6矿物的形态及物理性质课件

第六章矿物的形态及其物理性质

第一节矿物的形态

★单体形态：（内部结构连续部分）

晶质矿物：才可能呈现单体

包括：

单形、聚形、平行连生。

.★集合体形态：（集合体内各单体矿物之间晶体结构不连续）包括：不规则连生、双晶。伟晶岩石英双晶铅锌矿石.研究矿物形态的意义

★鉴定矿物：不同矿物具有不同的常见形态。石榴子石：粒状；云母：片状；石英晶体：柱状；石棉：纤维状★选矿、技术加工：形态不同，利用不同的选矿加工方法。.1．矿物单体形态及其分类

（1）、按晶面的完整程度

①自形晶：具有完整的固有晶形的晶面，晶面包围了整个晶体。

例：黄铁矿晶体-----立方体；

石榴子石-----菱形十二面体。

金刚石-----八面体.②半自形晶：晶体发育不完整，只出现部分固有晶面。例：磁铁矿，八面体不完整）。

③它形晶：不出现固有晶面。例：花岗岩中的石英。其形态受相邻晶体或遗留空间的限制。.自形晶.自形晶.自形晶.自形晶绿柱石Be3Al2Si6O18.半自形晶磁铁矿独居石.它形晶.它形晶硅孔雀石.（2）、按结晶习性

用单晶体在三维空间延伸的比例情况来描述。

一向延伸型：a≈b＜＜c，短柱、长柱、针状、纤维状例：辉石、角闪石、符山石、石棉、等。

二向延展型：a≈b＞＞c：板片、片状、鳞片状。例：板状石膏、云母、蛭石、等。

三向等长型：a≈b≈c，粒状，等轴状。例：方铅矿、石榴子石、黄铁矿、等。.一向延长型绿柱石绿柱石.二向延展型白云母.三向等长型返回金刚石萤石石盐黄铁矿.粒状石榴子石.橄榄石粒状.板状板钛矿石膏.板状黑钨矿.片状白云母.柱状碧玺----电气石.柱状雌黄As2S3.柱状黄水晶SiO2.

矿物集合体------同种矿物的多个单体聚集在一起的整体。矿物集合体形态，取决于矿物单体的形态和集合方式。（矿物集合体-----矿石或岩石）

如：柱状集合体、板状集合体、粒状集合体等。据集合体中单矿物颗粒的大小分为三种情况：

显晶质集合体----肉眼可辨认单体；0.2mm

隐晶质集合体------肉眼不可辨认单体，但光学显微镜下可辨认单体；（200nm）

胶状集合体---光学显微镜下也不可辨认单体。二、矿物集合体形态.1、显晶质集合体

按单体形态和集合方式分为：★粒状集合体----由粒状单体集合而成：★柱状集合体----由一向延伸的矿物单体聚合而成：如：短柱、长柱、针状集合体；★板片状集合体----由二向延展的矿物单体聚合而成；板状、片状、鳞片状集合体；.★晶族状集合体---有共同生长基底的单晶集合体，生长方向大致一致；例：水晶晶族等；★放射状集合体----一向延伸的单体，围绕一中心呈放射状排列。例：阳起石、菊花石等。★树枝状集合体----单体按双晶或平行连生的方式在某些方向迅速生长而成。例：自然银、自然铜.粒状集合体石盐.片状集合体白云母.雌黄放射状集合体.雌黄放射状集合体.（2）隐晶质、胶态集合体

由溶液直接结晶，或由胶体凝聚而成。按形状、成因特征分为：★分泌体----由细晶质或胶体充填于球状或不规则的空洞中，自外向内生长而成。例：玛瑙，由SiO2的胶体充填于空洞中，由于成分颜色差异，形成条带状色环。空洞中心往往长有小晶体.★结核体---细晶质或胶体围绕某一中心自内向外逐渐生长而成，具同心层构造。又分为：球状、豆状、鲕状、肾状集合体等。例：鲕状赤铁矿、鲕状铝土矿、硬锰矿结核。★钟乳状集合体----由真溶液蒸发或胶体聚集后逐层堆积而成。

圆锥、圆柱、圆丘等形状集合体，石灰岩溶洞中较发育。.钟乳状集合体石钟乳.钟乳状磁铁矿.鲕状集合体返回鲕状赤铁矿.放射状集合体.菱锌矿皮壳状集合体.孔雀石肾状--赤铁矿

返回.块状硬玉.致密块状集合体软玉.玛瑙.雨花石玛瑙.

（3）其它形态

粉末状集合体---矿物呈粉末状分附在其它矿物和岩石的表面上：例：软锰矿；被膜状集合体-----呈薄层覆盖在其它矿物和岩石的表面上。兰铜矿；皮壳状集合体----呈厚层覆盖在其它矿物和岩石的表面上。孔雀石；土状集合体-------呈粉末状疏松地聚集在一起。高岭土；致密块状------眼看不到单体界限的块状矿物，玉类；如：软玉；块状黄铜矿；盐华状-------干旱地区可溶性盐类组成的被膜；块状集合体------肉眼看不到单体界限的致密块体。.土状集合体返回高岭土.块状集合体返回褐铁矿.被膜状集合体返回.第二节矿物的物理性质矿物物理性质差异是进行物理选矿的依据！一、矿物的光学性质：二、矿物的力学性质：三、矿物的其它性质：电、磁、发光性…….

1、颜色2、条痕色3、光泽4、透明度一、矿物的光学性质.1、颜色

红橙黄绿兰青紫

770620592578500464446390nm

颜色----一定范围内的电磁波（390nm～770nm）作用于人的视觉神经时，在大脑中所引起的一种感觉。

（视觉反应）可见光波长范围.（1）、矿物的颜色

矿物的颜色-----指矿物对入射可见光中不同波长的光波均匀地吸收或选择性地吸收后，透过和反射的各种波长可见光的混合色。即：矿物所呈现的颜色---为被矿物吸收光后的补色。

均匀吸收：由多→少，为黑→灰→白→无色。

选择吸收：彩色。

其色彩遵循颜色的“互补原理”

如：吸收较多的红色，则呈则呈绿色。.颜色的互补原理图.（2）矿物颜色分类据引起颜色的原因不同分为三类：

自色----矿物本身的颜色。它取决于矿物的化学成分，晶体结构。（鉴定矿物重要）

是光波与矿物晶格中电子相互作用的结果。

①过渡型金属离子内部电子跃迁：红宝石—Cr3+②元素或离子间的电子转移；蓝铁矿③能带间电子跃迁------自然金属矿物、硫化物。④色心------对可见光产生选择吸收的构造缺陷。如：紫色萤石

他色

----矿物中混入物引起的颜色。

（鉴定矿物意义不大）.假色----由物理原因（光的干涉）引起的与矿物本性无关的颜色。★晕色----透明矿物：裂隙对光的反射，干涉。例：白云母、透石膏、萤石；★锖色----不透明矿物：金属矿氧化膜对光反射，干涉引起；例：黄铜矿、毒砂表面氧化膜。★变色----透明矿物：晶体内部定向排列显微包体，引起光的干涉，转动矿物时颜色发生变化。例：拉长石.拉长石变色.萤石的晕色.（3）矿物颜色的描述：

●标准色谱法：标准色+程度词（深、浅、浓、淡、）如：深兰色、浅黄色、暗红色●二名法：次色+主色（标准色谱）如：黄绿色、紫红色、棕黑色●类比法：以常见物质的颜色或金属色来比喻矿物的颜色。苹果绿、咖啡色、玫瑰红、雄黄----桔红色自然铜----铜红色。方铅矿---钢灰色。毒砂---锡白色。蓝铜矿---天蓝色。磁铁矿----铁黑色。

.2、矿物的条痕色（1）、条痕色-------是指矿物粉未的颜色。条痕色是矿物的重要鉴定特征。条痕色能突出自色，减弱他色，消除假色。

条痕色是矿抑在白色素瓷板上磨划而得到的。在白色釉瓷板上磨划得到的则称为研磨条痕。注意：只有硬度低于瓷板的矿物才能测其条痕色。.（2）、条痕的特点

a、稳定：具重要的鉴定意义；例：赤铁矿：颜色-----暗红、褐红、钢灰，条痕----樱红色b、可与颜色一致：方解石、斜长石：颜色白色-----条痕白色可与颜色不一致：普通辉石，颜色黑色-----条痕白色（灰白色）c、金属矿物：条痕色可比颜色深。例：毒砂----颜色为锡白色----条痕为黑色；黄铜矿-----颜色为浅黄铜黄色-----条痕为绿黑色

非金属矿物：条痕色可比颜色浅。例：普通角闪石-----颜色为绿黑色-----条痕色为白色。d、H＞6～7的矿物，在瓷板上一般不能留下条痕，但条痕色多为白色。.

3、透明度：矿物透过可见光波的能力

所谓透明、不透明是相对的，其条件就是物质的厚度。

在矿物学中，矿物的透明度是指矿物在厚度为0.03mm时的透光程度。

根据矿物在厚度为0.03mm时透过光的程度分为：光能透过-------透明：石英、长石；光能部分透过----半透明：辰砂、锡石；光不能透过----不透明：方铅矿、黄铁矿.肉眼鉴定矿物时，常借助于条痕来确定透明度

条痕色透明度

白色透明彩色（红、黄、褐等）半透明黑色、金属色不透明

.4、矿物的光泽光泽------矿物反射光线的能力。（1）按反射率R=Ir/Io的大小，光泽分为：光泽等级R肉眼划分光泽等级的标志举例金属光泽＞25强的金属状光亮方铅矿、黄铁矿半金属光泽25-19弱的金属状光亮铬铁矿、磁铁矿金刚光泽19-10金刚石般的光亮金刚石、辰矿玻璃光泽＜

10玻璃状光亮石英、长石、方解石.(2)按反射光的样子（变异光泽）

当矿物表面不平、有细微裂隙、小孔、呈集合产出时，使一部分反射光发生散射，相互干挠，造成一些特殊光泽。

石英断口上----油脂光泽----油脂状光亮；石棉纤维、石膏维状集合体---丝绢光泽---呈丝绢状光亮；云母解理面上----珍珠光泽----珍珠状光亮；粘土集合体----土状光泽----表面暗淡无光。一种矿物的光泽等级一般基本上是不变的，但由于反光面的形态不同，可以呈现一种或几种特殊光泽。.特殊变异光泽油脂光泽珍珠光泽丝绢光泽蜡状光泽.土状光泽-----高岭土.

矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间的关系颜色非金属色金属色透明度透明半透明不透明条痕色白色浅彩色深彩色黑色金属色光泽玻璃光泽金刚光泽半金属光泽金属光泽.二、矿物的力学性质

矿物在外力作用下所表现出来的性质-----矿物的力学性质。1、解理、裂开2、硬度3、密度（比重）.1、解理和裂开

矿物受力后沿一定结晶方向破裂成光滑平面的性质，称为解理，这个光滑平面----解理面。它是矿物晶体的固有属性，

矿物受力后沿一定结晶方向裂开成光滑平面的非固有性质，称为裂开。

解理和裂开在外观（现象）上完全一样。方解石的解理

矿物受力后沿一定结晶方向破裂成光滑平面的性质，称为解理，这个光滑平面----解理面。它是矿物晶体的固有属性，

矿物受力后沿一定结晶方向裂开成光滑平面的非固有性质，称为裂开。磁铁矿的裂开.解理发生的方向

严格受内部结构控制，往往沿着面网间化学键力最弱的方向产生。（1）解理一般平行网面的密度最大的面网方向：因为：面网密度大，面网间距大，质点间引力小。例：金刚石：具d（111）=1.54Å，｛110｝d（110）=1.26Å，金刚石//｛111｝发生中等解理。.（2）一般平行阴阳离子电性中和面网：

例：NaCl（石盐）//｛100｝，ZnS（闪锌矿）//｛110｝

闪锌矿结构ZnS石盐结构NaCl.（3）平行两层同号离子相邻的面网：MoS2（辉钼矿）//=｛0001｝S2-

CaF2（萤石）//｛111｝，F-；

辉钼矿MoS2萤石CaF2.（4）沿化学键力最强的方向：例：石墨//｛0001｝.解理的等级（完善程度）极完全解理----受力后极易裂成薄片；如：云母、石墨、辉钼矿。完全解理----易沿解理方向裂成光滑平面，但不成薄片，如：方解石中等解理----解理面较平整，但不光滑如：角闪石不完全解理----难于形成平的解理面如：橄榄石极不完全解理---不形成解理-（无解理）如：石英解理的表示（解理符号）解理符号用单形符号表示——{hkl}

能表示：解理的形态、组数和方向。例：NaCl//{100}，3组；石墨//{0001}，1组。

.

解理面与晶面的区别

晶面解理面

A、晶体最外一层面，受力消失；受力才出现、阶梯状平面；b、弯曲、凹凸、反光暗淡；平整、光滑、反光最强；c、花纹、台阶：有双晶纹、解理纹；d、可有覆盖物。无覆盖物、新鲜面。.石盐的立方体完全解理//{100}方解石的菱面体完全解理素描图.方铅矿的立方体完全解理//{100}方解石的菱面体完全解理//{10T1}云母的平行双面极完全解理//{0001}.雄黄的{010}完全解理.锂辉石//{110}中等解理.白钨矿----中等解理//｛111｝.磷灰石---不完全解理.

橄榄石//{100}和{010}不完全解理.

石英---极不完全解理.裂开返回磁铁矿//{111}刚玉//{10T1}.2、硬度矿物抵抗刻划、压入、研磨的能力，称为硬度。由于测试的方法不同，硬度的类型也不同。矿物学上常用的是摩氏硬度和显微硬度。★摩氏硬度（HM）为刻划硬度，属相对硬度。以10种矿物硬度为标准分为十级。矿物：

滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石；正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石HM：12345678910

滑石方萤磷，正石黄刚金

.★显微硬度----叫维氏压入硬度HV（Vickers-hardness）由英国科学家维克斯首先提出。

单位---kg/mm2

指在一定压力下，顶角为136°的金刚石四方单锥压入器压入矿物平坦表面，用矿物压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。

HV=2sinα/2·p/d2（kg/mm2）

α----金刚石方形锥二对角面夹角（136°）

p---载荷值（kg）

d---压痕对角线长度（mm）

.显微硬度计.

在实际工作中，常用随身的简单工具测试矿物的硬度（摩氏硬度）：在矿物肉眼鉴定中，常用三级硬度来测试描述矿物的硬度Hm

：

指甲≈2.5、钢刀≈5.5、石英=7

矿物刻划工具表示方法

滑石＜指甲Hm＜2.5指甲＜方解石＜钢刀Hm=2.5～5.5钢刀＜辉石＜石英Hm=5.5～7

.3、矿物的密度（1）矿物的密度----矿物单位体积的质量相对密度----纯净均匀的单矿物在空气中的质量与4℃同体积的水的质量比。相对密度数值上等于矿物的密度，只是相对密度更易测定。---矿物的比重。轻密度：D<2.5例：石墨、石盐中等密度：2.5<D<4石英、金刚石重密度：D>4重晶石、方铅矿.

4、其它力学性质

（1）弹性------在一定的弹性限度内，矿物受外力作用时发生弯曲变形，当外力取消时，能使弯曲了的变形恢复原状的性质。如云母片等。

（2）挠性---矿物受外力作用时发生弯曲变形，当外力取消时，弯曲了的变形不能恢复原状的性质。如绿泥石、蛭石、辉钼矿等。

（3）延展性

矿物在受锤击或拉引下，容易形成薄片或细丝的性质，如自然金、自然银、自然铜、辉铜矿等。

小刀刻划时，只见光亮沟痕，不留下粉末。

.三、矿物的其它性质磁性、电性、发光性…….1、矿物的磁性

矿物在外磁场作用下被磁化时所表现出来的能被外磁场吸引、排斥或对外界产生磁场的性质。肉眼鉴定矿物时，一般以永久磁铁或磁化小刀来测试矿物的磁性，粗略分为三级：①强磁性：矿物块体或颗粒（碎屑）能被永久磁铁吸引。如：磁铁矿。②弱磁性：矿物颗粒不能被永久磁铁吸引，但能被大的电磁铁吸引，或粉末能被永久磁铁吸引。如：铬铁矿。③无磁性：矿物粉末也不能被永久磁铁吸引。如：黄铁矿、石英、方解石….

选矿工艺----磁法选矿.2、矿物的电学性质（1）导电性------