矿物标本的认识 下载本文

(硬度约为 5.5 )、玻璃(硬度约为 6 )等来刻划各种矿物,大致确定其被刻划矿物近似的硬度级别。

测定矿物硬度时,必须找准测试的对象,当标本上有几种矿物共生时,更应注意以防刻错。并且要在矿物的新鲜面上进行,以免刻划在风化面上而降低矿物的硬度。 B. 解理与断口

矿物受力后沿其晶体内部一定的结晶方向(或结晶格架)裂开或分裂的性质,称解理。它是沿着矿物内部一定方向发生平行分离的特性,其裂开面称解理面。解理面可以平行晶面,也可以与晶面相交。

观察矿物解理时首先应学会判别解理存在与否,其关键是学会识别解理面。在观测矿物碎块时,若发现许多平滑的面,则说明此种矿物具有解理。否则可能是无解理。解理面无论大小,一般都表现出反光性。解理面不一定具有固定的几何形态。寻找解理面时,要对准光线反复转动标本,仔细观察,要注意寻找是否有相同方向且相互平行的许多面存在。特别要注意解理面与晶面的区别。晶面是按一定内部构造生长成的几何多面体的表面,它只位于晶体表面并常具固定的几何形态,同一晶体上相似的晶面大小相近。解理面则可在相同方向上找到一系列的面,它们相互平行但大小不一定等同。另外,有些矿物晶面上具有晶面条纹,可与解理面相区别。

解理按其发生的方向可以划分为若干组,具有一个固定裂开方向的所有解理面称为一组解理(如云母);有两固定方向的解理面称为两组解理(如钾长石);还可有三组解理存在(如方解石、方铅矿);四组解理(萤石)和六组解理(如闪锌矿)。但后两种情况为数较少。这里,我们根据解理完善程度可分为:

极完全解理 矿物可以剥成很薄的片,解理面完全光滑,如云母、 绿泥石等矿物。 完全解理 矿物受打击后易裂成平滑的面,如方解石。 中等解理 破裂面大致平整,如辉石和角闪石。 不完全解理 解理面不平整,大致可见。

在实验过程中,观察解理组数时,应从不同方向去看标本,如在某一方向上观察到一系列相互平行的解理面,则可定为一组解理;再转动到另一方向又发现另一系列相互平行的解理面,就可定为二组解理;依次类推。确定解理组数后,还应注意不同组解理面间的交角(称解理夹角),因为同种矿物一般具有固定的解理组数和解理夹角。有无解理面、解理组数多少、解理夹角的大小等都是识别矿物的重要标志。

断口是矿物受到敲击后,沿任意方向发生的不规则破裂面,常见的断口类型多样,其中主要有:

贝壳状断口 断口有圆滑的凹面或凸面,面上具有同心园状波纹,形如蚌壳面。如石英就具明显的贝壳状断口。

锯齿状断口 断口有似锯齿状,其凸齿和凹齿均比较规整,同方向齿形长短、形状差异并不大。如纤维石膏断口。

参差状断口 断面粗糙不平,有的甚至如折断的树木茎干。如磁铁矿、角闪石横断面。 类土状断口 其断面平滑,但断口不规整。如高岭石。

对于各类矿物,其断口也具有一定的鉴定意义。 C. 弹性与挠性

某些片状或纤维状矿物,在外力作用下发生弯曲,当去掉外力后能恢复原状者具弹性(如云母);不能恢复原状者具挠性(如蛭石和绿泥石)。 D. 延展性

矿物能被锤击成薄片状或拉成细丝的性质称延展性。如自然金、自然银、自然铜等具此性质。

㈡矿物的其他性质

矿物除上述物理性质外,还具有一些其他性质,主要有比重、磁性、发光性及通过人的触觉、味觉、嗅觉等感官而感觉出矿物的某些性质。

比重 矿物与同体积水( 4 ℃)的重量比值,称比重。通常用手估量就能分出轻、重来,或者用体积相仿的不同矿物进行对比来确定,大致确定出所谓重矿物和轻矿物。

磁性 矿物能被磁铁吸引或本身能吸引铁屑的能力称为磁性。可用磁铁或磁铁矿粉末吸引进行测试。

发光性 矿物在外来能量的激发下,能发出某种可见光的性质,称发光性。如萤石、白钨矿在紫外线照射时均显萤光。

通过人的感官所能感觉到的某些性质,如滑石和石膏的滑感;食盐的咸味;燃烧硫磺、黄铁矿、雌黄和雄黄的臭味等。

此外还有如碳酸盐矿物与稀盐酸反应放出 CO 2 气泡;磷酸盐遇硝酸与钼酸铵使白色粉末变成黄色等就是我们鉴定碳酸盐类和含磷矿物的好办法。 五、实验报告 (实验课进行到第二节时可填写)

描述十种矿物并将其矿物形态及物理性质等特征填入报告之中。如:钾长石、石墨、方铅矿、萤石、石英、纤维状石膏、褐铁矿、磁铁矿、石棉、白云石。

六、思考题

凡是矿物都是晶体吗?为什么?

认识矿物,应从哪些物理性质方向考虑?

七、一些常见矿物的简单描述 ㈠自然元素

1、硫磺 S

晶体少见,多呈致密块状、土状。质纯者呈浅黄色,条痕浅黄白色,晶面为较强的非金属光泽,断口油脂光泽,硬度 2 ,无解理,性脆,比重 2 ,能燃烧生成 SO2 臭气。用于制造硫酸、杀虫剂、火柴、漂白剂等。

2、石墨 C

片状晶体及鳞片状集合体,铁黑色,条痕灰黑色,不透明,金属光泽。硬度 1 — 2 ,有一组极完全解理,薄片有挠性,比重 2.2 ,有滑感,易污手,良导体,耐高温,化学性质稳定。用于制造坩埚、电极、铅笔、并用作滑润剂,原子能工业减速剂。 ㈡硫化物

1、黄铁矿 FeS2

常成良好的立方体和五角十二面体晶形,晶面上有三组互相垂直的晶面条纹,集合体多呈粒状、致密块状及结核状。浅铜黄色,条痕呈绿黑色—褐黑色不透明,强金属光泽,硬度 6 — 6.5 ,比重 4.9 — 5.2 ,解理极不完全,断口参差状,性脆。用于制造硫酸。 2、黄铜矿 CuFeS2

晶体少见,常成致密块状及不规则细粒出现。铜黄色,条痕黑色微带绿,不透明,金属光泽,硬度 3 — 4 ,比重 4.1 — 4.3 ,无解理,断口参差状,性脆。是炼铜的主要矿石之一。

3、方铅矿 PbS 立方晶体,粒状或块状集合体。铅灰色,条痕黑灰色,不透明,金属光泽,硬度 2 — 3 ,比重 7.4 — 7.6 ,三组互相垂直的完全解理,故常裂成立方体小块,性脆。是炼铅的主要矿石来源。

4、闪锌矿 ZnS

四面体晶形,常成粒状集合体产出。颜色由无色到浅黄、褐黄到铁黑色,含铁量越多

色越深,条痕色浅于颜色,透明、半透明到不透明,较强的非金属光泽或半金属光泽,硬度 3.5 — 4 ,比重 3.9 — 4.2 ,具六组解理,故其集合体常闪闪发亮,性脆。是炼锌的主要矿石。

㈢卤化物

1、岩盐 NaCl

常为立方体、粒状出现,纯净的岩盐无色透明或白色(含有细微的空气或水泡)。但常因含有某种色素而被染为各种颜色,如灰色(含泥质点),黄色(含水氧化铁),红色(含水氧化铁)等,具玻璃光泽,性脆。解理呈立方体。有卤咸味。硬度 2 ,比重 2.1 — 2.2 。岩盐除了作为极重要的食料和食物防腐剂外,广泛用于化工方面,以及提取金属钠的原料。 2、萤石 CaF2

常为完好的立方晶体,颜色很杂,由无色透明至黄、绿、蓝、紫等色,玻璃光泽,具有四向完全解理(八面体解理),硬度 4 ,在紫外光线的照射下能发出紫色荧光。主要用于冶金工业作熔剂及作贵重光学仪器和化学工业原料。

㈣氧化物及氢氧化物

1、石英 SiO2

六方柱状和锥状晶体常见,晶簇状、粒状、块状集合体,有时则为隐晶质。无色透明或因受杂质影响而呈乳白色、紫色、绿色、烟灰色、黑色等,晶面玻璃光泽,断口油脂光泽,硬度 7 、比重 2.7 、无解理,断口贝壳状,具压电性。用于无线电工业及制作玻璃、宝石等。

2、磁铁矿 Fe3O4

八面体晶形,致密粒状集合体。铁黑色,条痕黑色,不透明,半金属光泽,硬度 5.6 — 6 ,比重 4.9 — 5.2 ,无解理,具强磁性,铁矿石的最重要来源之一。

3、赤铁矿 Fe2O3

晶体少见,常成块状,鲕状、肾状及粉末状集合体。铁红色,条痕樱桃红色,不透明,金属光泽,硬度 5.5 — 6 。比重 5 — 5.5 ,无解理,性脆无磁性。是重要的铁矿石。 4、褐铁矿 Fe 2O3·nH 2O

非晶质,常成肾状,钟乳状,土块状,粉末状集合体。黄褐至黑褐色,条痕褐色,不透明,半金属光泽到土状光泽,硬度 1 — 4 。比重 3.3 — 4 。是提取铁的次要矿石。 5、软锰矿 MnO2

常见的为非晶质的土状,粉末状集合体,黑色、条痕亦为黑色。半金属光泽到土状光泽,成晶体时硬度为 3 - 4 ,土状时为 2 ,易染手,比重 4.5 — 5 ,断口不平坦。是主要的锰矿石来源之一。

6、硬锰矿 mMnO·MnO2·nH2O

为多种氢氧化锰矿物混合物的统称,故化学成分不定,常成致密块状、土状、钟乳状等集合体。黑色,条痕黑色,不透明,半金属光泽到土状光泽,致密块状者硬度 4 — 6 ,比重 4.4 — 4.7 ,性脆。为主要的锰矿石来源之一。

7、铝土矿 Al2O3·nH2O

常见为非晶质的土状、豆状、块状等,颜色变化很大,自淡灰白色、灰褐色到黑灰色,有时有褐色斑点。条痕淡灰白到灰色,非金属光泽,硬度 2.5 — 7 ,比重 2.35 — 3.5 。无解理,有的铝土矿用口呵气后有强烈土臭味,是提炼铝的重要矿石。 ㈤硫酸盐

1、石膏 CaSO 4 · H 2 O

板状晶体,常见纤维状集合体。白色,有时无色透明,玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,纤维状集合体则呈丝绢光泽,硬度 2 ,比重 2.3 ,有一组极完全解理,薄片具挠性,较易

溶于水。用作水泥原料,制造模型等。

2、重晶石 BaSO 4

具板状晶形,亦有柱状者。集合体呈粒状及致密状,土状很少见,无色透明。由于外界混入物,可染成白色或灰色、红色、褐色等。玻璃光泽、三组解理。硬度 2.5 — 3.5 ,比重 4.3 — 4.7 。是提取金属钡的重要原料。 ㈥磷酸盐

磷灰石 Ca 5 [PO 4 ] 2 ,[F 、 Cl]

六方柱体,集合体为粒状、土状、结核状。灰白、黄、黄绿、绿、黄褐等色,玻璃光泽,断口油脂光泽,硬度 5 ,比重 3.18 — 3.21 ,有一组不完全解理,性脆,以钼酸铵置于矿物上加一滴硝酸即生成黄色沉淀。用于制造肥料,亦用于化学工业及火柴工业上。 ㈦碳酸盐

1、方解石 CaCO 3

菱面体晶形,集合体有致密隐晶体、钟乳状、晶簇等。无色透明者称冰洲石,常被染成各种颜色(白、黄、玫瑰、灰黑等),玻璃光泽,硬度 3 ,比重 2.6 — 2.8 ,三组菱面体解理完全,性脆,加盐酸剧烈起泡放出 CO 2 。当冰洲石无色透明、无裂隙、双晶、杂质,体积大于 2.5 × 1.2 × 1.2 厘米时,可作偏光镜。方解石可用作制造石灰,并用于作冶金熔剂。

2、白云石 CaCO 3 · MgCO 3

晶体为菱面体常为弯曲的马鞍状晶体,粒状或致密块状集合体。灰白色有时微带黄、褐等色,玻璃光泽,硬度 3.5 — 4.1 ,三组菱面体解理,粉末加盐酸起泡。用作耐火材料,熔剂等。

3、孔雀石 Cu 2 (CO 3 ),(OH) 2

晶体少见,常为针状或放射状集合体 或钟乳状、葡萄状等。色鲜绿,条痕淡绿色,玻璃光泽,硬度 3.5 — 4 ,比重 3.9 — 4.1 ,有解理,性脆,与盐酸可起反应。可作为炼铜原料之一,美丽者可作彩石原料。 ㈧硅酸盐

1、橄榄石 ( Mg , Fe ) 2 SiO 4

晶体少见,粒状集合体。黄绿色,玻璃光泽,硬度 6.5 — 7 ,比重 3.3 — 3.5 ,解理不显著,性脆,贝壳状断口,断口油脂光泽。

2、普通辉石 ( Ca 、 Na ) (Mg 、 Fe 、 Al)[(Si 、 Al) 2O 6 ]

短柱状晶体,粒状集合体。绿黑色,条痕浅色,玻璃光泽,硬度 5 — 6 ,比重 3.3 — 3.6 ,平行柱面的两组解理中等,夹角 87 °。 3、普通角闪石 Ca 2 Na(Mg , Fe) 4 [(Si 、 Al) 4 O 11 ](OH) 2

柱状晶体 , 粒状集合体 , 绿褐色到绿黑色,玻璃光泽,硬度 5.5 — 6 ,比重 3.4 ,平行柱面的两组解理完全。

4、黑云母 K(Fe , Mg) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH , F) 2

片状或及板状晶体,片状或鳞片状集合体,黑色、深褐色,不透明或半透明,玻璃光泽,硬度 2 — 3 ,比重 3.02 — 3.12 ,片状解理极完全,薄片有弹性。 5、白云母 KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2

板状或片状晶体,片状或鳞片状集合体。无色或浅色,透明,玻璃光泽,解理面上呈珍珠光泽,硬度 2 — 3 ,比重 2.76 — 3.10 ,片状解理极完全,纯净者有极好的隔电性能,用于电气工业和无线电工业。

6、斜长石 Na(AlSi 3 O 8 )Ca(Al 2 Si 2 O 8 )

板状及板柱状晶体,常具有聚片双晶,粒状集合体。白色或灰白色,玻璃光泽,硬度 6