礦物學(xué)全套課件

礦物的化學(xué)成分

研究意義：

①

礦物的化學(xué)成分是區(qū)別不同礦物的重要依據(jù)；

②

礦物化學(xué)成分的變化特點(diǎn)常作為反映礦物形成條件的標(biāo)誌；

③

礦物化學(xué)成分是人類(lèi)利用礦物

資源的一個(gè)重要方面。

一、元素克拉克值

克拉克值（clarke）：各種化學(xué)元素在地殼中的平均含量(即元素在地殼中的豐度(abundance))

之百分?jǐn)?shù)。

§1地殼中化學(xué)元素的豐度

表示：

①

品質(zhì)百分?jǐn)?shù)（weightpercent）

——品質(zhì)克拉克值

②

原子百分?jǐn)?shù)（atompercent）

——原子克拉克值

二、地殼中化學(xué)元素的分佈特徵

1）元素分佈的極不均勻性

豐度最大者：O——46.6%

豐度最小者：

Rn——7×10-16%2）地殼的主要化學(xué)組成為O、Si、

Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti

等十種。

前8種元素豐度最高，占地殼總重量的99%以上，是地殼中各類(lèi)巖石的

基本成分。含氧鹽和氧化物礦物分佈最廣，其中矽酸鹽礦物占礦物總種數(shù)

的24%，占地殼總重量的3/4；氧化物礦物占礦物種總數(shù)的14%，占地殼總重量的17%。

地殼中分佈最廣泛的八種元素元素品質(zhì)克拉克值（%）

原子克拉克值

（%）體積百分比

（%）O46.6062.5593.77Si27.7221.220.86Al8.136.470.47Fe5.001.920.43Ca3.631.941.03Na2.832.641.32K2.591.421.83Mg2.091.840.29

3）聚集元素和分散元素

礦物的形成，取決於：

①

元素的豐度；

②

元素的地球化學(xué)性質(zhì)

聚集元素(aggregatedelement)：

豐度很低，但趨於集中，形成獨(dú)立的礦物種，甚至富集成礦床。

如Sb、Bi、Hg、Ag、Au等。

分散元素(dispersedelement)：

豐度遠(yuǎn)比聚集元素為高，但趨於分散，很少能形成獨(dú)立的礦物種，

而常常作為微量的類(lèi)質(zhì)同像混入物

賦存於主要由其他元素所組成的

礦物中。如Rb、Cs、Ga、In、Sc等。

一、礦物的化學(xué)成分類(lèi)型

1．單質(zhì)：

由同一種元素的原子自相結(jié)合而成的礦物。如自然元素礦物?！?礦物的化學(xué)成分2．化合物：

由兩種或兩種以上元素組成的

礦物。如含氧鹽、氧化物和氫氧化物、鹵化物、硫化物及其類(lèi)似化合物

礦物。

二、礦物的化學(xué)計(jì)量性與非化學(xué)計(jì)量性

1．概念

1）礦物的化學(xué)計(jì)量性（stoichiometry）

少數(shù)礦物的化學(xué)成分相當(dāng)固定，

其化學(xué)組成遵守物理化學(xué)分配定律

——定比定律和倍比定律，各組分間具嚴(yán)格的化合比，其化學(xué)組成可由理想

化學(xué)式表示。如水晶（SiO2）。

天然礦物並非理想化學(xué)純的物質(zhì)。由於環(huán)境的複雜性，大多數(shù)礦物因類(lèi)質(zhì)同像替代致使其化學(xué)組成在

一定範(fàn)圍內(nèi)變化，但各晶格位置上

成類(lèi)質(zhì)同像關(guān)係的各組分?jǐn)?shù)量總和之間仍遵循定比定律。如橄欖石

(Mg,Fe)2[SiO4]等?；瘜W(xué)計(jì)量礦物：

在各晶格位置上的組分之間遵守定比定律、具嚴(yán)格化合比

的礦物。

2）礦物的非化學(xué)計(jì)量性

非化學(xué)計(jì)量礦物：某些含變價(jià)元素的礦物，因形成過(guò)程中常處?kù)恫煌难趸€原條件下，其價(jià)態(tài)會(huì)發(fā)生變化。由於受化合物電中性的制約，其內(nèi)部必然存在某種晶格缺陷，致使其化學(xué)組成偏離理想化合比，不再遵循定比定律。

注意：

某些礦物，特別是在高溫條件下，相對(duì)地容許存在大量空位。如FeS

化合物，可以高溫下通過(guò)暴露在真空或高硫蒸氣壓下，極易改變其化學(xué)計(jì)量性，而變?yōu)榇劈S鐵礦的成分（

Fe1-xS），高溫下x=0～0.125，其陽(yáng)離子空位隨機(jī)分佈（Putnis,A.,1992）。2．研究意義

礦物總是以成分非化學(xué)計(jì)量性

顯示其標(biāo)型特徵。如含金硫化物的

偏離化學(xué)計(jì)量的元素比即具標(biāo)型性。

二、礦物化學(xué)成分變化的原因

1．主要原因

1）類(lèi)質(zhì)同像替代

2）非化學(xué)計(jì)量性

2．其他因素

1）陽(yáng)離子的可交換性

2）膠體的吸附作用

3）礦物中含水量的變化（含沸石水或?qū)娱g水）

4）以顯微包裹體形式存在的機(jī)械混入物等

一、膠體礦物的概念

1．膠體

一種或多種物質(zhì)的微粒（粒徑一般

1～100nm

）分散在另一種物質(zhì)之中而形成的不均勻的細(xì)分散系。前者稱(chēng)

分散相(分散質(zhì))，後者稱(chēng)分散媒(分散劑)?！?膠體礦物及其化學(xué)成分特點(diǎn)

注意：

1）膠體系兩相或多相物質(zhì)的混合物。

2）分散相和分散媒均可是固體、

液體或氣體。

3）膠體：

①

膠溶體：分散媒遠(yuǎn)多於分散相

②

膠凝體：分散媒遠(yuǎn)少於分散相

膠體微粒的性質(zhì)：

①

分散相與分散媒的量比不固定；

②

具極大的比表面積和很高的

表面能；

③

表面的電荷未達(dá)到飽和，故具極強(qiáng)的吸附性。

（能吸附與其電荷相反的其他離子）

2．膠體礦物

由以水為分散媒、以固相為分散相

的水膠凝體而形成的非晶質(zhì)或超顯微

的隱晶質(zhì)礦物。嚴(yán)格地說(shuō)，它只是

含吸附水的準(zhǔn)礦物。如蛋白石（

SiO2·nH2O）、大多數(shù)粘土礦物。

膠體礦物的特點(diǎn)：

①多形成於表生作用中，少數(shù)為熱液或火山成因。

②主要形成Fe、Mn、Al、Si、P質(zhì)等礦物。③

為隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)體，故呈現(xiàn)鮞狀、

腎狀、鐘乳狀和葡萄狀等特殊形態(tài)。

④由於形成時(shí)膠體的吸附作用，故成分變化大。⑤膠體礦物的化學(xué)成分具有不固定性和複雜性。

二、膠體的老化

膠體礦物不穩(wěn)定，具有吸附其他物質(zhì)

和自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶質(zhì)的趨勢(shì)。

膠體的老化：膠體礦物形成後，隨著時(shí)間的推移或熱力學(xué)因素的改變，膠粒會(huì)自發(fā)地凝聚，進(jìn)一步發(fā)生脫水作用，顆粒逐漸增大而成為隱晶質(zhì)，最終可轉(zhuǎn)變?yōu)轱@晶質(zhì)礦物。變膠體礦物：

由膠體礦物老化形成的隱晶質(zhì)或顯晶質(zhì)礦物，往往可保留原膠體

礦物的外貌。如蛋白石經(jīng)老化成為

玉髓。

一、水的存在形式

H2O、(OH)－、H+和(H3O)+

§4礦物中的水

二、“水”的類(lèi)型據(jù)“水”在礦物中的存在形式及其在晶體結(jié)構(gòu)中的作用，主要分為

吸附水、結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水三種基本類(lèi)型，以及層間水和沸石水兩種

過(guò)渡類(lèi)型。

水在礦物中的作用水的主要類(lèi)型礦物和礦物集合體中水的種類(lèi)不參加晶格吸附水（中性的H2O分子）

汽態(tài)水濕存水液態(tài)水（薄膜水毛細(xì)管水）膠體水固態(tài)水參加晶格

結(jié)晶水（中性的H2O分子）

結(jié)晶水化物的水

沸石水

層間水

結(jié)構(gòu)水（OH-,H+,H3O+離子）

1．吸附水

被機(jī)械地吸附於礦物顆粒的表面和裂隙中，或滲入礦物集合體中的

中性水分子(H2O)。它不參加晶格，

不屬於礦物的化學(xué)組成。

注意：

1）吸附水含量不定，隨溫度和濕度而異。

常壓下，溫度增至100～110℃時(shí)，礦物中

吸附水即全部失去而不破壞晶格。

2）吸附水的一種特殊類(lèi)型——膠體水，是膠體礦物本身的固有特徵，應(yīng)列入礦物的化學(xué)式，如蛋白石：SiO2·nH2O。

膠體水的失水溫度一般100～250℃。2．結(jié)晶水

以H2O的形成存在於礦物晶格中

一定位置上的水，是礦物固有組分之一，水含量一定，其數(shù)目與其他

組分的含量成簡(jiǎn)單的比例關(guān)係。

注意：

1）結(jié)晶水出現(xiàn)於大半徑絡(luò)陰離子的含氧鹽礦物中。

2）結(jié)晶水的作用：

通過(guò)以一定的

配位形式環(huán)繞小半徑的陽(yáng)離子形成水化陽(yáng)離子，以增大陽(yáng)離子的體積而

不改變其電價(jià)，從而與大的絡(luò)陰離子組成穩(wěn)定的化合物，如石膏：

Ca[SO4]·2H2O。3）結(jié)晶水的失水溫度一般均在

200～500℃，個(gè)別可高達(dá)600℃。

4）失水後，礦物晶格即完全被破壞、改造而成新的結(jié)構(gòu)。3．結(jié)構(gòu)水（化合水）以(OH)－、H+或(H3O)+離子形式存在於礦物晶格中一定位置上、並有確定的含量比的“水”。

注意：

1）尤以(OH)－最常見(jiàn)，主要存在於

氫氧化物和層狀矽酸鹽等礦物中。如：水鎂石水鎂石

Mg(OH)2，高嶺石高嶺石Al4[Si4O10](OH)8，

天然鹼

Na3H[CO3]·2H2O，

水雲(yún)母

(K,H3O)Al2[AlSi3O10](OH)2等。

2）結(jié)構(gòu)水的失水溫度一般約在

600～1000℃。失水後結(jié)構(gòu)完全被破壞。4．層間水存在於某些層狀結(jié)構(gòu)矽酸鹽（如粘土礦物）晶格中結(jié)構(gòu)層之間結(jié)構(gòu)的H2O，其主要與層間陽(yáng)離子結(jié)合成水合離子。

1）結(jié)構(gòu)層表面存在過(guò)剩的負(fù)電荷，可吸附其他金屬陽(yáng)離子，後者再

吸附H2O，從而在相鄰結(jié)構(gòu)層之間形成水分子層，即層間水。其含量

隨所吸附的陽(yáng)離子的種類(lèi)、環(huán)境的

溫度和濕度而異，可在相當(dāng)大的

範(fàn)圍內(nèi)變化，並可有確定的上限值。

如多水高嶺石Al4[Si4O10](OH)8·4H2O等。2）失水溫度一般100～250℃±。通常加熱至幾十度即開(kāi)始脫水，常壓下至110℃±則大量失水。

3）失水後，晶格並不被破壞，

僅結(jié)構(gòu)層之間距離縮短，晶胞參數(shù)

c0減小，礦物的比重和折射率增大；且在潮濕的環(huán)境中又可重新吸水。

如蒙脫石蒙脫石

(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[(Si,Al)4O10](OH)2·nH2O

具明顯的吸水膨脹的特性；

而蛭石蛭石(Mg,Ca)0.5(Mg,Fe+,Al)3[(Si,Al)4O10](OH)2·4H2O

則表示出顯著的熱膨脹性。

5．沸石水主要存在於沸石族礦物晶格中寬大的空腔和通道中的H2O，與其中的陽(yáng)離子結(jié)合成水合離子。絲光沸石結(jié)構(gòu)照相

注意：

1）水的含量隨溫度和濕度而異，

上限值與其他組分含量具簡(jiǎn)單比例關(guān)係。

2）失水一般從80℃開(kāi)始，至400℃時(shí)

沸石水可全部失去。3）沸石水易失去也易複得，其得失

不會(huì)破壞晶格，只是礦物的晶格常數(shù)

和某些物理性質(zhì)稍有變化。失水後的

沸石可重新吸水，並恢復(fù)到原來(lái)的

含水限度，再現(xiàn)其原來(lái)的物理性質(zhì)。

如鈉沸石

Na2[(Al2Si3O10]·2H2O。

需說(shuō)明：

1）單礦物的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)中，

H2O－稱(chēng)負(fù)水，通常意指不參加晶格的吸附水，當(dāng)樣品烘乾到110℃之前即全部逸去；而正水H2O+系指參加晶格的結(jié)構(gòu)水或結(jié)晶水，其失水溫度通常高於110℃。2）有些參加晶格的層間水、沸石水

及部分結(jié)晶水在低於110℃也可逸出晶格，故分析時(shí)應(yīng)以特殊方法處理樣品中的水。

一、礦物的化學(xué)式

1．概念

礦物的化學(xué)式：以組成礦物的

化學(xué)元素符號(hào)按一定原則表示礦物的

化學(xué)成分。是以單礦物的化學(xué)全分析

所得的相對(duì)品質(zhì)百分含量為基礎(chǔ)而計(jì)算出來(lái)的?！?礦物的化學(xué)式及其計(jì)算2．表示方法

1）實(shí)驗(yàn)式：僅表示礦物中各組分的種類(lèi)及其數(shù)量比。如白雲(yún)母

H2KAl3Si3O12

或

K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O2）結(jié)構(gòu)式：即晶體化學(xué)式。既能表明礦物中各組分的種類(lèi)及其數(shù)量比，又能反映出它們?cè)诰Ц裰械南嗷リP(guān)係

及其存在形式。如白雲(yún)母

KAl2[(Si3Al)O10](OH)2

礦物晶體結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)原則：

①

基本原則是陽(yáng)離子在前，陰離子或絡(luò)陰離子在後。絡(luò)陰離子需用方括號(hào)括起來(lái)。如石英SiO2，方解石Ca[CO3]。

②

對(duì)複化合物，陽(yáng)離子按鹼性

由強(qiáng)→弱、價(jià)態(tài)從低→高排列。如

白雲(yún)石

CaMg[CO3]2，磁鐵礦

FeFe2O4

（即Fe2+Fe3+2O4）

③

附加陰離子通常寫(xiě)在陰離子或絡(luò)陰離子之後，如

氟磷灰石Ca5[PO4]3F

，白雲(yún)母

KAl2[(Si3Al)O10](OH)2

④

礦物中的水分子寫(xiě)在化學(xué)式的

最末尾，並用圓點(diǎn)將其與其他組分

隔開(kāi)。若含水量不定，則常用nH2O

或aq表示，如石膏

Ca[SO4]·2H2O，

蛋白石

SiO2·nH2O或SiO2·aq

。

⑤

成類(lèi)質(zhì)同像替代關(guān)係的離子，

用小括弧括起來(lái)，並按含量由多→少排列，中間用逗號(hào)分開(kāi)。

如

鐵閃鋅礦

(Zn,Fe)S

，

黃玉

Al2[SiO4](F,OH)2

。

注意：在計(jì)算出礦物中各元素的離子數(shù)之後，書(shū)寫(xiě)晶體化學(xué)式時(shí)，習(xí)慣上，將其具體數(shù)值分別寫(xiě)在各元素符號(hào)之右下角，

同時(shí)成類(lèi)質(zhì)同像替代關(guān)係的各元素之間無(wú)需再加逗號(hào)，並在小括弧之後下角列出小括弧內(nèi)各元素離子數(shù)之總和。

如某單斜輝石

(Ca0.960Na0.040)1.000(Mg0.820Fe2+0.060Fe3+0.050Al0.030Mn0.020Ti0.020)1.000[(Si1.920Al0.080)2.000O6]

二、礦物晶體化學(xué)式的計(jì)算

（一）依據(jù)

①

單礦物的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)；

②

晶體化學(xué)理論及晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)，

對(duì)礦物中各元素的存在形式作出合理的判斷，並按照電價(jià)平衡原則，

將其分配到適當(dāng)?shù)木Ц裎恢蒙希?/p>

③

x射線結(jié)構(gòu)分析資料。

注意：

單礦物的化學(xué)全分析的結(jié)果，其一般允許誤差≤1%，即礦物中

的各元素或氧化物的品質(zhì)百分含量（WB%）之總和應(yīng)在99%～101%。（二）方法

1．成分較簡(jiǎn)單的礦物化學(xué)式計(jì)算步驟：

①

檢查礦物化學(xué)分析結(jié)果是否符合精度要求。

②

③

將各組分的摩爾數(shù)化為簡(jiǎn)單的整數(shù)。

④

寫(xiě)出礦物的化學(xué)式。某黃銅礦的化學(xué)式計(jì)算組分品質(zhì)百分?jǐn)?shù)（WB%）原子量組分摩爾數(shù)組分摩爾數(shù)之比化學(xué)式Cu34.5463.550.54351CuFeS2Fe30.3055.850.54251S35.0332.061.09262合量99.872．成分複雜的礦物化學(xué)式計(jì)算

計(jì)算原則：

⑴儘量使占位的離子數(shù)目保持合理；

⑵儘量使正負(fù)電荷總數(shù)保持平衡。

計(jì)算前提：

⑴必須有礦物的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)；

⑵必須已知礦物的化學(xué)通式。

1）陰離子法

2）陽(yáng)離子法返回鮞狀腎狀返回下一頁(yè)返回下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回返回下一頁(yè)返回Mg(OH)2內(nèi)部結(jié)構(gòu)下一頁(yè)返回[(Si,Al)O4][AlO4(OH)2]白雲(yún)母KAl2[AlSi3O10](OH)2返回返回返回返回返回返回下一頁(yè)返回返回返回返回返回返回返回返回返回Chap.3

礦物的形態(tài)

礦物的形態(tài)是指礦物單體、

礦物規(guī)則連生體及同種礦物集合體的外貌特徵。

影響因素：

內(nèi)因：礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

外因：礦物形成時(shí)的環(huán)境條件

研究意義：

1）鑒定礦物

2）推測(cè)礦物形成時(shí)的物理化學(xué)條件，指導(dǎo)找礦。

礦物單體的形態(tài)，包括整個(gè)單晶體的外貌及晶面花紋特徵。

§1礦物單體的形態(tài)

一、晶體習(xí)性

1．概念

晶體習(xí)性（crystalhabit，結(jié)晶習(xí)性

或晶習(xí)）：礦物晶體在一定的外界條件下，常常趨向於形成某種特定的習(xí)見(jiàn)形態(tài)。

晶習(xí)的含義有二：

1）主要強(qiáng)調(diào)礦物晶體的總體外貌

特徵，即主要考慮晶體在三維空間

相對(duì)發(fā)育的情況和形態(tài)；

2）有時(shí)有具體指晶體常見(jiàn)的單形的種類(lèi)。2．類(lèi)型依據(jù)晶體在三維空間的發(fā)育程度，

晶體習(xí)性大致分為三種基本類(lèi)型：

（1）一向延長(zhǎng)型一向：晶體沿一個(gè)方向

特別發(fā)育，呈柱狀、針狀和纖維狀等。

（2）二向延展型二向：晶體沿兩個(gè)方向

相對(duì)更發(fā)育，呈板狀、片狀、鱗片狀和葉片狀等。

（3）三向等長(zhǎng)型三向：晶體沿三個(gè)方向發(fā)育大致相等，呈粒狀或等軸狀。

此外，尚有短柱狀、板柱狀、板條狀和厚板狀等過(guò)渡類(lèi)型。

注意：

晶體習(xí)性是晶體的成分和結(jié)構(gòu)，及生長(zhǎng)環(huán)境的物理化學(xué)條件（包括溫度、壓力、組分濃度及介質(zhì)的PH值和Eh值等）和空間條件的綜合體現(xiàn)。

具體規(guī)律為：①化學(xué)成分簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)程度高的晶體，一般呈等軸狀。②晶體常沿其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵強(qiáng)的方向發(fā)育，如具鏈狀結(jié)構(gòu)的礦物呈柱狀、針狀晶習(xí)，而層狀結(jié)構(gòu)的礦物則呈片、鱗片狀習(xí)性。③晶體上發(fā)育的晶面是對(duì)應(yīng)於晶格中

面網(wǎng)密度較大的面網(wǎng)。④外部因素是通過(guò)直接或間接地改變不同晶面間的相對(duì)生長(zhǎng)速度而影響晶體習(xí)性的。3．標(biāo)型性標(biāo)型性

等軸晶系礦物（如金剛石、螢石、

黃鐵礦等），隨著形成時(shí)溫度的升高，

晶體形態(tài)具從{100}發(fā)育→{111}發(fā)育的變化趨勢(shì)。

Tf由低→高，金剛石、螢石晶形中優(yōu)勢(shì)單形從{100}→{110}→{111}；

熱液體系的黃鐵礦晶形由{100}→

{hk0}+{100}

→{hk0}+{111}→

{111}+{hk0}→{111}。

二、晶面花紋由於受複雜的外界條件和空間的影響，實(shí)際晶體往往長(zhǎng)成歪晶，且晶面上常具某些規(guī)則的花紋：

晶麵條紋、蝕像、生長(zhǎng)丘等。1．晶麵條紋晶麵條紋

由於不同單形的細(xì)窄晶面反復(fù)相聚、交替生長(zhǎng)而在晶面上出現(xiàn)的一系列

直線狀平行條紋，也稱(chēng)聚形條紋。這是晶體的一種階梯狀生長(zhǎng)現(xiàn)象，只見(jiàn)於晶面上，故又稱(chēng)生長(zhǎng)條紋。

特徵：

①

粗細(xì)、寬窄不均勻，可見(jiàn)其呈

寬窄不一的階梯狀。

②

在晶體上的分佈必然符合晶體本身固有的對(duì)稱(chēng)性。

③只出現(xiàn)在晶體的表面—晶面上，

且隨晶面的消失而消失；在晶體內(nèi)部

及解理面上則不能見(jiàn)到。2．蝕像蝕像

晶體形成後，晶面因受溶蝕而留下的一定形狀的凹坑(即蝕坑)。

特點(diǎn)：同一晶體上同一單形的晶面上的蝕像相同；即蝕像本身的形狀和

取向符合晶體固有的

對(duì)稱(chēng)特性。

3．生長(zhǎng)丘生長(zhǎng)丘

晶體生長(zhǎng)過(guò)程中形成的、略凸出於

晶面之上的丘狀體。如：

-石英的菱面體{}晶面上的生長(zhǎng)丘最發(fā)育。

礦物集合體：同種礦物的多個(gè)單體聚集在一起的整體。

礦物集合體的形態(tài)取決於其單體的形態(tài)及集合方式，也即決定於礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生成環(huán)境?！?礦物集合體的形態(tài)

一、顯晶集合體顯晶集合體

顯晶集合體：肉眼或借助於放大鏡即能分辨出礦物各單體的集合體。

根據(jù)單體的晶體習(xí)性及集合方式，顯晶集合體的形態(tài)常見(jiàn)有：

柱狀（columnar）、針狀（acicular）、

板狀（tabular）、片狀（schistic）、

鱗片狀（scaly）、葉片狀（foliated）和粒狀（granular）等。

常見(jiàn)的特殊形態(tài)的集合體：

1）纖維狀集合體：

由一系列細(xì)長(zhǎng)

針狀或纖維狀的礦物單體平行

密集排列而成。2）放射狀集合體：

由長(zhǎng)柱狀、針狀、片狀或板狀的許多單體圍繞某一中心成放射狀排列而成。

3）晶簇：在巖石的空洞或裂隙中，叢生於同一基底，另一端朝向自由空間發(fā)育而具完好晶形的簇狀單晶體群。

此外，尚有束狀集合體、毛髮狀集合體、樹(shù)枝狀集合體等。

二、隱晶及膠態(tài)集合體

隱晶集合體：只有在顯微鏡下才可分辨礦物單體的集合體。

膠態(tài)集合體：顯微鏡下也不能辨別出單體的界線，其實(shí)際上並不存在單體。

隱晶及膠態(tài)集合體可由溶液直接結(jié)晶或膠體作用形成。

常見(jiàn)的隱晶及膠態(tài)集合體按形成方式及外貌特徵，主要有：

1）分泌體：在球狀或不規(guī)則形狀的巖石空洞中，由膠體或晶質(zhì)物質(zhì)自洞壁逐漸向中心層層沉澱充填而成。

特徵：

①

外形常呈卵圓形，具同心層狀構(gòu)造，中心常有空腔，有時(shí)其中還見(jiàn)有晶簇。

②

各層在成分和顏色上往往有所

差異。分泌體分泌體：⑴晶腺：平均直徑＞1cm。⑵杏仁體：平均直徑＜1cm，充填於火山熔巖氣孔中的次生礦物

所構(gòu)成的杏仁般白色扁球形集合體。2）結(jié)核：

由隱晶質(zhì)或膠凝物質(zhì)圍繞某一中心（如砂粒、生物碎片或氣泡等），

自內(nèi)向外逐漸生長(zhǎng)而成。

特徵：

①

形狀有球狀、瘤狀、透鏡狀和不規(guī)則狀等，直徑一般＞1cm。

②

內(nèi)部常具同心層狀、放射纖維狀或緻密狀構(gòu)造。

③一般多見(jiàn)於沉積巖中，常形成於

海洋、湖沼中。

④常見(jiàn)Fe質(zhì)、P質(zhì)、Ca質(zhì)、Mn質(zhì)和

Si質(zhì)等結(jié)核。3）鮞狀及豆?fàn)罴象w：由膠體物質(zhì)圍繞懸浮狀態(tài)的細(xì)砂粒、

礦物碎片、有機(jī)質(zhì)碎屑或氣泡等

層層凝聚而成並沉積於水底。

特徵：

①

外形呈圓球形、卵圓形。

②

具同心層狀內(nèi)部構(gòu)造。

鮞狀集合體鮞狀集合體：

＞50%球粒的

直徑＜2mm，形狀、大小如魚(yú)卵。

豆?fàn)罴象w豆?fàn)睿呵蛄４笮∷仆愣梗?/p>

直徑一般為幾mm

。4）鐘乳狀集合體：

在巖石的洞穴或裂隙中，由真溶液蒸發(fā)或膠體凝聚，在同一基底上

向外逐層堆積而成。

特徵：

①

外形呈圓錐形、圓柱形、圓丘形、

半球形和半橢球形等，通常具體地分為鐘乳狀、葡萄狀和腎狀

鐘乳狀、

葡萄狀和腎狀等。

②

內(nèi)部具同心層狀、放射狀、緻密狀或結(jié)晶粒狀構(gòu)造。此外，描述礦物集合體時(shí)，尚常用

其他術(shù)語(yǔ)：

塊狀集合體：憑肉眼或放大鏡不能辨別顆粒界限的礦物緻密塊體。

土狀集合體：礦物呈細(xì)粉末狀較疏鬆地聚集成塊。

粉末狀集合體：礦物呈粉末狀分散附在其他礦物或巖石的表面。

被膜狀集合體：礦物成薄膜狀覆蓋於其他礦物或巖石的表面。一向延長(zhǎng)型：返回二向延展型：返回三向等長(zhǎng)型：返回T(℃)礦物的標(biāo)型性：返回晶麵條紋之一：下一頁(yè)晶麵條紋之二：返回蝕像：返回返回顯晶集合體：下一頁(yè)顯晶集合體：下一頁(yè)顯晶集合體：返回分泌體：返回鮞狀集合體：返回豆?fàn)罴象w：返回鐘乳狀：

返回葡萄狀腎狀

返回塊狀集合體：

返回土狀集合體：

返回被膜狀集合體：

返回Chap.4

礦物的物理性質(zhì)

決定因素：

礦物的成分和結(jié)構(gòu)

礦物的形成條件

研究意義：

1）鑒別礦物的主要依據(jù)

2）提供有關(guān)礦物的資訊

3）廣泛應(yīng)用於國(guó)民經(jīng)濟(jì)中

礦物的光學(xué)性質(zhì)：

礦物對(duì)可見(jiàn)光的反射、折射、

吸收等所表現(xiàn)出來(lái)的各種性質(zhì)。

§1礦物的光學(xué)性質(zhì)

一、礦物的顏色

顏色：

礦物對(duì)入射的白色可見(jiàn)光

（390～770nm）中不同波長(zhǎng)的光波

吸收後，透射和反射的各種波長(zhǎng)可見(jiàn)光的混合色。電磁波譜

1）當(dāng)?shù)V物對(duì)各色光同等程度地均勻吸收時(shí)，其所呈顏色取決於吸收程度：

①若均勻地全部吸收，礦物呈黑色；

②若基本上均不吸收，礦物呈無(wú)色或

白色；

③若各色光皆被均勻地吸收了一部分，

則視吸收量的多少，而呈現(xiàn)不同濃度的

灰色。2）當(dāng)?shù)V物選擇性地吸收某種波長(zhǎng)的色光時(shí)，礦物呈現(xiàn)被吸收的色光的補(bǔ)色。

根據(jù)產(chǎn)生的原因，礦物的顏色通常分為自色、他色和假色。

1）自色：

由礦物本身固有的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的顏色,是由於組成礦物的原子或離子在可見(jiàn)光的激發(fā)下，發(fā)生電子躍遷

或轉(zhuǎn)移所造成的。

體色

表面色①含過(guò)渡型離子的礦物，呈現(xiàn)出

被吸收色光的補(bǔ)色。

色素離子：

能使礦物呈色的過(guò)渡型

離子，主要有Ti、V、Cr、Mn、Fe、

Co、Ni離子；次有W、Mo、U、Cu

和稀土元素等的離子。②由惰性氣體型離子所構(gòu)成的礦物，對(duì)可見(jiàn)光不吸收，故呈無(wú)色或白色。

2）他色：

礦物因含外來(lái)帶色的雜質(zhì)、

氣液包裹體等所引起的顏色。注意：

少數(shù)礦物因晶格缺陷（如色心）而引起。大部分鹼金屬和鹼土金屬的化合物的呈色主要與色心(最常見(jiàn)F心)

有關(guān)。如螢石的紫色等。3）假色：

由物理光學(xué)效應(yīng)所引起的顏色，是自然光照射在礦物表面或進(jìn)入到礦物內(nèi)部所產(chǎn)生的干涉、衍射、

散射等而引起的顏色。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(duì)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變彩變彩：

某些透明礦物，因內(nèi)部存在

許多厚度與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)?/p>

微細(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

不均勻分佈的各種顏色會(huì)隨

觀察方向的不同而發(fā)生變換。

④乳光乳光：

某些礦物中見(jiàn)到的一種類(lèi)似於

蛋清般

略帶柔和淡藍(lán)色調(diào)的

乳白色浮光。

這是由於礦物內(nèi)部含有許多遠(yuǎn)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)為小的其他礦物或膠體微粒，使入射光發(fā)生漫反射所致。

二、礦物的條痕

條痕：

礦物粉末的顏色，通常是以礦物在白色無(wú)釉瓷板上擦劃所留下的粉末的顏色。

礦物的條痕能消除假色、減弱他色、

突出自色，比礦物顆粒的顏色更為穩(wěn)定、

更有鑒定意義。①不透明礦物和鮮豔彩色的

透明～半透明礦物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素礦物，具重要鑒定意義；而淺色或白色、無(wú)色

透明礦物的條痕多為白色、淺灰色等

淺色，無(wú)鑒定意義。

②某些礦物由於類(lèi)質(zhì)同像混入物的影響，條痕和顏色會(huì)有所變化。

根據(jù)條痕的微細(xì)變化，可大致

瞭解礦物成分的變化，推測(cè)礦物的

形成條件。

三、礦物的透明度

透明度：

礦物允許可見(jiàn)光透過(guò)的程度。

據(jù)礦物碎片刃邊的透光程度，

配合礦物的條痕，礦物的透明度

分三級(jí)：1）透明：

能透過(guò)絕大部分光，條痕為無(wú)色、白色或淺色。

2）半透明：

可允許部分光透過(guò)，條痕呈紅、褐等各種彩色。

3）不透明：

基本不允許光透過(guò)，條痕呈黑色或金屬色。

影響因素：①主要與其對(duì)可見(jiàn)光的吸收程度有關(guān)，即取決於礦物的晶格類(lèi)型和

陽(yáng)離子類(lèi)型。②礦物中的裂隙、包裹體，及礦物的集合方式、顏色深淺和表面風(fēng)化程度。

四、礦物的光澤

光澤：

礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力。

礦物反光的強(qiáng)弱主要取決於

礦物對(duì)光的折射和吸收的程度。

據(jù)礦物新鮮平滑的晶面、解理面或磨光面上反光的強(qiáng)弱，配合礦物

的條痕和透明度，礦物的光澤分四個(gè)

等級(jí)：1）金屬光澤金屬光澤：

反光很強(qiáng)，似平滑金屬磨光面的反光。

礦物具金屬色，條痕呈黑色或金屬色，不透明。

2）半金屬光澤半金屬光澤：

反光較強(qiáng)，似未經(jīng)磨光的

金屬表面的反光。

礦物呈金屬色，條痕為棕色、

褐色等深彩色，不透明～半透明。3）金剛光澤金剛光澤：

反光較強(qiáng)，似金剛石般明亮耀眼的反光。

顏色和條痕均呈淺色（如

淺黃、桔紅、淺綠等）、白色或無(wú)色，

半透明～透明。

光線在金剛石晶體中傳播示意n1n24）玻璃光澤玻璃光澤：

反光較弱，呈普通平板玻璃表面的反光。

礦物為無(wú)色、白色或淺色，

條痕呈無(wú)色或白色，透明。

礦物不平坦的表面或礦物集合體的表面上的特殊變異光澤：

1）油脂光澤油脂光澤：

某些解理不發(fā)育的淺色透明礦物

的不平坦斷口上呈現(xiàn)的似油脂般的

光澤。2）樹(shù)脂光澤：

某些具金剛光澤的黃、褐或棕色透明礦物的不平坦斷口上的

似松香般的光澤。3）瀝青光澤：

解理不發(fā)育的半透明或不透明

黑色礦物的不平坦斷口上烏亮瀝青狀光澤。4）珍珠光澤：

淺色透明礦物的極完全解理面上的如珍珠表面或蚌殼內(nèi)壁柔和而

多彩的光澤。5）絲絹光澤：具玻璃光澤的無(wú)色或淺色透明礦物

的纖維狀集合體表面常呈蠶絲或

絲織品狀的光亮。6）蠟狀光澤：

某些透明礦物的隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)緻密塊體上的似蠟燭表面的光澤。7）土狀光澤：

呈土狀、粉末狀或疏鬆多孔狀

集合體的礦物表面如土塊般暗淡

無(wú)光。

影響因素：

主要是礦物的化學(xué)鍵類(lèi)型：

1）具金屬鍵的礦物一般呈金屬光澤或半金屬光澤；

2）具共價(jià)鍵的礦物一般呈金剛光澤或玻璃光澤；

3）具離子鍵或分子鍵的礦物，對(duì)光的吸收程度小，反光很弱，光澤即弱。

1）礦物光澤的等級(jí)一般是確定的，但變異光澤因礦物產(chǎn)出的狀態(tài)不同而異。

2）光澤是礦物鑒定的依據(jù)之一，也是評(píng)價(jià)寶石的重要標(biāo)誌。

五、特殊光學(xué)效應(yīng)

由於寶石內(nèi)部具有包裹體、雙晶、微細(xì)球狀結(jié)構(gòu)等特殊內(nèi)在因素，導(dǎo)致光的干涉、散射、衍射等現(xiàn)象，使寶石顯現(xiàn)出特殊的光學(xué)效應(yīng)。

常見(jiàn)的有：貓眼效應(yīng)貓眼效應(yīng)、星光效應(yīng)星光效應(yīng)、變色效應(yīng)等。

六、礦物的發(fā)光性

發(fā)光性：某些礦物在外加能量的激發(fā)下能明顯地發(fā)出可見(jiàn)光。

激發(fā)源主要有：

紫外光、陰極射線、x射線、

射線和高速質(zhì)子流等各種高能輻射，以及加熱、摩擦、可見(jiàn)紫光等。

磷光：礦物在外加能量的激發(fā)下

發(fā)光，當(dāng)撤除激發(fā)源後，發(fā)光的

持續(xù)時(shí)間＞10-8秒；

而持續(xù)發(fā)光時(shí)間＜10-8秒的發(fā)光

稱(chēng)螢光。

注意：

礦物的發(fā)光性與晶格中存在微量雜質(zhì)元素及因雜質(zhì)而產(chǎn)生的晶格缺陷有關(guān)。

礦物的力學(xué)性質(zhì)：

礦物在外力（如敲打、擠壓、

拉引、刻劃等）作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。§2礦物的力學(xué)性質(zhì)一、礦物的解理、裂開(kāi)和斷口

1．解理

解理：

礦物晶體受應(yīng)力作用而超過(guò)彈性限度時(shí)，沿一定結(jié)晶學(xué)方向破裂成一系列光滑平面。這些光滑的平面稱(chēng)解理面。

注意：解理是晶質(zhì)礦物才具有的特性。

解理產(chǎn)生的原因：

解理嚴(yán)格受晶體結(jié)構(gòu)因素——

晶格類(lèi)型及化學(xué)鍵類(lèi)型、強(qiáng)度和

分佈的控制，解理面常沿面網(wǎng)間化學(xué)鍵力最弱的面網(wǎng)產(chǎn)生。①原子晶格，各方向的化學(xué)鍵力

均等，解理面∥面網(wǎng)密度最大即d

最大的面網(wǎng)。

②離子晶格，因靜電作用，解理沿由異號(hào)離子組成的、且

d大的電性中和面網(wǎng)產(chǎn)生；或者，解理面

∥兩層同號(hào)離子層相鄰的面網(wǎng)。

③多鍵型的分子晶格，解理面∥由分子鍵聯(lián)結(jié)的面網(wǎng)。

④金屬晶格，由於失去了價(jià)電子

的金屬陽(yáng)離子為彌漫於整個(gè)晶格內(nèi)的自由電子所聯(lián)繫，晶體受力時(shí)

很易發(fā)生晶格滑移而不致引起鍵的

斷裂。故金屬晶格具強(qiáng)延展性而無(wú)

解理。

解理的表示方法：

解理

解理反映出晶體的異向性和對(duì)稱(chēng)性。

通常用相應(yīng)的單形及其

符號(hào)以表示解理的方向、組數(shù)和

夾角。解理面上之解理紋可反映出

解理的組數(shù)和夾角。

解理的等級(jí)：

解理，據(jù)其產(chǎn)生的難易程度及完好性，通常分為五級(jí)：①極完全解理極完全解理：

礦物受力後極易裂成薄片，

解理面平整而光滑。

②完全解理：

礦物受力後易裂成光滑的平面或規(guī)則的解理塊，解理面顯著而平滑，常見(jiàn)∥解理面的階梯。③中等解理：

礦物受力後常破裂成較小的不很平滑的平面，解理面不太連續(xù)，常呈階梯狀，且閃閃發(fā)亮，清晰可見(jiàn)。④不完全解理：

礦物受力後不易裂出

解理面，僅斷續(xù)可見(jiàn)

小而不平滑的解理面。⑤極不完全解理：即無(wú)解理。

礦物受力後很難出現(xiàn)解理面，僅在顯微鏡下偶爾可見(jiàn)零星的

解理縫。

注意：

晶體中可有一種或幾種不同等級(jí)的解理。

研究意義：①解理是鑒定礦物的重要依據(jù)之一。②對(duì)已知礦物，據(jù)

解理可確定其結(jié)晶方位及晶體的對(duì)稱(chēng)性。③解理的特徵，能反映出礦物晶體結(jié)構(gòu)的某些特點(diǎn)。

2．裂開(kāi)裂開(kāi)裂開(kāi)：

某些礦物晶體在應(yīng)力作用下，

有時(shí)可沿著晶格內(nèi)一定的結(jié)晶方向

破裂成平面。裂開(kāi)的平面稱(chēng)裂開(kāi)面。注意：從現(xiàn)象上看，裂開(kāi)酷似解理，

只能出現(xiàn)在晶體上。

產(chǎn)生的原因：

裂開(kāi)的產(chǎn)生取決於雜質(zhì)的夾層及機(jī)械雙晶等結(jié)構(gòu)以外的非固有因素。

裂開(kāi)面

沿產(chǎn)生

（1）裂開(kāi)只見(jiàn)於某些礦物的某些

晶體上，也可能不遵循晶體的對(duì)稱(chēng)性。

（2）裂開(kāi)只對(duì)少數(shù)礦物有鑒定意義；

可推測(cè)礦物的成分、成因及形成歷史。

3．?dāng)嗫?/p>

斷口：

礦物內(nèi)部若不存在由晶體結(jié)構(gòu)

所控制的弱結(jié)合面網(wǎng)，則受力後

將沿任意方向破裂成不平整的斷面。①解理和斷口產(chǎn)生的難易程度互為消長(zhǎng)。晶格內(nèi)各方向的化學(xué)鍵強(qiáng)度近於相等的礦物晶體，受力後形成一定形狀的斷口，而很難產(chǎn)生解理。

②斷口既可見(jiàn)於礦物單晶體上，也可出現(xiàn)在同種礦物的集合體中。③斷口不具對(duì)稱(chēng)性，不反映礦物的

內(nèi)部特徵。只作為鑒定礦物的輔助依據(jù)。

斷口的描述方法：礦物的斷口主要藉於其形狀來(lái)描述，常見(jiàn)的有：①貝殼狀斷口貝殼狀斷口：

呈圓形或橢圓形的光滑曲面，

出現(xiàn)以受力點(diǎn)為中心的不很規(guī)則

的同心圓波紋，形似貝殼。

②鋸齒狀斷口：

呈尖銳鋸齒狀，見(jiàn)於強(qiáng)延展性的自然金屬元素礦物。③平坦?fàn)顢嗫冢?/p>

斷面較平坦，見(jiàn)於塊狀礦物。

④參差狀斷口：

呈參差不平狀，見(jiàn)於大多數(shù)脆性礦物及塊狀或粒狀集合體。⑤土狀斷口：

斷面粗糙、呈細(xì)粉狀，為土狀礦物特有。⑥纖維狀斷口：

呈纖維絲狀，見(jiàn)於纖維狀礦物集合體上。

二、礦物的硬度

硬度：

礦物抵抗外來(lái)機(jī)械作用

(如刻劃、壓入或研磨等)的能力。

硬度的測(cè)定方法硬度的測(cè)定方法：

大致有刻劃法、靜壓入法、

動(dòng)壓入法、研磨法、彈跳法

和

搖擺法等。

礦物肉眼鑒定中，通常採(cǎi)用

摩斯硬度

(

HM

)，系一種刻劃硬度。

摩斯硬度計(jì)：

以十種硬度遞增的礦物為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定礦物的相對(duì)硬度。

硬度的影響因素：

1）化學(xué)鍵的類(lèi)型及強(qiáng)度：

礦物的硬度主要取決於其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)間聯(lián)結(jié)力

的強(qiáng)弱。①典型原子晶格的硬度很高；但具以配位鍵為主的原子晶格的大多數(shù)硫化物

礦物，因鍵力不太強(qiáng)，故硬度並不高。

②

離子晶格礦物的硬度通常較高，但隨離子性質(zhì)的不同而變化較大。

③

金屬晶格礦物的硬度較低(某些過(guò)渡金屬除外)。④分子晶格因分子間鍵力極微弱，其

硬度最低。⑤以氫鍵為主的礦物的硬度很低。2）離子半徑、電價(jià)、配位數(shù)及結(jié)構(gòu)的緊密程度，決定著鍵力的強(qiáng)弱，影響離子晶格礦物的硬度。①當(dāng)?shù)V物結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同(等型結(jié)構(gòu))，若離子電價(jià)相同，則硬度隨離子半徑的

減小而增高；若離子半徑相近，則硬度隨離子電價(jià)增高而增大。

②當(dāng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型不同，但其他因素類(lèi)同時(shí)，礦物的硬度則隨質(zhì)點(diǎn)堆積的緊密程度的增高（即陽(yáng)離子的配位數(shù)增高）而增大。3）

含水礦物

的硬度通常都很低。

礦物的硬度具異向性。

同一礦物晶體的不同單形的晶面上，甚至同一晶面的

不同方向上的硬度

均會(huì)有差異。

三、礦物的彈性與撓性

彈性：某些層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)的礦物在外力作用下發(fā)生彎曲形變，當(dāng)外力撤除後，在彈性限度內(nèi)能自行恢復(fù)原狀的性質(zhì)。

撓性：

某些層狀結(jié)構(gòu)的礦物在撤除使其發(fā)生彎曲形變的外力後，不能

恢復(fù)原狀的性質(zhì)。礦物的彈性和撓性取決於晶格內(nèi)結(jié)構(gòu)層間或鏈間鍵力的強(qiáng)弱。

（1）若鍵力很微弱，受力後，層間或

鏈間可發(fā)生相對(duì)位移而彎曲，由於基本上不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故

形變後內(nèi)部無(wú)力促使晶格恢復(fù)到原狀而表現(xiàn)出撓性；

（2）若層間或鏈間以一定強(qiáng)度的離子鍵聯(lián)結(jié)，受力時(shí)發(fā)生相對(duì)晶格位移，同時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力能在外力撤除後

使形變迅速?gòu)?fù)原而表現(xiàn)出彈性；

（3）當(dāng)鍵力相當(dāng)強(qiáng)時(shí)，礦物則表現(xiàn)出

脆性。

四、礦物的脆性與延展性

脆性：礦物受外力作用時(shí)易發(fā)生破碎的性質(zhì)。見(jiàn)於絕大多數(shù)非金屬晶格礦物。

延性：礦物受外力拉引時(shí)易成為細(xì)絲的性質(zhì)。

展性：礦物在錘擊或碾壓下易形成薄片的性質(zhì)。

延展性是礦物受外力作用發(fā)生晶格滑移形變的表現(xiàn)，是金屬鍵礦物的一種特性。

肉眼鑒定時(shí)，用小刀刻劃礦物表面，

若留下光亮的溝痕而不出現(xiàn)粉末或

碎粒，則礦物具延展性。

晶格滑移示意圖

一、礦物的密度和相對(duì)密度

密度：礦物單位體積的品質(zhì)(g/cm3)。

礦物的密度可據(jù)礦物的晶胞大小及其所含的分子數(shù)和分子量計(jì)算得出?！?礦物的其他物理性質(zhì)

相對(duì)密度(比重)：純淨(jìng)的單礦物在空氣中的重量與4℃時(shí)

同體積的水的重量之比。

1）相對(duì)密度無(wú)量綱，其數(shù)值與密度相同，但它更易測(cè)定。

2）礦物的相對(duì)密度通常分為三級(jí)：

①

輕的：相對(duì)密度＜

2.5

。

②

中等的：大多數(shù)非金屬礦物的

相對(duì)密度為2.5～4

。

③

重的：相對(duì)密度＞

4

。硫化物及自然金屬元素礦物基本上屬此類(lèi)。

影響因素：

1）主要取決於其組成元素的原子量、

原子或離子的半徑及結(jié)構(gòu)的緊密程度。

①

等型結(jié)構(gòu)礦物中，相對(duì)密度一般隨組成元素的原子量的增大而增大，隨原子或離子半徑的增大而減小，具體地將視優(yōu)勢(shì)因素而異。

②對(duì)同質(zhì)多像變體，晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)堆積得越緊密，即原子或離子的CN越高，其相對(duì)密度則越大。

2）形成環(huán)境：

一般地，高壓環(huán)境下

形成的礦物相對(duì)密度較其低壓環(huán)境

的同質(zhì)多像變體為大；而溫度升高則有利於形成CN較低、相對(duì)密度較小

的變體。

研究意義：

對(duì)某些礦物的鑒定、分選及其應(yīng)用均具重大意義，有時(shí)可作成因標(biāo)誌並指導(dǎo)找礦。

二、礦物的磁性磁性磁性：礦物在外磁場(chǎng)作用下被磁化所表現(xiàn)出能被外磁場(chǎng)吸引、排斥或

對(duì)外界產(chǎn)生磁場(chǎng)的性質(zhì)。

磁化率：物體單位體積的磁化強(qiáng)度與外磁場(chǎng)強(qiáng)度之比值。1）礦物的磁性，按

其在外磁場(chǎng)中磁化的強(qiáng)弱，可分為：

①

亞鐵磁性

②

鐵磁性

③

反鐵磁性

④

順磁性⑤抗磁性

（逆磁性或反磁性）

2）重砂分析中，將礦物的磁性分為三類(lèi)：

①

抗磁性礦物：磁化方向與外磁場(chǎng)方向相反，微現(xiàn)被排斥的性質(zhì)。

如方解石、螢石、自然銀等。

②

電磁性礦物：在外磁場(chǎng)中磁化微弱，只能被磁場(chǎng)強(qiáng)度大的電磁鐵吸引。③

磁性礦物：在外磁場(chǎng)中不僅易被強(qiáng)烈磁化，且本身還能對(duì)外界產(chǎn)生磁場(chǎng)，故表現(xiàn)出強(qiáng)烈的相互吸引作用：既可被

永久磁鐵所吸引，本身又能吸引鐵質(zhì)物體。電磁性礦物和磁性礦物的磁化方向均與外磁場(chǎng)方向相同，表現(xiàn)出被吸引的性質(zhì)。3）肉眼鑒定時(shí)，一般以馬蹄形磁鐵或磁化小刀來(lái)測(cè)試礦物的磁性，粗略分為三級(jí)：

①

強(qiáng)磁性：礦物塊體或較大的顆粒能被吸引。如磁鐵礦。

②

弱磁性：礦物粉末能被吸引。如鉻鐵礦。

③

無(wú)磁性：礦物粉末也不能被吸引。如黃鐵礦。

決定因素：

1）礦物的磁性主要是由於組成礦物的原子或離子的未成對(duì)電子的自旋磁矩產(chǎn)生的。

①

由惰性氣體型離子和銅型離子組成的礦物都具抗磁性。如方解石、金剛石、方鉛礦、自然銀等。

②所有的磁性和電磁性礦物均含有具不成對(duì)電子的過(guò)渡型離子，且不成對(duì)的電子數(shù)越多，礦物的磁性越強(qiáng)。

如磁黃鐵礦、自然鐵、方錳礦、黑雲(yún)母等。2）磁性礦物的磁性強(qiáng)弱與溫度有關(guān)。

居裏溫度：當(dāng)溫度升高至超過(guò)某一溫度時(shí)，其磁性即轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判缘?/p>

臨界溫度（Tc）。

磁性礦物的居裏點(diǎn)能提供有關(guān)礦物的成分、結(jié)構(gòu)及成因等資訊。

意義：在礦物鑒定、分選及找礦等方面均具重要意義。

三、礦物的電學(xué)性質(zhì)

1．導(dǎo)電性

和

介電性

1）導(dǎo)電性：

礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力。主要取決於化學(xué)鍵類(lèi)型及內(nèi)部能帶結(jié)構(gòu)特徵。

①

具金屬鍵的自然元素礦物和某些金屬硫化物，極易導(dǎo)電，為電的良導(dǎo)體。

②

離子鍵或共價(jià)鍵礦物具弱導(dǎo)電性或不導(dǎo)電。非金屬礦物是非導(dǎo)體稱(chēng)為

絕緣體。

③主要是大部分深色硫化物、硫鹽和氧化物礦物，當(dāng)溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性

增強(qiáng)；溫度降低時(shí)則不導(dǎo)電。導(dǎo)電性介於

導(dǎo)體與絕緣體之間，稱(chēng)為半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體礦物的導(dǎo)電性主要受雜質(zhì)元素的存在及晶格缺陷的影響；還隨溫度變化。

熱電效應(yīng)：礦物受溫差變化時(shí)，在冷、熱端點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)（即

溫差電動(dòng)勢(shì)）。通常以熱電係數(shù)

（

，

v∕℃）表示。

意義：研究半導(dǎo)體礦物的熱電效應(yīng)，有助於瞭解礦床的成因、評(píng)價(jià)礦化、指導(dǎo)找礦。2）

介電性：

不導(dǎo)電(電介質(zhì)的)

或?qū)щ娦詷O弱的礦物在外電場(chǎng)中被極化產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì)。

介電常數(shù)(電容率)，主要取決於陰、陽(yáng)離子的類(lèi)型、半徑、極化率及礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。硫化物和氧化物的介電常數(shù)較大。

意義