矿物的成分性质分类

矿物的成分性质分类第一页，共一百零四页，2022年，8月28日绪论第二页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物(mineral)是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。要素：天然产出有化学式具晶体结构无机物质第三页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物学（mineralogy）是研究矿物（包括准矿物）的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和它们相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学，它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础与依据第四页，共一百零四页，2022年，8月28日方解石(calcite)水晶

(crystal)石棉(asbestos)矿物：第五页，共一百零四页，2022年，8月28日金刚石(diamond)绿柱石(beryl)孔雀石(malachite)第六页，共一百零四页，2022年，8月28日黄铁矿(pyrite)自然金(gold)第七页，共一百零四页，2022年，8月28日要点矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物矿物具有一定的化学成分和内部结构，从而也具有一定的形态和物理、化学性质，藉此我们可以鉴别矿物种矿物并非固定不变的，任何一种矿物都只是在一定的物理化学条件下相对稳定，得以保存矿物是岩石和矿石的基本组成单位当前，矿物学通常以天然结晶质无机物为主要研究对象，液体和气体均不在现代矿物之列

第八页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物学的研究内容及其分析测试技术

1.矿物学的研究内容研究矿物的成分、结构、形态、物理性质、成因、产状、用途和它们相互间的内在联系矿物的化学成分：（1）单质：金刚石，自然金（2）化合物：橄榄石，斜长石等物理性质：晶形、颜色、光泽、解理、裂理、断口、硬度、条痕等特征

第九页，共一百零四页，2022年，8月28日2．矿物学的研究分析测试技术

电子显微镜观测

电子探针分析

化学分析法

光谱类分析

X射线分析

穆斯堡尔谱

第十页，共一百零四页，2022年，8月28日电子显微镜第十一页，共一百零四页，2022年，8月28日JXA-8100

电子探针（EPMA)

第十二页，共一百零四页，2022年，8月28日锆石的CL照片第十三页，共一百零四页，2022年，8月28日X射线衍射仪

第十四页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物学的应用

矿物学的应用主要包括两大方面：

①应用于地质找矿②研究作为矿产资源的矿物本身的开发和应用第十五页，共一百零四页，2022年，8月28日第一部分矿物的化学成分第二部分矿物的形态第三部分矿物的物理性质第四部分矿物的分类命名第十六页，共一百零四页，2022年，8月28日第一部分矿物的化学成分矿物的化学成分：矿物是自然界的天然产物，化学元素是形成矿物的物质基础。显然，地壳中化学元素的丰度与矿物的形成、矿物的化学成分有着密切的关系。第十七页，共一百零四页，2022年，8月28日常见8种元素的元素丰度

（据B.Mason,1966）元素质量克拉克值（％）原子克拉克值（％）O46.662.55Si27.7221.22Al8.136.47Fe5.001.92Ca3.631.94Na2.832.64K2.591.42Mg2.091.84第十八页，共一百零四页，2022年，8月28日地壳中以O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg等元素组成

的含氧盐和氧化物矿物分布最广。

其中硅酸盐矿物占矿物总种数的24％，占地壳总

重量的3/4。如：橄榄石((Mg,Fe)2[SiO4])、透辉

石(CaMg[Si2O6])等七大造岩矿物皆为硅酸盐矿物；

氧化物矿物，占矿物总种数的14％，占地壳总重

量的17％。如石英（SiO2），刚玉(Al2O3)等。

矿物的化学成分：

（1）单质：金刚石，自然金

（2）化合物：橄榄石，斜长石等第十九页，共一百零四页，2022年，8月28日（一）矿物的形态形态：指矿物单体、矿物规则连生体及同种矿物集合体的形态。它是矿物化学成分和内部结构的外在反映，故可作为矿物的重要鉴定特征。

第二部分矿物的形态第二十页，共一百零四页，2022年，8月28日1.矿物单体的形态：

根据晶体在三维空间的发育程度，大致分为三种基本类型：1）一向伸长：柱状、针状、毛发状，如辉石、角闪石2）二向延伸：板状、片状、叶片状，如石墨、云母3）三向等长：粒状，如橄榄石、石榴石

第二十一页，共一百零四页，2022年，8月28日（1）一向伸长：

柱状、针状、毛发状:辉石、角闪石、电气石第二十二页，共一百零四页，2022年，8月28日（2）二向延长：如板状、板片状、片状等。云母、绿泥石等具此习性。第二十三页，共一百零四页，2022年，8月28日（3）三向等长：如等轴状、粒状。石榴石、黄铁矿等具此习性。第二十四页，共一百零四页，2022年，8月28日2、矿物集合体形态：同种矿物多个单体聚集在一起就是矿物集合体。集合体形态取决于单体形态和集合方式。按矿物颗粒大小，集合体分为：显晶集合体：肉眼能分辨其中矿物单体隐晶集合体：显微镜下可以区分出矿物单体胶态集合体：显微镜下也不能辨别出单体第二十五页，共一百零四页，2022年，8月28日显晶集合体的形态常见有：柱状（columnar）、针状（acicular）、板状（tabular）、片状（schistic）、鳞片状（scaly）、叶片状（foliated）和粒状（granular）等。第二十六页，共一百零四页，2022年，8月28日显晶集合体：下一页第二十七页，共一百零四页，2022年，8月28日显晶集合体：下一页第二十八页，共一百零四页，2022年，8月28日显晶集合体：第二十九页，共一百零四页，2022年，8月28日常见的隐晶及胶态集合体按形成方式及外貌特征主要有：分泌体(secretion)、结核（concretion）、鲕状及豆状集合体（oolitic&pisoliticaggregates）、钟乳状集合体（stalactiticaggregate）第三十页，共一百零四页，2022年，8月28日分泌体：返回第三十一页，共一百零四页，2022年，8月28日鲕状集合体：第三十二页，共一百零四页，2022年，8月28日豆状集合体：第三十三页，共一百零四页，2022年，8月28日钟乳状：第三十四页，共一百零四页，2022年，8月28日葡萄状和肾状第三十五页，共一百零四页，2022年，8月28日块状集合体：第三十六页，共一百零四页，2022年，8月28日土状集合体：第三十七页，共一百零四页，2022年，8月28日被膜状集合体：第三十八页，共一百零四页，2022年，8月28日取决于矿物本身的化学组成和内部结构，是鉴定矿物的主要依据，也是矿物资源开发利用的着眼点。

光学性质、力学性质、磁学性质、电学性质、热学性质

第三部分矿物的物理性质第三十九页，共一百零四页，2022年，8月28日（一）矿物的光学性质矿物的光学性质：矿物对可见光的反射、折射、吸收等所表现出来的各种性质。光学性质：颜色

Color

条痕Streak透明度Transparence光泽Luster第四十页，共一百零四页，2022年，8月28日颜色（Color）

矿物对入射的白色可见光（390～770nm）中不同波长的光波吸收后，透射和反射的各种波长可见光的混合色。是鉴定矿物时最直观的感性认识。 第四十一页，共一百零四页，2022年，8月28日注意：1）当矿物对各色光同等程度地均匀吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度；第四十二页，共一百零四页，2022年，8月28日例如，吸收红光，则呈现红光对角的补色—绿色。2）当矿物选择性地吸收某种波长的色光时，矿物呈现被吸收的色光的补色。第四十三页，共一百零四页，2022年，8月28日第四十四页，共一百零四页，2022年，8月28日

条痕（streak）

是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在白色无釉磁板（whiteunglazesporcelain）上划擦时所留下的粉末的颜色。条痕突出表现了矿物的自色，因而是鉴定矿物的可靠依据。第四十五页，共一百零四页，2022年，8月28日

注意：①不透明矿物和鲜艳彩色的透明—半透明矿物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具重要鉴定意义；而浅色或白色、无色透明矿物的条痕多为白色、浅灰色等浅色，无鉴定意义；②某些矿物由于类质同象混入物的影响，其条痕和颜色会有所变化。根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的形成条件。第四十六页，共一百零四页，2022年，8月28日透明度（

Transparence

）矿物透过可见光的程度。分为透明、半透明、不透明。1）透明（transparent）：能透过绝大部分光，条痕为无色、白色或浅色。如，石英、方解石、普通角闪石2）半透明（translucent）：可允许部分光透过，条痕呈红、褐等各种彩色。如，辰砂、雄黄3）不透明（opaque）：基本不允许光透过，条痕呈黑色或金属色。如，磁铁矿、石墨第四十七页，共一百零四页，2022年，8月28日

光泽（Luster）指矿物表面对光的反射能力。矿物反光的强弱主要取决于矿物对光的折射和吸收的程度。矿物对光的折射越强，光泽也就越强。光泽与透明度、条痕有关，在肉眼鉴定时，常配合条痕、透明度来判断光泽等级。第四十八页，共一百零四页，2022年，8月28日分为4个等级：1）金属光泽：反光很强，似平滑金属磨光面的反光。矿物具金属色，条痕呈黑色或金属色，不透明。第四十九页，共一百零四页，2022年，8月28日方铅矿和石英晶体第五十页，共一百零四页，2022年，8月28日2）半金属光泽：反光较强，似未经磨光的金属表面的反光。矿物呈金属色，条痕为棕色、褐色等深彩色，不透明～半透明。

第五十一页，共一百零四页，2022年，8月28日3）金刚光泽：反光较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。颜色和条痕均呈浅色（如浅黄、桔红、浅绿等）、白色或无色，半透明～透明。

第五十二页，共一百零四页，2022年，8月28日金刚石晶体第五十三页，共一百零四页，2022年，8月28日光线在金刚石晶体中传播示意第五十四页，共一百零四页，2022年，8月28日4）玻璃光泽：反光较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。矿物为无色、白色或浅色，条痕呈无色或白色，透明。第五十五页，共一百零四页，2022年，8月28日石英晶簇第五十六页，共一百零四页，2022年，8月28日注意：矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上的特殊变异光泽：1）油脂光泽（greasyluster）：某些解理不发育的浅色透明矿物的不平坦断口上呈现的似油脂般的光泽。2）树脂光泽（resinousluster）：某些具金刚光泽的黄、褐或棕色透明矿物的不平坦断口上的似松香般的光泽。3）沥青光泽（pitchyluster）：解理不发育的半透明或不透明黑色矿物的不平坦断口上乌亮沥青状光泽。第五十七页，共一百零四页，2022年，8月28日4）珍珠光泽（pearlyluster）：浅色透明矿物的极完全解理面上的如珍珠表面或蚌壳内壁柔和而多彩的光泽。5）丝绢光泽（silkyluster）：具玻璃光泽的无色或浅色透明矿物的纤维状集合体表面常呈蚕丝或丝织品状的光亮。6）蜡状光泽（waxyluster）：某些透明矿物的隐晶质或非晶质致密块体上的似蜡烛表面的光泽。

7）土状光泽（earthyluster）：呈土状、粉末状或疏松多孔状集合体的矿物表面如土块般暗淡无光。第五十八页，共一百零四页，2022年，8月28日石英的油脂光泽第五十九页，共一百零四页，2022年，8月28日闪锌矿的树脂光泽第六十页，共一百零四页，2022年，8月28日珍珠光泽层解石白云母第六十一页，共一百零四页，2022年，8月28日蛇纹石石棉的丝绢光泽第六十二页，共一百零四页，2022年，8月28日蜡状光泽蛇纹石滑石第六十三页，共一百零四页，2022年，8月28日高岭石土状光泽第六十四页，共一百零四页，2022年，8月28日铝土矿的

土状光泽具假象赤铁矿的褐铁矿第六十五页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物透明度、光泽、颜色和条痕的关系矿物光泽、颜色和条痕是矿物鉴定的重要依据，透明度、光泽和颜色还是评价宝石的重要指标。透明度透明———————不透明光泽玻璃—金刚—半金属—金属颜色无色—浅色—深色—金属色条痕白色—浅色—深色或金属色折射率低——————————高吸收率低——————————高反射率低——————————高第六十六页，共一百零四页，2022年，8月28日特殊光学效应由于矿物内部具有包裹体、双晶、微细球状结构等特殊内在因素，当被加工成宝石时，导致光的干涉、散射、衍射等现象，使宝石显现出特殊的光学效应。常见的有：猫眼效应、星光效应、变色效应、变彩效应、晕色效应

等。第六十七页，共一百零四页，2022年，8月28日1．猫眼效应（猫眼光，chatoyance）第六十八页，共一百零四页，2022年，8月28日紫翠玉猫眼绿柱石猫眼第六十九页，共一百零四页，2022年，8月28日2．星光效应（

星光，asterism

）星光蓝宝石星光红宝石戒面第七十页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物在外力（如敲打、挤压、拉引、刻划等）作用下所表现出来的性质。力学性质：硬度Hardness

解理Cleavage

断口Fracture（二）矿物的力学性质（mechanicalproperties）第七十一页，共一百零四页，2022年，8月28日硬度（Hardness）

矿物硬度是指矿物抵抗外力刻划等机械作用的能力。1.摩氏硬度计

（1）Talc滑石

（2）gypsum石膏（3）calcite方解石（4）fluorite萤石（5）apatite磷灰石（6）orthoclase正长石（7）quartz石英（8）topaz黄玉（9）corundum刚玉（10）diamond金刚石测试时，应先以高硬度的标准矿物的棱角刻划待测矿物，再依次换用硬度较低的标准矿物刻划，当两矿物硬度相近时，则用标准矿物与待测矿物相互刻划，以确定其硬度的相对大小。第七十二页，共一百零四页，2022年，8月28日2.确定矿物硬度的简便方法用指甲和/或小刀刻划来确定硬度范围。

注意：1）实际鉴定时，常代之以指甲（2.0～2.5）、小钢刀（5～6）和玻璃（5.5～6.0）等来粗略地确定矿物的硬度;2）待测矿物须选择新鲜、致密、纯净的单矿物，最好是具良好的棱角、晶面或解理面的单晶体。有些矿物的硬度具对称性和各向异性。如，蓝晶石（100）面上的硬度，沿延长方向硬度为4.5，垂直延长方向硬度6.5,被称为二硬石。第七十三页，共一百零四页，2022年，8月28日解理Cleavages

矿物在外力作用（敲打或挤压）下，严格沿着一定结晶学方向破裂、并裂成光滑平面的性质称为解理。这些平面称为解理面cleavageplane.

解理是鉴别矿物的可靠依据之一。第七十四页，共一百零四页，2022年，8月28日分为五个等级：（1）极完全解理：矿物在外力作用下极易裂成簿片。解理面光滑、平整。如云母、石墨、石膏等。第七十五页，共一百零四页，2022年，8月28日

②完全解理：矿物受力后易裂成光滑的平面或规则的解理块，解理面显著而平滑，常见∥解理面的阶梯。如方解石、萤石.第七十六页，共一百零四页，2022年，8月28日③中等解理：

矿物受力后常破裂成

较小的不很平滑的平面，解理面不太连续，常呈

阶梯状，且闪闪发亮，

清晰可见。第七十七页，共一百零四页，2022年，8月28日④不完全解理：

矿物受力后不易裂出

解理面，仅断续可见

小而不平滑的解理面。如磷灰石第七十八页，共一百零四页，2022年，8月28日⑤极不完全解理：即无解理。

矿物受力后很难出现解理面，仅在显微镜下偶尔可见零星的

解理缝。

第七十九页，共一百零四页，2022年，8月28日

观察解理的注意事项：

(1）解理只能在晶质矿物中出现，非晶质或胶体矿物中不能出现解理。肉眼能够在较大的矿物晶体上看见解理。（2）必须对同种矿物的多个颗粒进行观察。（3）一个矿物可有一种级别的解理，也可有两种级别的解理；可有一个方向的解理，也可有多个方向的解理。第八十页，共一百零四页，2022年，8月28日（4）观察解理组数和夹角必须在同一单体上进行。要尽量找到自由面多的单体，对着光线转动标本，观察解理组数和夹角；也可在解理面上观察解理纹的方向来确定解理组数。方解石第八十一页，共一百零四页，2022年，8月28日第八十二页，共一百零四页，2022年，8月28日(5）注意区分晶面与解理面晶面解理面1、为晶体外面的一层平面，受力打击后立即消失1、为晶体内部结构上连结力弱的方向，受力打击后可出现互相平行的平面2、晶面上一般比较暗淡。2、解理面一般比较新鲜、光亮。3、晶面一般不太平整，仔细观察时有凹凸不平的痕迹。3、比较平整，但可出现规则的阶梯状解理面或解理纹。第八十三页，共一百零四页，2022年，8月28日矿物受力作用后不依一定结晶方向裂开，而是在任意方向上呈各种不平整的断面，此种断面称为断口。矿物的解理与断口出现的难易程度是互为消长的。在晶体、非晶质矿物中都可见断口。断口（Fracture）第八十四页，共一百零四页，2022年，8月28日依据其所呈现的形态来描述矿物的断口，常见：①贝壳状断口（conchoidalfracture）：呈圆形或椭圆形的光滑曲面，形似贝壳。②锯齿状断口（hacklyfracture）：呈尖锐锯齿状，见于强延展性的自然金属元素矿物。③参差状断口（unevenfracture）：呈参差不平状，见于大多数脆性矿物及块状或粒状集合体。④平坦状断口（evenfracture）：断面较平坦，见于块状矿物。⑤土状断口（earthyfracture）：断面粗糙、呈细粉状，为土状矿物特有。⑥纤维状断口（fibrousfracture）：呈纤维丝状，见于纤维状矿物集合体上。第八十五页，共一百零四页，2022年，8月28日贝壳状断口：返回土状断口第八十六页，共一百零四页，2022年，8月28日参差状断口纤维状断口第八十七页，共一百零四页，2022年，8月28日其他力学性质脆性（Brittle）：矿物受外力作用（如刀刻、锤击）时易破碎的性质。脆性与矿物硬度无关。具脆性的矿物如石盐、萤石、金刚石等。延展性（Malleable，ductility）：矿物在锤击或拉引下容易形成薄片或细丝的性质。通常温度增高，矿物延展性增强。自然金、自然铜、自然银等具有很好的延展性。弹性（Elastic）：矿物因受外力而变形，当外力除去后，在弹性限度内，能恢复原状的性质。如白云母等。挠性（Flexible）：矿物因受外力而变形，当外力除去后，不能恢复原状的性质。如绿泥石、滑石、蛭石等。第八十八页，共一百零四页，2022年，8月28日（三）矿物的其他性质

相对密度（relativedensity）磁性（magnetism）

导电性（electricconductivity）

压电性（piezoelectricity）

第八十九页，共一百零四页，2022年，8月28日相对密度（relativedensity）也称比重，是纯净的单矿物在空气中的重量与4℃时同体积的水的重量之比。注意：

1）相对密度无量纲，其数值与密度相同，但它更易测定。

2）矿物的相对密度通常分为三级：①轻的：相对密度<2.5②中等的：大多数非金属矿物的相对密度为2.5～4③重的：相对密度>4。自然金属元素矿物基本属此类第九十页，共一百零四页，2022年，8月28日磁学性质（magnetism）

矿物的磁性是矿物在外磁场作用下所呈现的被外磁场吸引、排斥或对外界产生磁场的性质。在矿物鉴定和分选中，通常把矿物的磁性分为三类：（1）强磁性矿物：能被永久磁铁所吸引，如磁铁矿、磁黄铁矿和自然铁。（2）弱磁性（电磁性）矿物：其碎屑只能在强磁场中被吸引，永久性磁铁对它没有影响。在矿物分选时，利用电磁铁所产生强磁场才能引起矿物的磁性效应，所以称为电磁性矿物。赤铁矿、黄铜矿、普通角闪石、辉石都属这类矿物。（3）无磁性矿物：在很强的电磁铁作用下，也不能被吸引。如石英、方解石、石盐等。第九十一页，共一百零四页，2022年，8月28日导电性（electricconductivity）矿物对电流的传导能力。一般，金属矿物是电的良导体，非金属矿物是电的不良导体，而铁和锰的氧化物及金刚石是半导体。第九十二页，共一百零四页，2022年，8月28日压电性（piezoelectricity）某些矿物单晶体，在压力和张力作用