单形聚形双晶与矿物鉴定特征解析PPT课件

1、1Review 晶体微观对称要素 空间群 晶体结构参数及表达 典型晶体结构 晶体的相 类质同像 同质多像，晶体的相变 有序与无序, 多型第1页/共46页2Today Topicq 矿物的光学性质矿物的光学性质 （颜色，光学效应，条痕色，光泽，发光性）（颜色，光学效应，条痕色，光泽，发光性）q 矿物的力学性质矿物的力学性质 （解理，裂理，断口解理，裂理，断口）q 矿物的磁性矿物的磁性q 矿物的其它物理性质矿物的其它物理性质 （比重，硬度比重，硬度）q 矿物的形态矿物的形态 （单晶，集合体）单晶，集合体）q 单形与聚形 : 开形、闭形，单形符号，聚形原则q 规则连生：平行连晶及双晶，双晶要素，双晶

2、类型第2页/共46页3单形的概念单形的概念 晶体中彼此间能对称重复的一组晶面的组合，点群之全部对称元素作用而相互联系起来的一组晶面 所有晶面性质、大小、形状完全等同 单形中晶面的数目，取决于晶面与对称元素的关系（如：垂直、平行，或斜交等）第3页/共46页4单形符号单形符号（形号）：简单的数字符号表征一个单形的所有组成晶面及其在晶体上取向的一种结晶学符号。：在同一单形的各个晶面中，按一定的原则选择一个代表晶面，将它的晶面指数顺序连写而置于大括号内，例如写成 用以代表整个单形。 在中、低级晶族的单形中，按“”的法则选择代表晶面; 在高级晶族（等轴）中，则为“”。 尽量取正数第4页/共46页5单形符

3、号单形符号 四方晶系 上 Z轴正端 (111)，(1-11)，(-111)，(-1-11) 前X轴正端 (111)，(1-11)，(1-1-1)，(11-1) 右 Y轴正端 (111)，(11-1)，(-111)，(-1-11) 111第5页/共46页6单形符号单形符号111 111 _111 _111 _ 110 101 011 011 _110 _ 101 _100010001 等轴晶系 前X轴正端 右 Y轴正端 上 Z轴正端 第6页/共46页7单形的命名单形的命名 一般形的晶面与对称要素间具有一般的关系, hkl, hkil一般形; 如晶面与对称要素间垂直、平行或等角度相交, 则为特殊形

4、; 不能围成封闭空间的单形, 称为开形, 单面、平行双面以及各种柱和单锥共17种单形为开形 否则为闭形.; 闭形共有30种;第7页/共46页8聚形和聚形分析聚形和聚形分析 两个或两个以上单形的聚合称为聚形 单形的相聚必定遵循对称性一致的原则，即在146种结晶学单形中， 同一单形的晶面形状, 大小, 性质完全相同; 一个聚形最多可能由7种单形相聚; 一个聚形中所有单形的对称性均属于同一点群;第8页/共46页9聚形分析聚形分析四方柱和四方双锥的聚形 立方体和菱形十二面体及其聚形第9页/共46页10晶体的规则连生晶体的规则连生 平行连生平行连生 parallel grouping 由若干个同种的单晶

5、由若干个同种的单晶体，按对应的结晶学体，按对应的结晶学方向（包括各个对应方向（包括各个对应的结晶轴、对称元素、的结晶轴、对称元素、晶面及晶棱的方向）晶面及晶棱的方向）全都相互平行的关系全都相互平行的关系而组成的连生体而组成的连生体 内部格子构造平内部格子构造平行、连续行、连续 卤钠石(sulphohalite )的平行连生体 第10页/共46页11晶体的规则连生晶体的规则连生 氯铜银铅矿(Boleite)双晶 双晶（孪晶）双晶（孪晶） twin 互不平行的同种单体，彼此间按互不平行的同种单体，彼此间按一定的一定的对称关系对称关系相互取向而组成相互取向而组成的规则连生晶体的规则连生晶体 双晶要素

6、：双晶中单体间之对称双晶要素：双晶中单体间之对称取向关系的几何要素取向关系的几何要素 双晶面双晶面(twinning-plane) 双晶轴双晶轴(twinning-axis) 双晶中心双晶中心(twinning-center) 双晶接合面双晶接合面(composition surface) 实际界面，彼此晶体结构不连贯实际界面，彼此晶体结构不连贯第11页/共46页12双晶双晶文石文石 Aragonite 双晶面双晶面/接合面接合面 两侧格子不连续两侧格子不连续第12页/共46页13双晶双晶石膏石膏 gypsum 双晶面 P P双晶轴第13页/共46页14双晶双晶 双晶类型双晶类型1) 简单双晶

7、简单双晶 simple twin 接触双晶接触双晶 contact twin 贯穿双晶贯穿双晶 interpenetrate twin2) 反复双晶反复双晶 multiple twin 聚片双晶聚片双晶 polysynthetic twin 轮式双晶轮式双晶 cyclic twin3) 复合双晶复合双晶 compound twin钙十字沸石的复合双晶 金红石的环状双晶第14页/共46页15双晶双晶简单双晶之接触双晶观察： 双晶面 双晶轴 双晶中心 接合面第15页/共46页16双晶双晶观察： 双晶面 双晶轴 双晶中心 接合面第16页/共46页17双晶双晶双晶反复双晶之轮式双晶 反复双晶之聚片双晶

8、第17页/共46页18矿物宏观鉴定特征矿物宏观鉴定特征q 矿物的光学性质矿物的光学性质 （颜色，光学效应，条痕色，光泽，发光性）（颜色，光学效应，条痕色，光泽，发光性）q 矿物的力学性质矿物的力学性质 （解理，裂理，断口解理，裂理，断口）q 矿物的磁性矿物的磁性q 矿物的其它物理性质矿物的其它物理性质 （比重，硬度比重，硬度）q 矿物的形态矿物的形态 （单晶，集合体）单晶，集合体）第18页/共46页19矿物的形态矿物的形态v主要受本身的内部结构和形成时的外在环境的制约。主要受本身的内部结构和形成时的外在环境的制约。v内部结构相同的同一种矿物，可以具有明显不同的外貌内部结构相同的同一种矿物，可以

9、具有明显不同的外貌特征。特征。v从矿物形态的研究，可以获得有关矿物生成条件的信息。从矿物形态的研究，可以获得有关矿物生成条件的信息。v 矿物单体的形态矿物单体的形态v 晶体习性晶体习性(crystal habit): v 晶体的一般外观形态晶体的一般外观形态, 主要考虑笼统的外貌特征主要考虑笼统的外貌特征, 如柱状习性，板状习如柱状习性，板状习性等性等第19页/共46页20矿矿物物形形态态集合体形态集合体形态不规则不规则晶面特征晶面特征结晶习性结晶习性规则规则单体形态单体形态不规则不规则规则规则双晶双晶平行连晶平行连晶粒状粒状柱状柱状片状片状结核体结核体晶面条纹晶面条纹蚀象蚀象显晶质显晶质隐晶

10、质隐晶质分泌体分泌体鲕状体鲕状体钟乳状钟乳状理想形态理想形态第20页/共46页21矿物单体的形态矿物单体的形态晶体习性晶体习性晶体的实际形态取决于晶体结构中不同面网的晶体的实际形态取决于晶体结构中不同面网的组成组成、面网密面网密度度及结晶时的及结晶时的介质条件介质条件三向等长 粒状粒状菱锰矿一向延长一向延长柱状棒状针状柱状棒状针状两向延长两向延长板状片状板状片状第21页/共46页22矿物集合体的形态矿物集合体的形态vv 显晶集合体形态显晶集合体形态按单体的结晶习性及集合方式的按单体的结晶习性及集合方式的不同可分为粒状、片状、板状、不同可分为粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤针状、柱

11、状、棒状、放射状、纤维状、晶簇状等集合体维状、晶簇状等集合体 粒状集合体粒状集合体片板状集合体片板状集合体第22页/共46页23毛发状集合体毛发状集合体棒状集合体棒状集合体放射状集合体放射状集合体针状集合体针状集合体第23页/共46页24晶簇第24页/共46页25vv 隐晶质集合体隐晶质集合体第25页/共46页26矿物的物理性质矿物的物理性质q 矿物的光学性质矿物的光学性质q 矿物的力学性质矿物的力学性质q 矿物的磁性矿物的磁性q 矿物的其它物理性质矿物的其它物理性质第26页/共46页27矿物的物理性质矿物的物理性质鉴定矿物判断成因矿物利用矿物的物理性质矿物的化学组成和晶体结构矿物的形成条件第

12、27页/共46页28矿物的光学性质矿物的光学性质矿物的颜色矿物的颜色对光选择性吸收的结果对光选择性吸收的结果矿物的光学效应矿物的光学效应反射、吸收、透射反射、吸收、透射v 矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色v 对所有波长的色光均匀部分吸收，矿物呈灰色对所有波长的色光均匀部分吸收，矿物呈灰色v 基本上都不吸收则为无色或白色基本上都不吸收则为无色或白色v 选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色选择吸收某些波长的色光，矿物呈现吸收色光的互补色第28页/共46页29矿物颜色的类型矿物颜色的类型 自色、他色、假色自色、他色、假色 自色自色：矿物本身固有的成分结构所决定

13、的颜色矿物本身固有的成分结构所决定的颜色 他色他色：由杂质、气液包裹体所引起的颜色由杂质、气液包裹体所引起的颜色 假色假色：是因物理光学效应而产生的颜色是因物理光学效应而产生的颜色 体色、表色体色、表色体色：体色：当白光透入矿物达一定深度，选择吸收不同波长的色光而呈现当白光透入矿物达一定深度，选择吸收不同波长的色光而呈现的互补色，为矿物内部所固有的颜色，如橄榄石吸收紫光而的互补色，为矿物内部所固有的颜色，如橄榄石吸收紫光而呈橄榄绿色呈橄榄绿色表色：表色：即反射色，矿物表面的反射色光所呈现的颜色，不透明矿物因即反射色，矿物表面的反射色光所呈现的颜色，不透明矿物因吸收非常强，光难以深入，因而表现的

14、都是表面色。吸收非常强，光难以深入，因而表现的都是表面色。第29页/共46页30 锖色锖色(tarnish): 光的干涉作用引起的。如硫化物表面常因氧化产生很薄的薄膜光的干涉作用引起的。如硫化物表面常因氧化产生很薄的薄膜, 受日光照射后薄膜的两侧均会反射，所反射光相互干涉后造成的蓝紫斑驳的受日光照射后薄膜的两侧均会反射，所反射光相互干涉后造成的蓝紫斑驳的彩色。彩色。 晕色（晕色（iridescence or iris)：光的干涉作用引起的。由在尖劈状裂隙面两侧的：光的干涉作用引起的。由在尖劈状裂隙面两侧的两束反射光相互干涉后造成的如彩虹的彩色。常见于透明矿物白云母、透石两束反射光相互干涉后造成

15、的如彩虹的彩色。常见于透明矿物白云母、透石膏具完全解理的晶体中。膏具完全解理的晶体中。 变彩变彩(play of colour): 是由于衍射现象而呈色的。在拉长石的某些面上，可是由于衍射现象而呈色的。在拉长石的某些面上，可看到随观察方向的不同而有蓝、绿、黄、红等颜色的变换，故称变彩。看到随观察方向的不同而有蓝、绿、黄、红等颜色的变换，故称变彩。 蛋白光蛋白光(opalescence): 是由于入射光发生漫射而引起的。在乳蛋白石上可看是由于入射光发生漫射而引起的。在乳蛋白石上可看到，蛋白石的到，蛋白石的SiO2胶体微粒使入射光发生漫射而引起的是一个略带蓝色的乳胶体微粒使入射光发生漫射而引起的是

16、一个略带蓝色的乳白光，白光， 。 火彩（火彩（fire): 由色散效应所致的颜色。常见于无色透明宝石中，如钻石等。由色散效应所致的颜色。常见于无色透明宝石中，如钻石等。假色：物理光学效应第30页/共46页31指矿物粉末的颜色。是自色，可以消除假色、减弱他色，指矿物粉末的颜色。是自色，可以消除假色、减弱他色，因而比矿物颜色更稳定。因而比矿物颜色更稳定。应用于有色矿物应用于有色矿物& &低硬度矿物（硬度低硬度矿物（硬度 25%R25%。呈抛光金属般的光泽。呈抛光金属般的光泽半金属光泽半金属光泽 R=25-19%R=25-19%。呈未刨光金属般的光泽。呈未刨光金属般的光泽金刚光泽金刚

17、光泽 R=19-10%R=19-10%。如同金刚石般的光泽。如同金刚石般的光泽玻璃光泽玻璃光泽 R=10-4%R=10-4%。如同玻璃般的光泽。如同玻璃般的光泽矿物光泽的分级矿物光泽的分级金属光泽金属光泽半金属光泽半金属光泽金刚光泽金刚光泽玻璃光泽玻璃光泽第34页/共46页35矿物的光泽矿物的光泽第35页/共46页36矿物的发光性矿物的发光性发光性是指物体受外加能量激发，发出可见光的性质发光性是指物体受外加能量激发，发出可见光的性质荧光荧光：发光体一旦停止受激发光体一旦停止受激( () )，发光现象消失，发光现象消失，否则，叫否则，叫磷光磷光第36页/共46页37矿物的物理性质矿物的物理性质q

18、 矿物的比重矿物的比重(specific gravity) 定义定义: 是指单矿物重量与是指单矿物重量与4时同体积水重之比时同体积水重之比, 无量纲。无量纲。 影响比重的因素影响比重的因素: 所含元素的原子量所含元素的原子量: 结构中质点堆积的紧密程度结构中质点堆积的紧密程度: 化学键化学键 原子半径与电价原子半径与电价 紧密堆积程度紧密堆积程度第37页/共46页38对晶体结构类型相同的矿物来讲，矿物的比重随所含元素原子量的增对晶体结构类型相同的矿物来讲，矿物的比重随所含元素原子量的增大而增大，随原子或离子半径的增大而减小。大而增大，随原子或离子半径的增大而减小。 方铅矿方铅矿PbS(Pb=2

19、07.21, PbS(Pb=207.21, 7.4-7.6 g/cm7.4-7.6 g/cm3 3) )；重晶石；重晶石BaSOBaSO4 4(Ba=137.36, 4.3-4.7 g/cm(Ba=137.36, 4.3-4.7 g/cm3)3)在原子量、原子或离子半径相同或相近的情况下，原子或离子的在原子量、原子或离子半径相同或相近的情况下，原子或离子的配位数越大，比重越大配位数越大，比重越大方解石方解石CaCOCaCO3 3 (6, 2.71 g/cm (6, 2.71 g/cm3 3) ) 文石文石CaCOCaCO3 3 (9, 2.95 g/cm (9, 2.95 g/cm3 3) )

20、矿物形成时的温度矿物形成时的温度(T)(T)和压力和压力(P) (P) 对矿物的比重也有影响对矿物的比重也有影响T T增大增大 CNCN降低降低 形成小比重矿物形成小比重矿物方解石中温方解石中温文石低温文石低温 P P增大增大 CNCN增大增大 形成大比重矿物形成大比重矿物石墨石墨 2.232.23金刚石金刚石3.503.50矿物的比重(specific gravity)第38页/共46页39矿物的物理性质矿物的物理性质q 矿物的硬度矿物的硬度(hardness) 定义定义:当矿物受到刻划、研磨或压入等作用时，所表现出来的机械强度当矿物受到刻划、研磨或压入等作用时，所表现出来的机械强度 Moh

21、s硬度硬度: 一种相对的刻划硬度一种相对的刻划硬度, 以十种常见矿物为代表以十种常见矿物为代表 维氏硬度维氏硬度: 一种压入硬度一种压入硬度, 与与Mohs硬度的关系为硬度的关系为: HM=0.7 3 HV化学键化学键 原子半径与电价原子半径与电价 紧密堆积程度紧密堆积程度第39页/共46页40矿物的硬度矿物的硬度矿物摩斯硬度压入硬度(kg/mm2)研磨硬度滑 石1470.03石 膏2601.04方解石31363.75萤 石42004.2磷灰石56595.4正长石671430.8石 英71181100黄 晶81648146刚 玉92085833金刚石106500117000第40页/共46页4

22、1矿物的力学性质矿物的力学性质q矿物的解理矿物的解理(cleavage)定义定义: 当矿物受到外力作用后，能沿晶格中某一或某些面当矿物受到外力作用后，能沿晶格中某一或某些面网发生破裂的固有性质。因解理而裂成的平面叫做解理面。网发生破裂的固有性质。因解理而裂成的平面叫做解理面。表示表示: 根据解理的方向根据解理的方向, 用相应的单形符号来表示用相应的单形符号来表示解理的完好程度，一般分为五级：解理的完好程度，一般分为五级：1) 极完全解理极完全解理 矿物受外力后，极易沿解理面分裂，解理面平整光滑。矿物受外力后，极易沿解理面分裂，解理面平整光滑。例如云母、绿泥石等的底面解理。例如云母、绿泥石等的底

23、面解理。2)完全解理完全解理 矿物受外力后，易于沿解理的面分裂，解理较平滑。例矿物受外力后，易于沿解理的面分裂，解理较平滑。例如萤石、方解石等。如萤石、方解石等。3) 中等解理中等解理 有时描述成解理清晰。矿物受力后，能沿解理分裂，解有时描述成解理清晰。矿物受力后，能沿解理分裂，解理面显著，但多延续不远，在断面上常呈阶梯状。理面显著，但多延续不远，在断面上常呈阶梯状。4)不完全解理不完全解理 矿物受力以后，虽然沿解理面分裂，但颇困难，所以矿物受力以后，虽然沿解理面分裂，但颇困难，所以表现出的解理面不多，只能断续分布。表现出的解理面不多，只能断续分布。5)极不完全解理极不完全解理 矿物受力后，极少或很难沿解理面方向分裂矿物受力后，极少或很难沿解理面方向分裂第41页/共46页42解理产生的原因解理产生的原因A A 解理面一般平行于解理面一般平行于面网密度最大的面网面网密度最大的面网B B 平行于由异号离子组平行于由异号离子组成的电性中和的面网成的电性中和的面网C C 当相邻面网为同号离子的当相邻面网为同号离子的面网时，其间易产生解理面网时，其间易产生解理D D 平行于化学键力平行于化学键力最强的方向最强的方向第42页/共46页43 矿物受到外力打击后，有的可以沿结构中一定的面网方向破裂，有的则矿