08矿物的物理性质

1、矿物的物理性质（二） 力学性质 其它物理性质 矿物在外力作用下所表现的性质称为力学性质。 一、定义：一、定义： 二、表现方式：二、表现方式： 矿物的解理矿物的解理 裂理（裂开）裂理（裂开） 断口断口 1、 矿物的解理矿物的解理 v定义：定义：矿物受外力（敲打、挤压等）作用后，沿着一定的矿物受外力（敲打、挤压等）作用后，沿着一定的 结晶方向结晶方向发生破裂，形成一系列光滑平面的性质发生破裂，形成一系列光滑平面的性质 v解理的产生原因：解理的产生原因： 是由于在是由于在晶体内部晶体内部存在着一定方向的存在着一定方向的力学薄弱面力学薄弱面。 解理是由矿物的晶体结构决定的解理是由矿物的晶体结构决定的

2、解理产生在晶体内化学键联结力最弱的方向解理产生在晶体内化学键联结力最弱的方向 强调：强调： A 解理面一般平行于面网密度最大的面网（面网间距最大）解理面一般平行于面网密度最大的面网（面网间距最大） B 对于离子晶格晶体，对于离子晶格晶体，平行于由异号离子组成的电平行于由异号离子组成的电 性中和的面网，且层与层的距离又相当大的面网性中和的面网，且层与层的距离又相当大的面网 例如： 金刚石晶体 例如： 石盐晶体 原子晶格中各 条键强都相等 C 当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产生解理当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产生解理 D 平行于化学键力最强的方向（分子晶格）平行于化学键力最强的方向（

3、分子晶格） 例如： 萤石晶体 例如： 石墨晶体 E E 金属晶格，常不具解理性金属晶格，常不具解理性 根据解理产生的难易程度，可将矿物根据解理产生的难易程度，可将矿物 的解理分成五个等级：的解理分成五个等级： v 解理的分级解理的分级 B B 完全解理完全解理 矿物在外力作用下，很容易矿物在外力作用下，很容易 沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解 理面平滑。如理面平滑。如方解石、方解石、方铅矿方铅矿、萤石等、萤石等； A A 极完全解理极完全解理 矿物在外力作用下极易裂矿物在外力作用下极易裂 成薄片。解理面光滑、平整。很难发生断成薄片。解理面光滑、平整。很难

4、发生断 口。如口。如云母、石墨、辉钼矿等云母、石墨、辉钼矿等； C C 中等解理中等解理 矿物在外力作用下，产生明显的解理，矿物在外力作用下，产生明显的解理， 但解理面不太连续和光滑。如但解理面不太连续和光滑。如角闪石角闪石和和辉石辉石等；等； D D 不完全解理不完全解理 矿物在外力作用下，不易裂出光滑面，矿物在外力作用下，不易裂出光滑面， 多数断面上较难找到解理面。如多数断面上较难找到解理面。如磷灰石磷灰石； E E 极不完全解理极不完全解理 矿物受外力作用后，极难出现解理，矿物受外力作用后，极难出现解理， 一般称为无解理。如一般称为无解理。如石英、黄铁矿石英、黄铁矿。 v解理的表示解理的

5、表示 组数组数：矿物中可出现一组、二组、：矿物中可出现一组、二组、 三组、四组和六组解理；三组、四组和六组解理； 方向方向：如石盐三组相互垂直解理：如石盐三组相互垂直解理 夹角夹角：如角闪石两组解理夹角为：如角闪石两组解理夹角为 124124和和5656。 如：如： 萤石具八面体完全解理，萤石具八面体完全解理， 表明具四组解理，分别平行于八表明具四组解理，分别平行于八 面体的各晶面面体的各晶面 解理既体现出晶体的异向性又体现解理既体现出晶体的异向性又体现 出晶体的出晶体的对称性对称性 除解理的等级外，还应观察：除解理的等级外，还应观察： 只有只有晶质矿物晶质矿物才有解理才有解理 说明：说明：

6、不同矿物，其解理不同矿物，其解理发育程度不同发育程度不同 无论完整与否，无论大小如何，无论完整与否，无论大小如何， 同种矿物具有相同的解理同种矿物具有相同的解理 矿物的裂理矿物的裂理 定义：定义：矿物在外力作用下沿着晶格中矿物在外力作用下沿着晶格中除解理以外除解理以外的的特定特定方方 向发生破裂的向发生破裂的非固有非固有特性特性 沿某一种面网存在有他种成分的沿某一种面网存在有他种成分的细微包裹体细微包裹体，或者是固溶，或者是固溶 体离溶物体离溶物 产生的原因：产生的原因： 沿着沿着双晶接合面双晶接合面特别是聚片双晶的接合面发生，如特别是聚片双晶的接合面发生，如刚玉刚玉 矿物解理与裂理的区别矿物

7、解理与裂理的区别 解理解理晶质矿物的固有特性，同种矿物具有相同解理晶质矿物的固有特性，同种矿物具有相同解理 裂理裂理矿物的非固有特性，同种矿物并非都具有裂理，矿物的非固有特性，同种矿物并非都具有裂理， 但若产生裂理，必在相同的方向上但若产生裂理，必在相同的方向上 矿物断口的形状主要有下列几种：矿物断口的形状主要有下列几种： 贝壳状断口贝壳状断口 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的 同心条纹，形似贝壳状。如同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质体石英和玻璃质体 锯齿状断口锯齿状断口 呈尖锐的锯齿状。呈尖锐的锯齿状。 延展性很强的矿物具有此种断口，如延展性很强的

8、矿物具有此种断口，如自然铜自然铜 参差状断口参差状断口 参差不齐、粗糙不平，如参差不齐、粗糙不平，如磷灰石磷灰石； 土状断口土状断口 土状矿物显此断口，如土状矿物显此断口，如高岭石高岭石 矿物的断口矿物的断口 矿物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的断面矿物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的断面 断口在晶体或非晶体矿物上均可发生断口在晶体或非晶体矿物上均可发生 断口可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征断口可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征 方解石（冰洲石）具三组完全解理方解石（冰洲石）具三组完全解理石英的贝壳状断口石英的贝壳状断口 2 2、 矿物的硬度矿物的硬度 定义：定义：硬度硬

9、度是指矿物抵抗外来是指矿物抵抗外来刻划、压入刻划、压入或或研磨研磨 等机械作用的能力等机械作用的能力 分类：分类： （1)1)摩氏硬度计摩氏硬度计( (H Hw w) ) 1 1滑石滑石 2 2石膏石膏 3 3方解石方解石 4 4萤石萤石 5 5磷灰石磷灰石 6 6正长石正长石 7 7石英石英 8 8黄玉黄玉 9 9刚玉刚玉 1010金刚石金刚石 （2 2）绝对硬度计（压入硬度）绝对硬度计（压入硬度）H Hv v 小于指甲小于指甲（2.55.5)(5.5) （3 3）简单硬度计）简单硬度计 HM=0.675 3 Hv 注意：不适用于金刚石！ 影响矿物硬度大小的因素影响矿物硬度大小的因素 化学键

10、（原子或离子间的联结力）化学键（原子或离子间的联结力） 原子或离子半径与电价原子或离子半径与电价 紧密堆积程度（紧密堆积程度（晶体结构不同而其他因素类同时）晶体结构不同而其他因素类同时） 矿物的硬度主要取决于矿物的硬度主要取决于晶体结构晶体结构的牢固程度，这与的牢固程度，这与 化学键化学键的类型及其强度密切相关。的类型及其强度密切相关。 共价键共价键 离子键离子键 金属键金属键 分子键分子键 大 小 金刚石，刚玉等金刚石，刚玉等自然硫，滑石等自然硫，滑石等 ？（晶体结构相同时晶体结构相同时） 结构堆积紧密程度结构堆积紧密程度(配位数配位数CN) 结构紧密结构紧密硬度大硬度大 方解石方解石CaC

11、O3 (CN=6, 3) 文石文石CaCO3 (CN=9, 4) 另外：另外： 矿物结构中存在羟基、中性水分子硬度明显降低矿物结构中存在羟基、中性水分子硬度明显降低 石膏石膏CaSO42H2O(1-2) 硬石膏硬石膏CaCO3(3-4.5) 3 3、比重、比重 定义：定义： 是指纯净的矿物（宝石）在空气中的重量与同体积的纯是指纯净的矿物（宝石）在空气中的重量与同体积的纯 水（水（44时）的重量之比。时）的重量之比。 比重首先决定于组成元素的比重首先决定于组成元素的原子量原子量，其次组成矿物的，其次组成矿物的 离子或原子的体积、晶体结构的紧密程度也起着重要作离子或原子的体积、晶体结构的紧密程度也

12、起着重要作 用，类质同象、包裹体、晶格缺陷对比重有一定影响。用，类质同象、包裹体、晶格缺陷对比重有一定影响。 比重是一个无量纲数，数值大小与密度一般相同。比比重是一个无量纲数，数值大小与密度一般相同。比 重（或密度）是矿物（宝石）的重要性质之一，可作为重（或密度）是矿物（宝石）的重要性质之一，可作为 鉴定特征。鉴定特征。 轻级轻级(2.5 )(4)(4): : 如如 重晶石重晶石(4.3(4.34.7)4.7)、磁铁矿、磁铁矿(4.5(4.55.2)5.2)、 白钨矿白钨矿(5.8(5.86.2)6.2)、 方铅矿方铅矿(7.4(7.47.6)7.6)、 自然金自然金(14.6(14.6 18

13、.3)18.3)等。等。 依据矿物相对密度大小可将矿物分为：依据矿物相对密度大小可将矿物分为： 矿物受外力作用容易破碎的性矿物受外力作用容易破碎的性 质称为质称为脆性脆性 即在受力遭破坏的过程中，无显著即在受力遭破坏的过程中，无显著 形变即突然破裂的性质。形变即突然破裂的性质。 4 4、 矿物的脆性和延展性矿物的脆性和延展性 脆性脆性 延展延展 性性 矿物在锥击或拉引下，矿物在锥击或拉引下， 容易形成薄片和细丝的性质称为容易形成薄片和细丝的性质称为 延展性延展性 通常温度升高，延展性增强通常温度升高，延展性增强 延展性是金属键矿物的一种延展性是金属键矿物的一种 特性。金属键的矿物在外力作用特性

14、。金属键的矿物在外力作用 下能产生塑性形变下能产生塑性形变; ;金属键程度金属键程度 不同，则延展性也有差异不同，则延展性也有差异 弹性：弹性： 挠性：挠性： 矿物受力后，去除外力后自行恢复原状的矿物受力后，去除外力后自行恢复原状的 性质，如性质，如云母云母 矿物受力后，去除外力后不能自行恢复原矿物受力后，去除外力后不能自行恢复原 状的性质，如状的性质，如蛭石蛭石 矿物具二者性质互为消长！矿物具二者性质互为消长！ 5 5、 矿物的脆性和延展性矿物的脆性和延展性 其他物理性质：其他物理性质： 导电性导电性 介电性介电性 磁性磁性 1 1、 矿物的磁性矿物的磁性 定义：定义： 一般指矿物受外磁场吸

15、引的性质。一般指矿物受外磁场吸引的性质。 分类：分类： 强磁性：强磁性：矿物碎块或颗粒能被矿物碎块或颗粒能被永久磁铁永久磁铁所吸引。如所吸引。如磁铁矿磁铁矿 弱磁性：弱磁性：矿物颗粒能被矿物颗粒能被电磁铁电磁铁所吸引。如所吸引。如普通角闪石，黑普通角闪石，黑 云母，赤铁矿等云母，赤铁矿等 无磁性：无磁性：不受强大电磁场的吸引。如不受强大电磁场的吸引。如石英，方解石，锆石英，方解石，锆 石，毒砂等石，毒砂等 磁性产生的根源：磁性产生的根源：矿物中的原子或离子含有矿物中的原子或离子含有不成对电子不成对电子！ 2 2、 矿物的导电性矿物的导电性 矿物的导电性是对电流的传导能力，很大程度上矿物的导电性

16、是对电流的传导能力，很大程度上 依赖与化学键的类型。具金属键矿物导电性强。依赖与化学键的类型。具金属键矿物导电性强。 根据导电能力不同，可将矿物分为三种：根据导电能力不同，可将矿物分为三种： 1）良导体矿物良导体矿物，电阻系数，电阻系数102-10-6欧姆欧姆.厘米，厘米， 如黄铁矿，磁黄铁矿、辉钼矿、石墨等。如黄铁矿，磁黄铁矿、辉钼矿、石墨等。 2）半导体矿物半导体矿物，指含少量铁和锰的硅酸盐及铁，指含少量铁和锰的硅酸盐及铁 锰元素的氧化物。锰元素的氧化物。 3）非导体矿物非导体矿物，如石英、长石、云母、方解石、，如石英、长石、云母、方解石、 石膏、尖晶石、橄榄石、石盐、自然硫等石膏、尖晶石

17、、橄榄石、石盐、自然硫等 3 3、 矿物的介电性矿物的介电性 矿物的介电性指不导电或导电性极弱的矿物，在电矿物的介电性指不导电或导电性极弱的矿物，在电 场中被极化而产生感应电荷的性质。通常用其场中被极化而产生感应电荷的性质。通常用其介电介电 常数常数来表示。来表示。 当几种矿物同时在一种介电液体中时，矿物的介当几种矿物同时在一种介电液体中时，矿物的介 电常数比电介质溶液大的就被电极吸引；电常数比电介质溶液大的就被电极吸引； 因此用一些已知介电常数的溶液做电介质溶液时，因此用一些已知介电常数的溶液做电介质溶液时， 就可以测出矿物的介电常数，并可以把某种矿物就可以测出矿物的介电常数，并可以把某种矿

18、物 从许多其它矿物中分离出来。从许多其它矿物中分离出来。 分类问题是自然科学中及其重要的研究课题之一，它反映了分类问题是自然科学中及其重要的研究课题之一，它反映了 人们对某种事物认识的深刻程度。分类的合理与否，是随着研人们对某种事物认识的深刻程度。分类的合理与否，是随着研 究程度而定的。当一个正确的能反映客观事物内部联系的分类究程度而定的。当一个正确的能反映客观事物内部联系的分类 被制定之后，它又能进一步推动研究工作的发展。被制定之后，它又能进一步推动研究工作的发展。 矿物的分类体系矿物的分类体系 大类大类 类类 （亚类）（亚类） 族族 种种 （亚种）（亚种） 不同分类方案中大类、类、亚类的划

19、分基本相同，分歧主要在不同分类方案中大类、类、亚类的划分基本相同，分歧主要在 族的定义上：族的定义上： 化学分类、晶体化学分类、地球化学分类、矿物成因分类化学分类、晶体化学分类、地球化学分类、矿物成因分类 矿物的分类和命名矿物的分类和命名 矿物的晶体化学分类简介矿物的晶体化学分类简介 第二大类 硫化物及类似 化合物 简单硫化物 复硫化物 硫盐 第三大类 氧化物和 氢氧化物 氧化物 氢氧化物 第五大类 卤化物 矿物的矿物的 晶体化学分类晶体化学分类 第一大类 自然元素 金属元素 半金属元素 非金属元素 第四大类 含氧盐矿物 硅酸盐 硼酸盐 磷酸盐、砷酸盐、 钒酸盐 钨酸盐、钼酸盐 铬酸盐 硫酸盐

20、 碳酸盐 硝酸盐 矿物种矿物种 矿物种矿物种矿物分类的基本单位，具有一定的晶体结构矿物分类的基本单位，具有一定的晶体结构 和一定的化学成分的矿物，成为一个矿物种。和一定的化学成分的矿物，成为一个矿物种。 强调强调 化学成分不同化学成分不同即为不同矿物种即为不同矿物种 化学成分相同，化学成分相同，晶体结构不同晶体结构不同，亦为不同矿物种，亦为不同矿物种 类质同象类质同象：端员矿物为独立矿物种，中间作为亚种处理：端员矿物为独立矿物种，中间作为亚种处理 同质多象同质多象：不可逆：不可逆独立矿物独立矿物 可逆可逆同一矿物种的不同亚种同一矿物种的不同亚种 混杂矿物混杂矿物（混合矿物），不是独立矿物种（如褐铁矿、（混合矿物），不是独立矿物种（如褐铁矿、 铝土矿）铝土矿） 矿物的命名矿物的命名 钨锰铁矿钨锰铁矿(Mn,Fe)WO(Mn,Fe)WO4 4，自然金，自然金(Au)(Au)，自然铜（，自然铜（CuCu） 重晶石（相对密度大）、方解石（具菱面体解理）、孔重晶石（相对密度大）、方解石（具菱面体解理）、孔 雀石（孔雀绿色）、电气石（具有热电性）雀石（孔雀绿色）、电气石（具有热电性） 黄