第十四講礦物學(xué)通論礦物的物理性質(zhì)

第十四講礦物學(xué)通論礦物的物理性質(zhì)第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

礦物同自然界各種物理能量相互作用所表現(xiàn)出的一系列性質(zhì)稱為礦物的物理性質(zhì)。例如：與光能作用表現(xiàn)一系列光學(xué)性質(zhì)。如顏色、條痕色、光澤、透明度等；與機(jī)械力作用表現(xiàn)解理、硬度等力學(xué)性質(zhì)；與重力作用表現(xiàn)比重；與電能作用表現(xiàn)一系列電學(xué)性質(zhì)。重點(diǎn)講解光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和比重。第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（一）礦物的光學(xué)性質(zhì)礦物的光學(xué)性質(zhì)是指礦物對自然光的反射、折射和吸收等所表現(xiàn)出來的各種性質(zhì)。包括礦物的顏色、條痕、光澤和透明度。一束光通過晶體時(shí)的路徑示意圖第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二1.

礦物的顏色定義：礦物對入射的白色可見光（390～770nm）中不同波長的光波選擇性吸收后，透射和反射的各種波長可見光的混合色。

礦物的光學(xué)效應(yīng)——反射、吸收、透射

礦物對光全部吸收時(shí)，礦物呈黑色

對所有波長的色光均勻吸收，礦物呈不同程度的灰色

基本上都不吸收則為無色或白色

選擇吸收某些波長的色光，礦物呈現(xiàn)吸收色光的互補(bǔ)色第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二礦物顏色的類型

自色、他色、假色

自色(idiochromatic)：礦物本身固有的成分結(jié)構(gòu)所決定的顏色他色(allochromatic)：由雜質(zhì)、氣液包裹體所引起的顏色假色(pseudochromatic)：是因物理光學(xué)效應(yīng)而產(chǎn)生的顏色

體色、表色體色：物體內(nèi)部所表現(xiàn)出來的顏色。當(dāng)白光透入礦物達(dá)一定深度，且在此過程中選擇吸收不同波長的色光而呈現(xiàn)出其互補(bǔ)色，為礦物所固有的顏色，如橄欖石吸收紫光而呈橄欖綠色表色：即反射色，只有物體的反射光所呈現(xiàn)的顏色，不

透明礦物因吸收非常強(qiáng)，因而表現(xiàn)的都是表面色。第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

對于透明礦物來說，所透過光波的顏色就是該礦物的顏色；對于不透明礦物來說，它的顏色主要決定于其表面反射光波的顏色。根據(jù)產(chǎn)生顏色的原因不同，可將礦物的顏色分為三種：（1）自色——指礦物本身所固有的顏色，它的產(chǎn)生與礦物本身的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接有關(guān)。如果是色素離子引起呈色，那么，這些離子必須是礦物本身固有的組分（包括類質(zhì)同象組分），而不是外來的機(jī)械混入物。自色總是比較固定的，在鑒定礦物上具有重要意義。礦物自色的呈色機(jī)理可歸納為以下幾種：①過渡型金屬元素（色素離子）的d-d電子躍遷

②元素或離子間的電子轉(zhuǎn)移

③晶體結(jié)構(gòu)缺陷造成的電子轉(zhuǎn)移（色心）

④能帶間電子的轉(zhuǎn)移（能帶理論）

第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二離子顏色礦物舉例離子顏色礦物舉例Cr3+紅剛玉(紅寶石)Fe2+綠陽起石，綠泥石綠鈣鉻榴石Fe3+紅赤鐵礦Mn2+玫瑰菱錳礦薔薇輝石褐褐鐵礦黃綠綠簾石綠高嶺石Mn4+黑軟錳礦Cu2+藍(lán)藍(lán)銅礦[UO2]2+黃鈣鈾云母綠孔雀石，綠松石經(jīng)常使礦物呈色的過渡型離子第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（2）他色—指礦物由于外來帶色雜質(zhì)的機(jī)械混入或含氣液包裹體所染成的顏色。如紫水晶、煙水晶、墨晶、紫色螢石、黑色方解石（機(jī)械混入有機(jī)質(zhì)）。引起他色的原因主要與色素離子的存在有關(guān)，但這些色素離子不是礦物本身所固有的組分。如前面所列的三種水晶顏色和螢石的顏色，而乳白色石英的乳白色，是含較多的氣液包裹體所致。他色也是比較固定的，而且是某些礦物的特征性顏色，這樣的他色也可作為鑒定礦物的依據(jù)之一。第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二（3）假色—因礦物存在裂隙或表面氧化薄膜，使入射自然光在礦物表面或進(jìn)入到礦物內(nèi)部產(chǎn)生干涉、衍射、散射等物理光學(xué)效應(yīng)所引起的顏色。常見的假色主要有：①錆色—某些不透明礦物的表面氧化薄膜引起反射光的干涉作用而使礦物表面呈現(xiàn)斑駁陸離的彩色。

②暈色—某些透明礦物內(nèi)部一系列平行密集的解理面或裂隙面對光連續(xù)反射，引起光的干涉，從而使礦物表面常出現(xiàn)如同水面上的油膜所形成的彩虹般的色帶。

③變彩（異彩）—某些透明礦物，因內(nèi)部存在許多厚度與可見光波長相當(dāng)?shù)奈⒓?xì)葉片狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，引起光的衍射、干涉作用，導(dǎo)致其不均勻分布的各種顏色會隨觀察方向的不同而發(fā)生變換。。第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二錆色

暈色

變彩

第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

礦物顏色的命名和描述方法礦物的顏色多種多樣，在描述時(shí)所采用的原則是簡明、通俗，力求確切，

A標(biāo)準(zhǔn)色譜法：利用標(biāo)準(zhǔn)色譜描述礦物的顏色。

B類比法：最好用常見物體作比喻，如鉛灰、鐵黑、天藍(lán)、櫻紅、乳白等。

C二名法：當(dāng)?shù)V物的色彩是由多種色調(diào)構(gòu)成時(shí)，便采用此法，如黃綠、橙黃等。如系同一顏色，但在色上有深淺、濃淡之分時(shí)，則在色別之前加上適當(dāng)?shù)男稳菰~，如深藍(lán)、暗綠、鮮紅等。

在觀察與描述礦物顏色時(shí)，應(yīng)注意下列問題：

a以礦物新鮮面顏色為準(zhǔn)，盡可能避開假色和他色；

b注意觀察礦物顏色的細(xì)微差別；

c注意區(qū)分金屬色（不透明礦物）和非金屬色（透明—

半透明礦物）。

第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

2.礦物的條痕色：是指礦物在無釉素瓷板上摩擦?xí)r留下的粉末的顏色。只有硬度比素瓷板低的礦物（絕大多數(shù)的礦物）才能用此法獲得條痕。

硬度高于素瓷板的礦物，幾乎都是透明或半透明的，其粉末全是白色，沒有必要再試條痕色。多數(shù)情況下，礦物的條痕色比顏色更深。這是因?yàn)榉勰┑谋砻姘纪共黄剑p隙甚多，反射能力很弱。但入射光進(jìn)入粉末內(nèi)部遇到的每一顆粒界面都要反射光線，因而內(nèi)部的反射能力很強(qiáng)，而向外則表現(xiàn)為相互干涉很強(qiáng)。所以，我們看到的條痕色，主要不是礦物的反射色，而是透射色。條痕色的一般規(guī)律表現(xiàn)為：第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（1）透明度高的礦物，其微粒幾乎不吸收光線，因此其條痕為白色或略呈淺色。即使這些礦物因含少量色素離子或機(jī)械雜質(zhì)，其大顆粒顏色很深，甚至為黑色，其條痕仍然是白色的。例如常見的“暗色”造巖礦物——普通輝石和普通角閃石，其顏色為黑色，但條痕卻是白色的。（2）半透明礦物的微粒對透射光表現(xiàn)明顯的吸收，因此其條痕呈現(xiàn)各種顏色。如辰砂的條痕為紅色，孔雀石的條痕為綠色等，多數(shù)呈淺彩色類的顏色。第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（3）不透明礦物的微粒也不透光，因此，當(dāng)其表面反射消失后，呈現(xiàn)出黑色條痕。例如：黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、毒砂等許多具不同金屬色的硫化物皆為黑色條痕；自然金屬具很強(qiáng)的延展性，在素瓷上畫出的條痕不是粉末而是覆蓋在素瓷上的薄片，其表面仍然光滑，所以這部分礦物的條痕不呈黑色而呈與礦物顏色一致的金屬色。但若進(jìn)一步采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ缭诎准埳喜粱蛴檬植?，其條痕仍然是黑色的。由此可見，條痕消除了假色，減弱了他色，突出了自色，它比顏色更穩(wěn)定，是鑒定礦物，尤其是區(qū)別金屬和非金屬礦物的重要鑒定特征之一。

第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

3.透明度——前面已多次用到了透明度的概念，其文字定義為：

礦物允許光線透過的程度。按透光的程度分為：透明、半透明、不透明。透光程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)為：用肉眼直接觀察礦物：當(dāng)隔著厚度為0.03mm的礦物薄片，若可清晰地看到其后物體輪廓的細(xì)節(jié)，則礦物是透明的；若僅能見到其后物體的大致輪廓，則為半透明；若見不到其后物體，則為不透明。第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

在實(shí)際操作中，一般利用礦物的條痕色來間接判斷其透明度：條痕為無色、白色、淺色的礦物一般是透明的；條痕為淺彩色（淺褐、紅、綠）的礦物一般是半透明的；條痕為深色的礦物（黑色或金屬色）一般為不透明的。從顏色上來說，呈非金屬色的礦物為透明或半透明的，具金屬色的礦物為不透明的。礦物的透明度不同，對它們所采用的研究手段也不同。透明和半透明礦物采用透射偏光顯微鏡觀察和研究，而不透明礦物屬于反射偏光顯微鏡研究的范疇。第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

4.光澤：是指礦物表面對可見光反射的強(qiáng)度和特點(diǎn)。根據(jù)礦物新鮮平滑表面（晶面、解理面或磨光面）反射光的強(qiáng)弱和特點(diǎn)，配合礦物的條痕和透明度，可將光澤分為四級：（1）金屬光澤：反射最強(qiáng)，呈明顯強(qiáng)烈的鏡面反射，相應(yīng)的礦物條痕深色，顏色呈金屬色，不透明，如自然銅、方鉛礦等；（2）半金屬光澤：反射比金屬光澤弱，相應(yīng)的礦物條痕呈深彩色至黑色，顏色呈金屬色，不透明，如磁鐵礦、鐵閃鋅礦等；

金屬光澤和半金屬光澤，兩者沒有確切的界線，主要根據(jù)條痕和反光的強(qiáng)弱進(jìn)行綜合判斷。如磁鐵礦和黑鎢礦，前者條痕黑色，但反光明顯較金屬光澤弱；后者雖反光較強(qiáng)，但條痕深彩色，所以這兩個(gè)礦物的光澤都只能定為半金屬光澤。第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（3）金剛光澤：反射很強(qiáng)，但呈鉆石狀的耀眼反光，即金剛石所具有的光澤特點(diǎn)。但一般地來說，只要礦物不具有金屬光澤的特點(diǎn)，也不具有玻璃光澤和其它變異光澤的特點(diǎn)，相應(yīng)的礦物條痕呈淺彩色，半透明，即可定為金剛光澤。（4）玻璃光澤：反射弱，呈平板玻璃一樣的反光，相應(yīng)的礦物條痕無色、白色、淺色，透明，顏色為非金屬色。如方解石、石英、正長石、普通角閃石等絕大多數(shù)造巖礦物。玻璃光澤和金剛光澤的共同特點(diǎn)是反光不象金屬，但兩者的劃分也沒有確切的界線，一般通過表面的反光特點(diǎn)和條痕色加以區(qū)別。第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二按照反射率的大小，光澤分為四級：金屬光澤

R>25%。呈拋光金屬般的光澤半金屬光澤

R=25-19%。呈未刨光金屬般的光澤金剛光澤

R=19-10%。如同金剛石般的光澤玻璃光澤

R=10-4%。如同玻璃般的光澤礦物光澤的分級金屬光澤半金屬光澤金剛光澤玻璃光澤第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

當(dāng)?shù)V物呈細(xì)小集合體或表面不平坦或某種特殊條件下，礦物的光澤常表現(xiàn)出各種變異的特點(diǎn)，這種光澤稱為變異光澤，主要有：（1）絲絹光澤——透明礦物呈纖維狀集合體時(shí)，呈現(xiàn)似絲綢的光澤，如石棉。它的產(chǎn)生顯然是與集合體的形態(tài)特征密切相關(guān)的；（2）油脂光澤——解理不發(fā)育的透明礦物表面象沾有液態(tài)油脂一樣的光澤。油脂光澤適用于顏色較淺的礦物，如霞石、石英；另外還有稱為樹脂光澤或松脂光澤的則適用于顏色較深的，特別是黃棕色的透明礦物，如琥珀、淺色閃鋅礦；（3）珍珠光澤——透明礦物沿一組極完全解理裂成一迭薄片時(shí)，同時(shí)還具有彈性的那些解理薄片的平面上呈現(xiàn)似珍珠或貝殼內(nèi)壁的那種柔和而多采的光澤，如云母的{001}面上和石膏的{010}面上常見。珍珠光澤是由于一系列解理面對光反復(fù)產(chǎn)生反射，并相互發(fā)生干涉所造成的，而且常呈現(xiàn)乳光；第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（4）蠟狀光澤——在透明礦物的隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)致密塊狀體表面上，呈現(xiàn)象蠟燭表面那樣的光澤，如塊狀葉臘石的光澤；（5）瀝青光澤——半透明或不透明的黑色礦物，解理不發(fā)育，在不平坦的斷口上具瀝青狀光亮，如錫石、燧石、瀝青鈾礦等；（6）土狀光澤——即光澤黯淡，或者說無光澤，就象土塊那樣，如高嶺石、煙灰狀輝銅礦、褐鐵礦、鋁土礦等的光澤。透明礦物和不透明礦物的微粒集合體均可呈現(xiàn)土狀光澤。第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二珍珠光澤絲絹光澤蠟狀光澤土狀光澤第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二石英的油脂光澤第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二礦物光學(xué)性質(zhì)關(guān)系表第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

5.礦物的發(fā)光性

礦物在接受外界能量的照射下，能發(fā)射可見光的性質(zhì)稱為發(fā)光性。其實(shí)質(zhì)是礦物晶格吸收了較高外加能量，然后以較低能量再發(fā)射出來造成的。如果在激發(fā)因素作用于礦物時(shí)，礦物產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，而當(dāng)激發(fā)因素停止作用時(shí)，發(fā)光現(xiàn)象便迅速消失。這種發(fā)光現(xiàn)象稱為“螢光”(fluorescence)，如白鎢礦在紫外線照射下發(fā)鮮明的淺藍(lán)色螢光；在外界能量撤除以后，在較長時(shí)間內(nèi)

，還能發(fā)的光叫磷光(phosphorescence)。

礦物受熱而發(fā)光的性質(zhì)稱為熱光性。

第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二（二）礦物的力學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)

指礦物在外力作用下表現(xiàn)出來的各種物理性質(zhì)，要求重點(diǎn)掌握解理、硬度和比重；理解裂開、斷口和磁性；了解彈性、撓性、脆性和延展性等。

1.

解理

(cleavage)

：礦物晶體在外力作用下，沿著一定的結(jié)晶學(xué)方向破裂成一系列光滑平面的固有性質(zhì)，叫做解理。裂成的光滑平面，叫做解理面。對解理的描述從三個(gè)方面入手：第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（1）方向：解理產(chǎn)生的方向總是垂直于結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵強(qiáng)度較弱的方向，即晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)平面間聯(lián)系力相對較弱的部位產(chǎn)生解理。這就是產(chǎn)生解理的根本原因，而引起面網(wǎng)間聯(lián)系力減弱的原因可歸納為以下四方面：①解理面一般平行晶格中面網(wǎng)密度較大的面網(wǎng)，而這些面網(wǎng)之間的間距也相對較大，因而其間的化學(xué)鍵力相對較弱；例如金剛石晶體構(gòu)造中主要面網(wǎng)的間距如下：||{111}為1.545?，||{110}為1.262?，||{100}為0.892?，其中以{111}面網(wǎng)間的距離最大，因而金剛石具有||{111}中等解理；而且，{111}面網(wǎng)也是面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)。第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

②離子晶格中電性中和的面網(wǎng)間聯(lián)系力相對較弱。所謂電性中和面網(wǎng)就是由陰陽離子組成的，正負(fù)電荷相等的質(zhì)點(diǎn)平面。例如在石鹽晶體中||{100}方向的面網(wǎng)即為電性中和平面，相鄰兩電性中和面網(wǎng)間不僅有異號離子的吸引力，而且存在同號離子的排斥力，而||{111}方向的相鄰二面網(wǎng)為異性電荷層相聯(lián)，只有異號離子間的吸引力，顯然||{100}方向面網(wǎng)間的聯(lián)系力比||{111}方向面網(wǎng)間的聯(lián)系力弱得多，所以石鹽晶體具||{100}的完全解理。

第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

③在多鍵型晶格中，解理面必定平行于化學(xué)鍵力最強(qiáng)的面網(wǎng)，同時(shí)垂直于化學(xué)鍵力明顯最弱的方向。例如在石墨的晶體構(gòu)造中，在||{0001}方向面網(wǎng)內(nèi)，碳原子由共價(jià)鍵聯(lián)成堅(jiān)強(qiáng)的層，而該方向面網(wǎng)間僅由很弱的分子鍵聯(lián)系，因而石墨具有||{0001}的極完全解理；④晶體結(jié)構(gòu)中相鄰兩面網(wǎng)為同性電荷層的部位，因?yàn)橥栯x子間有排斥力，因而聯(lián)系力大大減弱。如螢石晶體構(gòu)造中，||{111}方向的質(zhì)點(diǎn)平面是一層Ca2+兩層F-交替排列，其解理就產(chǎn)生于兩層F-離子層間，因而螢石具||{111}完全解理。第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二解理產(chǎn)生的原因（垂直于化學(xué)鍵力最弱的方向）A

解理面一般平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)B

平行于由異號離子組成的電性中和的面網(wǎng)C

當(dāng)相鄰面網(wǎng)為同號離子的面網(wǎng)時(shí)，其間易產(chǎn)生解理D

平行于化學(xué)鍵力最強(qiáng)的方向第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（2）組數(shù)：凡平行于結(jié)構(gòu)中一個(gè)結(jié)晶方向的解理為一組。那么，我們怎樣用一個(gè)簡便的方法來表達(dá)解理的方向和組數(shù)呢？我們知道，解理面總是平行于晶體結(jié)構(gòu)中的面網(wǎng)發(fā)生的，因此它的分布必須與晶體固有的對稱性相一致，亦即若平行于晶體中某一面網(wǎng)方向有解理存在的話，那么，與此面網(wǎng)成對稱重復(fù)關(guān)系的其它面網(wǎng)方向上也應(yīng)該同樣存在性質(zhì)相同的解理。這也就是說，解理必是沿著同一個(gè)單形中的所有晶面方向同時(shí)發(fā)生。因此，解理可以用相應(yīng)地單形符號或單形名稱來表示，亦即單形符號不僅可以表示解理的方向，同時(shí)也表示了解理的組數(shù)。如石鹽具有||{100}的立方體解理，這就表明石鹽具有平行（100）、（010）、（001）三個(gè)方向的三組解理。同時(shí)，解理夾角也相應(yīng)地從單形形態(tài)得知。第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

（3）等級：一般將解理的完好程度分為五級：

①極完全解理：極易獲得解理，解理面大而平坦，極光滑，解理片極薄，如云母、石墨等的解理。②完全解理：易獲得解理，常裂成規(guī)則的解理塊，解理面較大、光滑而平坦，如方解石、方鉛礦等。③中等解理：較易得到解理，但解理面不大，平坦和光滑程度也較差，碎塊上即有解理面又有斷口，如普通輝石等礦物的解理。④不完全解理：較難得到解理，解理面小且不光滑平坦，碎塊上主要是斷口，如磷灰石、綠柱石。⑤極不完全解理：很難得到解理，僅在顯微鏡下偶爾可見零星的解理面，石英一般認(rèn)為沒有解理。不同種的礦物，其解理特征不同，有的無解理；有的有一組解理；而有的則有幾組解理。第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二完全解理第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二中等解理不完全解理第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

極不完全解理極完全解理

（貝殼狀斷口）第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

如果有兩組以上的解理，則需注意其夾角是否等于90，>90或<90；

解理是直接決定于晶體構(gòu)造的性質(zhì)，是晶體最穩(wěn)定的性質(zhì)之一。有某方向解理的晶體，在其任何單體上都可能產(chǎn)生該方向的解理，例如螢石具{111}八面體完全解理，它可以出現(xiàn)在其八面體的單形上，也可以出現(xiàn)在立方體和菱形十二面體的單形上或這些單形的聚形上。而且沿該方向產(chǎn)生的解理，在晶體任何部分都可以同樣產(chǎn)生。因此，解理是鑒定礦物的最重要的特征之一。第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

2.

硬度

是指礦物抵抗某種外來機(jī)械作用力（如刻劃、壓入或研磨）的能力（強(qiáng)度）。通常用摩氏硬度計(jì)作為硬度的等級的標(biāo)準(zhǔn)。其他礦物的硬度是與摩氏硬度計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)礦物互相刻劃，相比較來確定的。在野外工作中，用摩氏硬度計(jì)中的礦物作為比較標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)不夠方便，常借用指甲（2.5）和小刀（5.5）代替標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物來幫助測定被鑒定礦物的硬度。

摩氏硬度是一種相對硬度，應(yīng)用時(shí)極為方便，但較粗略。因此在對礦物作詳細(xì)研究時(shí)，常需要測礦物的絕對硬度。通常采用的絕對硬度值是維克用壓入法測定的，稱為維氏硬度。第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二摩氏硬度計(jì)十種礦物的維氏硬度如下（單位kg/mm2）：

①

滑石

2

⑥

正長石

930

②

石膏

35

⑦

石英

1120

③

方解石

172

⑧

黃玉

1250

④

螢石

248

⑨

硬玉

2100

⑤

磷灰石

610

⑩

金剛石≈10000

第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

礦物的硬度決定于內(nèi)部的成分和構(gòu)造。具原子晶格者硬度最高，如金剛石；具分子晶格的礦物硬度最低，如自然硫；離子晶格礦物則決定于離子的電價(jià)和半徑。在一般情況下，礦物的硬度隨離子電位（電價(jià)/半徑）的絕對值增大而提高；金屬晶格礦物的硬度較低（除某些過渡金屬外）；晶體構(gòu)造中質(zhì)點(diǎn)排列方式，對硬度的影響也很大。構(gòu)造不緊密，將降低硬度；具層狀構(gòu)造的礦物，其層間聯(lián)系力弱，因而硬度一般較低，如滑石、石墨、輝銅礦都具層狀構(gòu)造，層間為分子鍵，它們的硬度均為1；含有水分子的礦物，其硬度通常也不高，如硬度為2的石膏（CaSO4·2H2O）。第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

3．礦物的比重：

是指純凈的單礦物在空氣中的重量與4℃時(shí)同體積水的重量之比。其數(shù)值與密度的數(shù)值相同。在肉眼鑒定中，一般將礦物的比重分為四級：1．輕比重：比重在2.5以下，如石膏的比重為2.32；2．中等比重：比重在2.5—4，大多數(shù)礦物具中等比重，如石英、方解石等；3．重比重：比重在4—7，如重晶石（4.5）；4.特重比重：比重在7以上，如方鉛礦（7.5），少數(shù)礦物可達(dá)到。第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

礦物的比重首先決定于組成礦物的元素的原子量。比重很大的礦物多半含有原子量較大的元素，如重晶石（Ba），方鉛礦（Pb），黑鎢礦（W）；其次，組成礦物的離子或原子的體積，也有很大影響。例如K比Na原子量大得多（大70%），但K+離子體積比Na+離子大得多（大158%），因此含鈉礦物的比重常超過含鉀礦物，如KCl為1.984，NaCl為2.165，鉀長石為2.56，鈉長石為2.62。最后，晶體構(gòu)造緊密程度對礦物的比重起重要作用。例如成分同為碳的石墨和金剛石，比重分別為2.2和3.5，石英和剛玉組分的原子量相近，但剛玉比重為3.965，而石英比重只有2.65，其原因在硬度一節(jié)中已提到。

第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

4.裂開(parting)

：是和解理類似的一種性質(zhì)，但其產(chǎn)生的原因不同，表現(xiàn)也不完全一樣。一個(gè)晶體因存在聚片雙晶或定向包裹體等原因，而在受力后能沿雙晶接合面或包裹體分布面等方向裂開成光滑平面的性質(zhì)即為裂開，有時(shí)也稱裂理。例如，有些磁鐵礦具有八面體{111}裂開。一般認(rèn)為是由釩鈦磁鐵礦的類質(zhì)同象分離產(chǎn)生的鈦鐵礦晶片沿釩磁鐵礦的{111}面網(wǎng)方向分布所致。所以裂開不直接決定于晶體構(gòu)造。因此，某種晶體的某些個(gè)體有某方向裂開，其它個(gè)體就不一定有。在有裂開的晶體中，裂開面也只產(chǎn)生于雙晶接合面，或包裹體分布面，或類質(zhì)同象離熔物分布面等部位，并不是處處都能產(chǎn)生同樣方向的裂開。第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

但是，裂開的方向與晶體構(gòu)造又有不可分割的聯(lián)系。雙晶接合面是晶體構(gòu)造中連生兩晶體的公共面網(wǎng)，在晶體中具有一定的方位，當(dāng)然這只能是接觸雙晶的雙晶接合面；包裹體和類質(zhì)同象熔離物規(guī)則分布的平面，也是晶體構(gòu)造中的一種面網(wǎng)，該面網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與被包裹礦物和熔離物所具有的特征面網(wǎng)相似，因而有利于它們附著生長。因此，裂開也可以用單形名稱和符號描述其方位和組數(shù)。如磁鐵礦的八面體{111}裂開，剛玉的菱面體{1011}裂開以及輝石的{100}裂開等。裂開可不描述等級。第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二

由此，我們可以給裂開下一個(gè)更為確切的定義：一個(gè)晶體因存在聚片雙晶或定向包裹體雜質(zhì)或固熔體離熔物等原因，在受力后能沿這些因素的分布方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。裂開面與解理面有時(shí)在肉眼鑒定中很難區(qū)別。但要記住，常有裂開的礦物，在實(shí)際標(biāo)本上可以有，也可以沒有這一性質(zhì)。解理面和裂開都只能出現(xiàn)在晶質(zhì)礦物中。裂開作為鑒定特征，不如解理穩(wěn)定可靠，但它可以說明該晶體含有某種雜質(zhì)或具有某種雙晶，因而可為礦物的綜合利用或形成條件的研究提供線索。

第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二裂開第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二5.斷口(fracture)

：具極不完全解理的礦物，尤其是沒有解理的晶質(zhì)和非晶質(zhì)礦物，它們受外力打擊后，都會發(fā)生無一定方向的破裂，其破裂面就是斷口。根據(jù)斷口形狀可分為：貝殼狀斷口:

呈圓形的光滑曲面，面上常出現(xiàn)不規(guī)則的同心條紋，形似貝殼狀。如石英和玻璃質(zhì)體。鋸齒狀斷口：呈尖銳鋸齒狀，如自然銅的斷口。參差狀斷口：呈參差不平的形狀，如磷灰石的斷口。土狀（平坦?fàn)睿嗫冢簽橥翣畹V物所特有的粗糙斷口，如塊狀高嶺石的斷口。

第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二鋸齒狀斷口參差狀斷口土狀斷口貝殼狀斷口第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二6．礦物的脆性和延展性

脆性是指礦物受外力作用時(shí)易破碎的性質(zhì)。如食鹽、方解石等。脆性是離子鍵礦物的一種特性。具有過渡型離子－共價(jià)鍵的礦物，離子鍵徹底程度越高，礦物的脆性就越強(qiáng)。

延展性：是指礦物在錘擊或拉伸下，容易成為薄片或細(xì)絲的性質(zhì)。如自然金等。7．礦物的彈性和撓性

彈性：是指礦物在外力作用下發(fā)生彎曲形變，當(dāng)外力解除后又恢復(fù)原狀的性質(zhì)。如云母。

撓性：是指礦物受外力作用發(fā)生彎曲形變，當(dāng)外力作用解除后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。如滑石、綠柱石等。