认识矿物的形态

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一、实验目的要求：
通过对矿物标本的观察，认识和熟悉矿物的单体形态、集合体形态、为后继认识单矿物打下基础。
二、实验方法及内容：
矿物的单体形态、集合体形态、矿物的双晶及晶面条痕。
由指导教师简单的讲解和介绍后，学生依据本实验，对照标本，逐项认真细致的观察，并作简单记录。

1、单体形态
矿物单体在一定外界条件下常趋于形成某种习惯性的形态，称为晶体的习性。矿物晶形可用肉眼或放大镜分辨出单体时，单个矿物的结晶习性根据其在三维空间的发育程度不同分为三种类型：
一向伸长：单体在空间上沿一个方向最为发育，其它两个方向不发育，晶体细长 针状：阳起石、石棉
柱状：角闪石、石英、绿柱石、电气石
棒状或短柱状：电气石
二向伸长：单体在空间上沿两个方向发育，另一方向不太发育 片状：云母、石墨
板状：长石、黑钨矿、石膏
三向等长：单体在空间的三个方向基本均匀发育，称等轴状，根据矿物的单体形态常见的有： 立方体：方铅矿、黄铁矿；菱面体：方解石；菱形十二面体：石榴子石；八面体：磁铁矿五角十二面体：黄铁矿四角三八面体：石榴子石不规则粒状：石英。
注：一种矿物常以某一种结晶习性为主。描述矿物单体形态时，要结合结晶习性描述晶形，如黄铁矿常呈带有晶面条纹的立方体；磁铁矿常呈八面体；方解石常呈菱面体。
2、集合体形态
(1)显晶矿物集合体形态：
一向延长 纤维状：石棉、石膏 针状、柱状：辉锑矿、电气石 放射状：阳起石、符山石 晶簇状：石英、石膏、方解石
二向延长 片状、鳞片状：云母、石墨 板状集合体：重晶石、石膏
三向延长 粒状集合体：橄榄石、石榴子石、磁铁矿
(2)隐晶质、胶体矿物集合体形状：
分泌体 结核状 鲕状豆状 肾状 钟乳状 皮壳状 葡萄状 树枝状
玛瑙 硬锰矿 赤铁矿 赤铁矿 硬锰矿 孔雀石 菱锌矿 铜、氧化锰
此外，按其紧密程度可分为：致密块状集合体：黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、蛇纹石、石英；松散土状集合体：高岭土。
(3)晶面花纹
晶面花纹对有些矿物是固定的，可作鉴定标志。
如：石英柱面上的横纹；电气石、黄玉、辉锑矿晶面上的纵纹；黄铁矿立方体晶面上三组互相垂直的条纹。
矿物形态可作为某些形态相对固定的矿物的重要鉴定特征，如石榴子石、石棉、绿柱石等，即根据其形态命名的；但矿物的形态多变者居多，往往是一矿多态。故观察时要注意：一种矿物单体和集合体的形态、显晶质和隐品质或胶体的形态的不同，如石英有水晶单体、石英晶簇、块状石英、燧石、分泌体状的玛淄等多种形状。

实验二、矿物的物理性质
一、实验目的要求：
通过对矿物标本的观察，认识和熟悉矿物的颜色、条痕、透明度、光泽、比重、硬度、解理等物理性质及特征，掌握这些物理性质的观察及鉴定方法，为鉴定矿物打下基础。
二、实验方法及内容：
矿物的的颜色、条痕、透明度、光泽、比重、硬度、矿物的解理、断口、条痕，及其它物理性质：磁性、延展性等。
矿物的光学性质：矿物的光学性质是指矿物表面对不同波长的自然光所产生的反射、折射和吸收等表现出来的物理性质。包括矿物的颜色、条痕、光泽等。
(1)颜色矿物的颜色是矿物对不同波长的自然光吸收后呈现的颜色。如果对各种波长的光均匀吸收，则呈现出黑-灰-白色，矿物对光波吸收程度越强颜色越深。如果对不同波长的光波选择性的吸收，则呈现不同的颜色。
自色：矿物本身固有的颜色,与矿物的化学成分和内部构造有关。
比色矿物：
红色
辰砂 黄色
雌黄 褐色
褐铁矿 绿色
孔雀石 蓝色
蓝铜矿 黑色
黑电气石
铁黑色
磁铁矿 铅灰色
方铅矿 铜黄色
黄铜矿 棕红色
雄黄 草绿色
绿帘石 白色
方解石
它色：矿物混入杂质引起，与矿物本身无关。
如：紫水晶（含锰）、烟晶（含碳）蔷薇石英（含铁）。
假色：矿物内部裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射引起。
由裂隙引起的假色叫晕色，如云母、方解石解理面上晕色；
由氧化薄膜引起的假色叫锖色，如斑铜矿表面斑驳的蓝色和紫色。
许多不透明的金属矿物和部分非金属矿物具较固定的颜色，是矿物重要的鉴定特征。
矿物颜色的描述方法：为了统一标准起见，经常以一些颜色较典型的矿物，作为描述矿物色的比色矿物(常用的比色矿物如上所列)。
对一些复杂色彩描述时：次要颜色+主要颜色 (如黄褐色、蓝绿色)
有的还可以这样形容次要颜色：褐中微红、绿中带灰。
描述金属色彩时:加相应金属的形容词+颜色 如铜黄色，铅灰色。
注：在观察矿物颜色时，既要注意新鲜面的颜色，也要注意风化面的颜色，而且要注意光源对颜色的影响。只有在自然光下新鲜面的颜色才是矿物本身固有的颜色。
(2)条痕：矿物粉末的颜色。一般将矿物在无色的瓷板上刻划观察其颜色。条痕色可以与矿物的自色一致，也可以不一致。
由于矿物的条痕色消除了假色的干扰，减轻了它色的影响突出了自色，因此矿物的条痕色比矿物的颜色更稳定。对某一矿物来说，条痕是比较固定的，对鉴定矿物具有重要意义。如：黄铁矿(绿黑色)；赤铁矿(樱红色)。
对硬度较小，颜色较深的不透明、半透明矿物，条痕是重要的特征之一；但对玻璃光泽和颜色浅的透明、半透明矿物，其条痕为无色或极谈的颜色，鉴定意义不大，不必试条痕。
注：1）在条痕板上试条痕时，不要用力过猛，以免使矿物破裂成碎块。
2）选择新鲜、未受污染、无夹杂物的部位试条痕。
3）有多种矿物共生时，要选准待试的矿物。
4）对硬度大于瓷板的矿物需碾成细末观察。
5）要爱惜矿物，试条痕要尽可能少划、短划，不可乱涂乱划。
条痕色的描述同颜色的描述方法相同。
（3）光泽：矿物表面反射光的能力。按反光的强弱分：
金属光泽(方铅矿、黄铁矿)；半金属先泽(赤铁矿、磁铁矿)；非金属光泽：金刚光泽(闪铁矿、辰砂)；玻璃光泽(水晶、方解石)：油脂光泽(石英和橄榄石—断口)；丝娟光泽(石棉、纤维石膏)；土状光泽(高岭土)。
光泽是矿物的明显特征，但应注意：
1)必须先找推欲测矿物晶体及其新鲜面，后对着光线晃动，仔细辨认光线的反射程度才能观察到应有的光泽。
2)确定矿物的光泽强度，初学者是有一定困难的，因此，需把欲测的几种标本放在一起直接加以比较，才可较容易地看出其间的区别。
3)要注意晶体与隐晶质、胶体矿物；单体和集合体、晶面与断口光泽的变异。如：石英类矿物，水晶晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，玉髓集合体为蜡状光泽；石榴子石晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽等。
4)既要看到金属矿物与金属光泽，非金属矿物与非金属光泽的联系性，但也要认识两者并非都一致，例如：金属矿物铝土矿常具土状光泽；非金属矿物石墨结晶体却呈明显的金属光泽。
(4)透明度：矿物透光的程度。
透明(水晶、萤石)；半透明(白色方解石、浅色闪锌矿)；不透明(磁铁矿、黄铁矿)
矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等光学性质，彼此有一定的联系其关系如表所示：
矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等光学性质的相互关系
光泽 颜色 条痕 透明度
金属 金属色或黑色 深色或金属色 不透明
半金属 深色 浅色、彩色为主，有时为深色
半透明


非
金
属 金刚 浅色或彩色 无色或白色为主，有时为浅色
玻璃 无色或白色 无色或白色 透明
矿物的力学性质：指矿物受到外力（刻划、敲打）的作用后所表现出来的性质。
(1)硬度：矿物抵抗外来机械作用力（刻划、摩擦等）的程度。一般用已知硬度的矿物与另一种矿物相互刻划得出的相对硬度，常用10种常见矿物作标准，即：摩氏硬度计，按矿物的硬度大小排列来表示矿物硬度的等级。
摩氏硬度计1-10度：
滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
注：摩氏硬度计中硬度高等级的矿物可以刻动等级低的矿物，但各级之间的矿物的硬度差不成倍数关系。鉴定时如所测矿物能刻动正长石，又被石英刻动，则它的硬度介于6~7之间。
野外工作时常用小刀（硬度5.5）、指甲（硬度2.5）代替硬度计，将硬度大致分为三级：软(2.5)、中等(2.5~5.5)、硬(>5.5)。
应注意，有的矿物硬度具异向性，如蓝晶石具有较明显的硬度二向性。
测试矿物的硬度时，若是多种矿物集合体，首先要区分出需测定的矿物题粒，且要在新鲜矿物较平的面上进行，在风化面上或有裂隙、杂质时，以及细分散体上都会出现假硬度；刻划时用力要缓而匀，用力过猛会将矿物压碎，并且要反复进行几次，要仔细观察和区分是刻痕还是粉痕：以硬刻软出现刻痕，以软划硬留下粉痕(即条痕)，先用硬度较小的矿物或物品去刻划，划不动时再用硬度大的物品或矿物。使用小刀或玻璃时要用尖锐处刻划，而不能用刀刃去削斩，以免损坏标本。
(2)解理和断口：矿物或晶体受到外力的敲打或挤压的作用后会沿一定方向裂开成光滑平面的性质称解理。这种裂开的光滑的平面称解理面。如果矿物受外力后在任意方向上呈现凹凸不平的断面的性质称断口。
解理是由矿物本身的性质所决定的，只有在单个矿物晶体颗粒较大时肉眼才能看到解理面。一般在标本上，解理表现为晶体断裂面为闪亮的小平面。
解理的等级：根据解理呈现的难易程度、解理面的大小、光滑程度将解理划分为五个等级：
极完全解理 完全解理 中等解理 不完全解理 极不完全解理
云母、辉钼矿 方解石、方铅矿 正长石、斜长石 磷灰石 石英、橄榄石

解理的组数：解理可以在一个方向或不同的方向发育成两组或多组。
一组解理 二组解理 三组解理 多组解理
云母 长石 方解石 萤石、闪锌矿
解理的夹角：发育两组或两组以上解理的，应注意解理之间的夹角，对鉴定某些矿物具有重要意义，如方铅矿的立方体解理，解理夹角900，角闪石两组完全解理，解理夹角1200或600。
解理的组数、夹角、等级是矿物固定不变的特征，同一种矿物可以生成不同的晶形，但同种矿物必具有相同的解理。所以解理是鉴定矿物的重要依据之—，必须学会现察它。
观察矿物的解理时先要选一个较大的，解理清晰的个体，必要时再辅以另一、两个个体仔细观察；其次要注意区分晶面与解理面，防止误将晶面作解理面。
晶面与解理面区分的依据是：
1)解理面一般是新破裂开的，比晶面新鲜、平整、光亮，且无晶面条纹及附着物。
2)一个方向只有一个晶面，但在解理方向存在一系列相互平行的解理面，不明显时用锤轻击之即会出现。
为了便于记亿，现把解理面与晶面的区别总结为口诀：
晶面露于外，风吹日又晒，凸凹多花纹，灰暗少光彩，不象解理面，受力后劈开，新鲜平滑亮，叠叠似台阶。
如果是有解理的矿物集合体，则表现在各个矿物颗粒上有解理面，因此在标本就显示出许多不同方向的反光平面，看起来闪闪发光，千万不要认为由矿物集合体不平，误认为无解理。
要确定解理的组数有多少，首先要求观察解理面，并看它们是否平行。如果在集合体上分析，就要选择其中—个题粒来看，仔细观察此颗粒各个方面的解理面是否平行。有n个不同方向的平行解理面，就称为n向解理。
具极不完全解理的矿物，断口常具有一定的形态，也可作为鉴定矿物的辅助依据，如石英常具有贝壳状断口，表现为弧形光滑曲面，类似蚌壳的表面特征，隐晶质常具有瓷状断口，黄铁矿等常具有参差状断口，粗糙不平。
矿物的解理和断口出现的难易程度互为消长，所以具有完全解理和多组解理的矿物表面难以见到断口，多数矿物则是沿某一固定方向解理和沿任意方向的断口同时出现。
(3)比重：常凭经验用手掂估，将矿物的比重分为三级：
轻(比重<2.5) 中等(比重2．5-4) 重(比重5-6) 极重(比重＞7)
石膏、石墨 石英、长石 黄铜矿、重晶石 方铅矿、黑钨矿
在实践中，要逐步学会用手掂量来大致比较矿物的相对比重。大多数非金属矿物比重在3以下，在3．5以上者如刚玉和重晶石就觉得比重很大；金属矿物平均比重为5，在7以上者就觉得很重了。故对相对较重和较轻的矿物，比重可作为鉴定的重要依据。
矿物的其它性质：弹性(云母)；脆性(黄铁矿)；挠性(辉铜矿)；磁性(磁铁矿)等
有些矿物具特殊性质，是鉴定的可靠依据，要牢牢记住。如磁铁矿有磁性；辉铜矿具延展性；高岭土能粘舌；滑石具滑腻感等。要善于利用某些简单的化学性质鉴别矿物。如风化面的颜色：含铁矿物表面会发现褐色铁锈；含铜矿物表面常可呈现蓝色(蓝铜矿)或绿色(孔雀石)；碳酸盐类矿物筋滴盐酸起泡等等。