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第3章 矿物实习(2)

透明度是指矿物透过可见光波的能力。矿物透明度是相对的,自然界没有绝对透明或绝对不透明的矿物。在岩矿鉴定工作中,通常取0.003cm的薄片,根据其透明的程度分为透明(如石英、长石等)、半透明(如辰砂、闪锌矿等)和不透明矿物(如磁铁矿、黄铁矿等)。

肉眼鉴定矿物时透明度难以精确度量,所以常常配合矿物的条痕来判断透明度。对于不透明的矿物来说,许多矿物的粉末仍很少透过光,因此其条痕常为黑色。透明矿物的粉末常常可以透过大量光波,因此常呈无色或白色。半透明矿物,由于呈粉末状态时更有条件显示出对不同光波吸收的差异程度,而呈现各种彩色(如红、褐等色)。

4.光泽

矿物的光泽是指矿物表面反光的能力。光泽一般分为金属光泽和非金属光泽,非金属光泽又可细分为半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽。

由于光泽与条痕、透明度相互联系,故可配合条痕、透明度来判断光泽的等级。划分标志如下。

①金属光泽:呈明显的金属状光亮,不透明,条痕为黑色,如自然金、方铅矿、磁铁矿、石墨等。

②半金属光泽:呈弱金属状光亮,半透明,条痕以深彩色(如红、褐等)为主,如辰砂、黑色闪锌矿等。

③金刚光泽:呈金刚石状光亮,半透明或透明,条痕为浅彩色(浅黄、浅绿等)、无色、白色,如金刚石、浅色闪锌矿、白钨矿等。

④玻璃光泽:呈玻璃状光亮,透明,条痕无色或白色,如冰洲石、水晶、正长石等。

以上4个等级的光泽,是矿物平坦表面的反射情况。若矿物表面不平,或有细小孔隙,或为集合体,则其表面所反射出来的光必然受到一定程度的影响,而呈现出一些特殊的光泽。

①油脂光泽:透明矿物,解理不发育,在其不平坦的断口上常呈现似油脂光亮,如石英、石榴子石、磷灰石等。

②丝绢光泽:透明矿物,呈纤维状集合体时表面具有丝绢状光亮,如石棉、纤维石膏等。

③珍珠光泽:透明矿物,在极完全的解理面上具珍珠状光亮,如云母、透明石膏等。

④沥青光泽:半透明或不透明的黑色矿物,解理不发育,在不平坦的断口上具沥青状光亮,如锡石、磁铁矿、沥青铀矿等。

⑤土状光泽:粉末状或土状集合体矿物,表面暗淡无光,如高岭石、褐铁矿、烟灰状辉铜矿等。

描述光泽时,应注意以下几点。

①矿物对光的反射能力与自然光的强度、入射、反射、观察者的视线、矿物表面积大小及平滑程度等因素有关。因此,不同矿物应在同一光强下对比,同时缓慢转动矿物从不同角度进行观察。

②对于特殊光泽,只是由于某些因素造成的,它们本身不代表某一光泽等级。即同一种矿物,有时按光泽等级描述其光泽,有时则以特殊光泽描述。特殊光泽不是每一种矿物必备的,但每一种矿物均可归属于某一光泽等级之中。

1.4矿物的力学性质

1.硬度

矿物硬度是矿物抵抗某种外来机械作用力(如刻划、压入、研磨等)侵入的能力。在矿物学中,通常以摩氏硬度计中10种等级的代表矿物为标准硬度(如表11所示)来测定其他矿物的硬度。例如,某一矿物能划动磷灰石(5度),但又能被正长石(6度)所划动,由此可知该矿物的硬度介于两者之间:大于5度,小于6度。

但在野外用肉眼鉴定硬度时,通常采用更简易的鉴定法来代替硬度计,即用指甲(2.5度)和小刀(5.5度)来区分矿物的硬度。一般粗略地划分为3级:低硬度——凡能被指甲刻划的矿物;中硬度——凡不能被指甲刻划,而能被小刀刻划的矿物;高硬度——凡不能被小刀刻划的矿物。

2.解理和断口

矿物的解理是指矿物晶体在外力作用(如敲打、挤压等)下沿着一定结晶方向破裂,并能裂出光滑平面的性质。如果矿物受外力作用,在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面(如贝壳状、锯齿状),则这样的断面称为断口。

按照解理产生的难易程度和解理面的平滑程度,可将解理分为5级:极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理和极不完全解理。

①极完全解理:矿物在外力作用下极易裂成薄片,解理面光滑、平整,很难发生断口,如云母、石墨、辉钼矿、石膏等。

②完全解理:矿物在外力作用下很易沿解理方向裂成平面(但不成薄片),解理面平滑,较难发生断口,如方解石、方铅矿、萤石等。

③中等解理: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,有断口,如白钨矿、普通辉石等。

④不完全解理:矿物在外力作用下不易裂出解理面,解理面小而平整,易出现断口,如磷灰石等。

⑤极不完全解理:矿物受外力作用后,极难出现解理面,即无解理,多形成断口,如石英、石榴子石等。

上述5个解理等级的特征,可以归纳于表12中。

由此可见,矿物的解理和断口出现的难易程度是互为消长的。也就是说,在容易出现解理的方向,不易出现断口。一个晶体上被解理面包围愈多,断口出现的机会愈少。

与解理不同的是,断口不论在晶体或非晶体矿物上均可出现。容易产生断口的矿物,由于它的断口常具有一定的形态,因此可作为鉴定矿物的一种辅助特征。矿物断口的形状主要有以下几种。

①贝壳状断口:断口呈圆形的光滑曲面,面上常出现不规则的同心条纹,形似贝壳,如石英和玻璃质体。

②锯齿状断口:断口呈尖锐的锯齿状,延展性很强的矿物具此类断口,如自然铜。

③参差状断口:断口面参差不齐、粗糙不平,大多数矿物具有此断口,如磷灰石。

④土状断口:断口面呈细粉状,为土状矿物所特有的粗糙断口,如高岭石等。

3.脆性和延展性

矿物受外力作用时容易破碎的性质称为脆性。例如,镜铁矿的硬度虽大于小刀,但由于它具有明显的脆性,因此可被小刀压碎出现小粒或粉末。

矿物在锤击或拉引下,容易形成薄片和细丝的性质称为延展性。例如,自然金、自然银、自然铜等均具有良好的延展性。

4.弹性和挠性

矿物受外力作用时发生弯曲形变,但当外力作用停止后,能使弯曲形变恢复原状,此性质称为弹性。例如,云母、石棉等矿物均具有弹性。

当外力作用取消后,弯曲了的形变不能恢复原状,此性质称为挠性。例如,滑石、绿泥石、蛭石等矿物均具有挠性。

1.5矿物的其他物理性质

1.比重

矿物的比重是指矿物的质量与4℃时同体积水的质量之比。矿物比重的大小与矿物成分和晶体结构有密切关系。成分相同但结构不同的矿物,其比重也不同。例如,金刚石和石墨的成分都是碳,而前者的比重为3.47~3.65,后者的比重为2.09~2.23。矿物的比重可分为3级。

①轻级:比重小于2.5,如石墨(2.2)、自然硫(2.05~2.08)、石盐(2.1~2.2)、石膏(2.3)等。

②中级:比重为2.5~4.0,如石英(2.65)、斜长石(2.61~2.76)、萤石(3.18)、金刚石(3.5)等。

③重级:比重大于4.0,如重晶石(4.3~4.7)、磁铁矿(4.6~5.2)、白钨矿(5.8~6.2)、方铅矿(7.4~7.6)、自然金(15.6~19.3)。

比重较大的多为金属矿物。

2.磁性

矿物的磁性是指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引,或矿物本身能够吸引铁质物体的性质,主要是含有铁、钴、镍、铬、钛、钒等元素所致。通常按磁性的强弱将矿物分为4类。

①强磁性矿物:可用普通马蹄磁铁吸引的,如磁铁矿等。

②中等磁性矿物:用普通马蹄磁铁不能吸引,但可被弱电磁铁所吸引,如钛铁矿等。

③弱磁性矿物:只能被强电磁铁所吸引,如独居石等。

④无磁性矿物:强电磁铁也不能吸引的,如刚玉等。

3.发光性

某些矿物受到外界能量的激发,例如,在紫外线、X射线、阴极射线、放射性射线照射下,或者进行打击、摩擦、加热时,能够发出可见光。如果外界激发能量停止作用后,仍持续发光,则称之为磷光;如果外界激发能量停止作用后,发光现象立即消失,则称之为荧光。能发荧光或磷光的物体分别称为荧光体或磷光体。

发光性可用于鉴定某些矿物,如金刚石、白钨矿、锆石、萤石等。

4.感官特性

有些矿物具有能被人的感官所感受到的特性,例如,滑石、石墨有滑腻感,硅藻土具有粗糙感;钾盐有咸苦味,明矾有甜涩味等。

有些矿物通过肉眼无法鉴别,必须借助于简易的化学实验。主要就是利用简单的化学试剂对矿物中的主要化学成分或某些物理性质进行检验,配合矿物的外表特征或其他镜下资料初步鉴别矿物。这些方法包括:珠球染色反应、硝酸钴实验、焰色反应、斑点实验、磷酸溶矿法、粉末研磨法、显微结晶分析法、染色法、条痕法等。这些化学实验方法由于简便易行,一直沿用至今,但也因其本身的局限性,只能作为肉眼鉴定矿物的补充。主要造岩矿物的特征如表14所示。

1.6实习报告

观察标本特征,将观察结果填入表15中。

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