jù)之一。 礦物的發(fā)光性是指礦物在外來(lái)能量的激發(fā)下，發(fā)出可見(jiàn)光的性質(zhì)。 礦物發(fā)光性不是全部物質(zhì)發(fā)光，只是某些受激部分發(fā)光(發(fā)光中心)，而且不伴隨大量的熱輻射，是冷光。當(dāng)激發(fā)作用停止發(fā)光持續(xù)10-8秒以上者稱磷光， 10-8秒內(nèi)迅速消失者稱熒光。 不是所有礦物在受激時(shí)能發(fā)光，少數(shù)礦物的發(fā)光是有用它們本身固有的特性， 大多數(shù)礦物則常因微量雜質(zhì)元素存在有關(guān)。如含稀土元素的螢石和方解石常常產(chǎn)生熒光。含鈣的磷酸鹽中有鑭族元素代替鈣時(shí)常發(fā)出磷光。 3MH =0.7 H指甲為 2 2 .

4、 5，小刀約 5 5 . 5 礦物的耐磨性耐磨性是指礦物受摩擦?xí)r所表現(xiàn)出來(lái)的機(jī)械強(qiáng)度，用耐磨率(或耐磨度)來(lái)表征。 礦物的耐磨率耐磨率是指一定尺寸和形狀的晶體在耐磨試驗(yàn)機(jī)上承受一定的荷重，并置于一定的磨損條件下，經(jīng)過(guò)規(guī)定的磨程磨削后，試樣單位受磨面積上的磨蝕量。 礦物的耐磨性隨硬度的增高而增高隨硬度的增高而增高。 礦物的硬度和耐磨性主要取決于礦物的結(jié)構(gòu)和鍵強(qiáng)結(jié)構(gòu)和鍵強(qiáng)。 影響硬度的主要因素有影響硬度的主要因素有: 原子價(jià)態(tài)和原子間距 配位數(shù) 離子鍵和共價(jià)鍵的狀態(tài) 解理解理是礦物晶體受外來(lái)作用時(shí)，沿一定的結(jié)晶學(xué)方向作平面破裂的性質(zhì)。 破裂的平面稱解理面解理面。 解理的方向服從于晶體的對(duì)稱性。 解

5、理的發(fā)生及其完善程度取決于晶體結(jié)構(gòu)中不同方向上鍵強(qiáng)的差異鍵強(qiáng)的差異，解理平行于強(qiáng)健，解理面一般平行于網(wǎng)面密度最大或陰陽(yáng)離子電性中和或同號(hào)離子相鄰的網(wǎng)面。 解理是鑒定礦物的重要標(biāo)志之一。鋰輝石110中等解理橄欖石100、010不完全解理 斷口是礦物晶體在外力作用下所產(chǎn)生的不規(guī)則破裂面。 化學(xué)鍵強(qiáng)度在個(gè)方向差別不大的礦物晶體(如石英、石榴子石等)的斷口發(fā)育。 高硬度礦物易于形成尖銳的棱角。 礦物斷口的形態(tài)主要有： 貝殼狀斷口 纖維狀及多片狀斷口 鋸齒狀斷口 參差狀斷口 階梯狀斷口 裂開(kāi)也是礦物受外力作用沿一定結(jié)晶學(xué)方向產(chǎn)生的平面破裂，但與解理不同的是它并非礦物固有的特征，其產(chǎn)生系在一定網(wǎng)面間有離溶

6、成因的夾層等因素造成的。 機(jī)械形變機(jī)械形變是指礦物受到外力作用時(shí)所產(chǎn)生的形狀、體積的變化。 根據(jù)變形物體在外力停止作用后能否恢復(fù)原狀，可分為彈性形變彈性形變和塑性形變塑性形變。 塑性形變的實(shí)質(zhì)是形變結(jié)果使晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)處于新的平衡或準(zhǔn)平衡位置，使晶體達(dá)到了新的勢(shì)能最小值，從而是形變不能再自動(dòng)恢復(fù)。 產(chǎn)生塑性形變的機(jī)理，一種是形成機(jī)械雙晶，另一種是晶格滑移。晶格滑移是塑性形變的主要形式，它未導(dǎo)致晶格破壞，但可以使晶體伸長(zhǎng)或變扁，從而表現(xiàn)出延性和展性。 抗壓、抗折及抗拉強(qiáng)度是礦物材料機(jī)械強(qiáng)度的主要性能參數(shù)。 礦物材料抵抗單軸壓力破壞時(shí)的最大能力為抗壓強(qiáng)度。 抗折強(qiáng)度是指一定尺寸和形狀的樣品，在靜彎曲

7、負(fù)荷作用下抵抗斷裂的強(qiáng)度。 抗拉強(qiáng)度指礦物材料抵抗單軸拉伸破壞的最大能力。 影響上述三種強(qiáng)度的主要因素有： 礦物的成分和結(jié)構(gòu)，尤其是鍵強(qiáng)及其分布方向； 晶體中的包裹體及裂隙 礦物顆粒的大小、膠結(jié)物的種類 一、導(dǎo)熱性一、導(dǎo)熱性 熱傳導(dǎo)是指物質(zhì)直接接觸部分之間的熱傳遞。這種傳熱過(guò)程是依靠物質(zhì)微觀質(zhì)點(diǎn)（分子、原子或電子的能力傳遞而實(shí)現(xiàn)的，與宏觀運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。導(dǎo)熱是物質(zhì)的本能。 影響礦物材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素主要有： 礦物的成分及晶體結(jié)構(gòu) 晶體缺陷 雜質(zhì) 裂隙和包裹體 二、熱膨脹性二、熱膨脹性 礦物的熱膨脹以線熱膨脹率表征。 熱膨脹率指礦物每升高絕對(duì)溫度1度，礦物長(zhǎng)度增長(zhǎng)量同原長(zhǎng)度的比值。 根據(jù)熱膨脹曲線的形

8、狀與溫度的關(guān)系，可分為： 正常熱膨脹：隨溫度升高，熱膨脹曲線連續(xù)上升，兩者具有良好的線性關(guān)系； 異常熱膨脹：熱膨脹曲線隨溫度升高呈現(xiàn)非一致的上升或下降，曲線與溫度沒(méi)有良好的線性關(guān)系。 礦物的熱膨脹性與其晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵性質(zhì)密切相關(guān)。 礦物的熱膨脹服從礦物對(duì)稱性。等軸晶系和非晶質(zhì)礦物只有一個(gè)熱膨脹率，中級(jí)晶族礦物有兩個(gè)主熱膨脹率，低級(jí)晶族有三個(gè)主熱膨脹率。 晶體結(jié)構(gòu)以氧的最緊密堆積為基礎(chǔ)的，具有較大的熱膨脹率。 熱膨脹在具有開(kāi)闊空隙結(jié)構(gòu)的礦物中除溫度效應(yīng)外，還有兩種附加效應(yīng)； （1） 原子或離子能夠朝向結(jié)構(gòu)中開(kāi)闊空隙呈現(xiàn)非均一振動(dòng)的效應(yīng)，結(jié)果在此方向膨脹率減??； （2）伴有配位多面體轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)。

9、 礦物的熱膨脹性隨化學(xué)鍵強(qiáng)度不同而異。鍵力強(qiáng)的方向熱膨脹小，分子鍵方向膨脹率大，離子鍵次之，共價(jià)鍵最小，常有負(fù)膨脹現(xiàn)象。 三、耐熱性三、耐熱性 耐熱性是礦物抵抗由于加熱而引起的成分和晶體結(jié)構(gòu)破壞的能力。 在加熱過(guò)程中，礦物成分的破壞主要通過(guò)氧化、還原、分解、失水、放出氣體等方式；晶體結(jié)構(gòu)的破壞主要有相變、分解、熔融等。 礦物的耐熱性與晶體類型及化學(xué)成分密切相關(guān)。 共價(jià)鍵離子鍵金屬鍵分子鍵 含水、氫氧根、易與氧形成揮發(fā)性氣體的元素（如C、S、N）以及含助熔成分（如K2O、Na2O、CaO、MgO）的礦物耐熱性較差。 Al代Si將增加硅酸鹽礦物的熱穩(wěn)定性。 一、磁性一、磁性 礦物的磁性指礦物受外磁

10、場(chǎng)作用時(shí)，因被磁化而呈現(xiàn)出能被外磁場(chǎng)吸引或排斥或?qū)ν饨绠a(chǎn)生磁場(chǎng)的性質(zhì)。 礦物磁性主要來(lái)源于組成成分中的原子磁矩或離子磁矩。而原子磁矩或離子磁矩又主要來(lái)自核外電子的自旋磁矩和軌道磁矩。 礦物的磁性由磁化率X來(lái)表征，它等于磁化強(qiáng)度M與外磁場(chǎng)強(qiáng)度H的比值。 根據(jù)選礦需要，可分為：磁性礦物（磁鐵礦、雌黃鐵礦） 電磁性礦物（黑云母、角閃石） 無(wú)磁性礦物（方解石、石英） 二、導(dǎo)電性二、導(dǎo)電性 礦物的導(dǎo)電性指礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力。 導(dǎo)電性的強(qiáng)弱用電阻率（電阻系數(shù)）來(lái)表示。 礦物的導(dǎo)電能力很大程度上取決于化學(xué)鍵的類型，具有金屬鍵的礦物導(dǎo)電性強(qiáng)，離子鍵、共價(jià)鍵或分子鍵礦物導(dǎo)電性弱或不導(dǎo)電。另外，它還受組分、溫度

11、、濕度、裂隙等因素的影響。 根據(jù)導(dǎo)電能力不同，礦物可分為良導(dǎo)體礦物、半導(dǎo)體礦物和非導(dǎo)體礦物。 三、介電性三、介電性 礦物的介電性指礦物在外加電場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì)，它由介電常數(shù)來(lái)表征。 礦物的介電常數(shù)反映礦物在外加電場(chǎng)中的極化作用。極化作用越大，介電常數(shù)越大。 礦物微粒在電場(chǎng)作用下電荷發(fā)生位移（產(chǎn)生出偶極矩）稱為極化。從微觀上可分為電子極化、離子極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化和空間電荷極化。 礦物的介電性是評(píng)價(jià)絕緣材料和制作電容材料的重要指標(biāo)。 四、壓電性四、壓電性 礦物的壓電性指礦物晶體在垂直極軸方向受到壓應(yīng)力或張應(yīng)力時(shí)，在極軸兩端產(chǎn)生電荷的性質(zhì)。 兩端電荷數(shù)量相等而符號(hào)相反，且荷電量正比于應(yīng)力的大

12、小。應(yīng)力方向反轉(zhuǎn)時(shí)，兩端電荷易號(hào)。 如果在極軸兩端使之分別有電性相反的電荷時(shí)，則發(fā)現(xiàn)兩端之間產(chǎn)生伸長(zhǎng)或縮短，稱為電致伸縮。 只有不具對(duì)稱中心而有極軸存在的晶體才有可能具有壓電性。 晶體的壓電性在各種換能器、超聲波發(fā)生器及諧振片等方面應(yīng)用廣泛。 礦物表面上的質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）所處的狀態(tài)與內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不同，從而使礦物表面具有一系列特殊的性質(zhì)。 礦物的表面性質(zhì)與礦物的表面成分、表面結(jié)構(gòu)、表面電子態(tài)、比表面積、表面能以及所處的介質(zhì)性質(zhì)密切相關(guān)。 比表面積和表面能 吸附性 表面電性 礦物與液體親和性 一、比表面積和表面能一、比表面積和表面能 單位重量礦物所具有的表面積稱為比表面積。 比表面積是表征礦物

13、表面性質(zhì)的基本指標(biāo)之一。影響礦物比表面積的主要因素有多種，粒度越小、顆粒間膠結(jié)力越弱、解理越發(fā)育、分散程度越高，比表面積越大。 位于表面的質(zhì)點(diǎn)處于礦物晶體與介質(zhì)（氣體或液體）的界面上，電價(jià)不飽和，同時(shí)受到晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)和介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的引力，兩者引力不平衡使礦物表面形成一定的勢(shì)能，稱之為表面能。單位面積上的表面能稱比表面能。 表面能與比表面積、溫度、壓力及介質(zhì)條件有關(guān)，并對(duì)礦物吸附性、表面電性等產(chǎn)生重要影響。 二、吸附性二、吸附性 由于表面能的存在，一切礦物都不同程度地具有吸附介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)到其表面上的能力。礦物的這種性質(zhì)稱為吸附性。 礦物的吸附有物理吸附和化學(xué)吸附。 影響礦物吸附的主要因素有： 礦物和被吸

14、附物質(zhì)的種別 表面積 溫度 濕度、壓力 三、表面電性三、表面電性 礦物由于化學(xué)吸附、表面層中離子的溶解或置換等原因使表面帶電。 礦物分散在溶液中，由于靜電引力可吸附溶液中的離子形成雙電層結(jié)構(gòu)。吸附層和擴(kuò)散層的分界面為滑動(dòng)面，滑動(dòng)面與溶液深處的電位差為電動(dòng)點(diǎn)位。 礦物表面電性是決定礦物絮凝、凝聚、分散等作用的重要因素。 影響礦物表面電性的主要因素有： 礦物的種類 溶液的性質(zhì) 礦物表面形態(tài)和顆粒大小 表面被風(fēng)化、雜質(zhì) 四、礦物與液體親和性四、礦物與液體親和性 吸濕性指礦物在一定條件下從空氣中吸附水分的性質(zhì)，它主要與礦物細(xì)度、比表面積、環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。 潤(rùn)濕性指液體使礦物表面濕潤(rùn)的難易程度。 流變性指含水量超過(guò)液限時(shí)形成細(xì)分流體流動(dòng)和變形的特性，包括膠凝強(qiáng)度、塑性粘度、觸變性等。影響流變性的因素