矿物的物理性质主要都有哪些

矿物的物理性质主要都有哪些

物理性质
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概述
长期以来，人们根据物理性质来识别矿物，如颜色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物肉眼鉴定的重要标志。
作为晶质固体，矿物的物理性质取决于它的化学成分和晶体结构，并体现著一般晶体所具有的特性──均一性﹑对称性和各向异性。

形态
矿物千姿百态，就其单体而言，它们的大小悬殊，有的肉眼或用一般的放大镜可见（显晶），有的需藉助显微镜或电子显微镜辨认（隐晶）；有的晶形完好，呈规则的几何多面体形态；有的呈不规则的颗粒，存在于岩石或土壤之中。矿物单体形态大体上可分为三向等长（如粒状）、二向延展（如板状﹑片状）和一向伸长（如柱状﹑针状﹑纤维状）3种类型。而晶形则服从一系列几何结晶学规律。
矿物单体间有时可以产生规则的连生，同种矿物晶体可以彼此平行连生，也可以按一定对称规律形成双晶，非同种晶体间的规则连生称浮生或交生。
矿物集合体可以是显晶或隐晶的。隐晶或胶态的集合体常具有各种特殊的形态，如结核状（如磷灰石结核）、豆状或鲕状（如鲕状赤铁矿）﹑树枝状（如树枝状自然铜）﹑晶腺状（如玛瑙）﹑土状（如高岭石）等。

矿物 (20张)

颜色
矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是物理光学过程所致。导致矿物内电子跃迁的内因，最主要的是色素离子的存在，如Fe3+使赤铁矿呈红色，V3+使钒榴石呈绿色等。是晶格缺陷形成“色心”，如萤石的紫色等。矿物学中一般将颜色分为3类：自色是矿物固有的颜色；他色是指由混入物引起的颜色；假色则是由于某种物理光学过程所致。如斑铜矿新鲜面为古铜红色，氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈现蓝紫色的锖色。矿物内部含有定向的细微包体，当转动矿物时可出现颜色变幻的变彩，透明矿物的解理或裂隙有时可引起光的干涉而出现彩虹般的晕色等。矿物在白色无釉的瓷板上划擦时所留下的粉末痕迹。条痕色可消除假色，减弱他色，通常用于矿物鉴定。

光泽与透明度
指矿物表面反射可见光的能力。根据平滑表面反光的由强而弱分为金属光泽（状若镀克罗米金属表面的反光，如方铅矿）﹑半金属光泽（状若一般金属表面的反光，如磁铁矿）﹑金刚光泽（状若钻石的反光，如金刚石）和玻璃光泽（状若玻璃板的反光，如石英）四级。金属和半金属光泽的矿物条痕一般为深色，金刚或玻璃光泽的矿物条痕为浅色或白色。此外，若矿物的反光面不平滑或呈集合体时，还可出现油脂光泽﹑树脂光泽﹑蜡状光泽﹑土状光泽及丝绢光泽和珍珠光泽等特殊光泽类型。
指矿物透过可见光的程度。影响矿物透明度的外在因素（如厚度﹑含有包裹体﹑表面不平滑等）很多。通常是在厚为0.03毫米薄片的条件下，根据矿物透明的程度，将矿物分为：透明矿物（如石英）﹑半透明矿物（如辰砂）和不透明矿物（如磁铁矿）。许多在手标本上看来并不透明的矿物，实际上都属于透明矿物如普通辉石等。一般具玻璃光泽的矿物均为透明矿物，显金属或半金属光泽的为不透明矿物，具金刚光泽的则为透明或半透明矿物。

断口解理与裂理
矿物在外力作用如敲打下，沿任意方向产生的各种断面称为断口。断口依其形状主要有贝壳状﹑锯齿状﹑参差状﹑平坦状等。在外力作用下，矿物晶体沿着一定的结晶学平面破裂的固有特性称为解理。解理面平行于晶体结构中键力最强的方向，一般也是原子排列最密的面网发生，并服从晶体的对称性。解理面可用单形符号（见晶体）表示，如方铅矿具立方体{100}解理﹑普通角闪石具{110}柱面解理等。根据解理产生的难易和解理面完整的程度将解理分为极完全解理（如云母）﹑完全解理（如方解石）﹑中等解理（如普通辉石）﹑不完全解理（如磷灰石）和极不完全解理（如石英）。裂理也称裂开，是矿物晶体在外力作用下，沿一定的结晶学平面破裂的非固有性质。它外观极似解理，但两者产生的原因不同。裂理往往是因为含杂质夹层或双晶的影响等，并非某种矿物所必有的因素所致。

硬度与比重
是指矿物抵抗外力作用（如刻划﹑压入﹑研磨)）的机械强度。矿物学中最常用的是摩氏硬度，它是通过与具有标准硬度的矿物相互刻划比较而得出的。10种标准硬度的矿物组成了摩氏硬度计，它们从1度到10度分别为滑石﹑石膏﹑方解石﹑萤石﹑磷灰石﹑正长石﹑石英﹑黄玉﹑刚玉﹑金刚石。十个等级只表示相对硬度的大小，为了简便还可以用指甲(2-2.5)﹑小钢刀(6-7)﹑窗玻璃(5.5-6)作为辅助标准﹐粗略地定出矿物的摩氏硬度。另一种硬度为维氏硬度，它是压入硬度，用显微硬度仪测出，以千克/平方毫米表示。摩氏硬度H m与维氏硬度H v的大致关系是(kg/mm2)，矿物的硬度与晶体结构中化学键型﹑原子间距﹑电价和原子配位等密切相关。
指矿物指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在4℃时重量之比。矿物的比重取决于组成元素的原子量和晶体结构的紧密程度。虽然不同矿物的比重差异很大，琥珀的比重小于1，而自然铱的比重可高达22.7，但大多数矿物具有中等比重(2.5～4)。矿物的比重可以实测，也可以根据化学成分和晶胞体积计算出理论值。
矿物的密度（D）是指矿物单位体积的重量，度量单位为克/立方厘米(g/cm3)。矿物的比重在数值上等于矿物的密度。
矿物比重的变化幅度很大，可由小于1（如琥珀）至23（如饿钉族矿物）。自然金属元素矿物的比重最大，盐类矿物比重较小。
矿物比重可分为三级：
轻级比重小于2.5。如石墨（2.5）、自然硫（2.05-2.08）、食盐（2.1-2.5）、石膏（2.3）等。
中级比重由2.5到4。大多数矿物的比重属于此级。如石英（2.65）、斜长石（2.61-2.76）、金刚石（3.5）等。
重级 比重大于4。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（14.6-18.3）等。
矿物的比重决定于其化学成分和内部结构，主要与组成元素的原子量、原子和离子半径及堆积方式有关。此外矿物的形成条件--温度和压力对矿物的比重的变化也起重要的作用。
应该指出，同一种矿物，由于化学成分的变化、类质同象混入物的代换、机械混入物及包裹体的存在、洞穴与裂隙中空气的吸附等等对矿物的比重均会造成影响。所以，在测定矿物比重时，必须选择纯净、未风化矿物。

四性、磁性与发光性
某些矿物（如云母）受外力作用弯曲变形，外力消除可恢复原状，显示弹性；而另一些矿物（如绿泥石）受外力作用弯曲变形，外力消除后不再恢复原状，显示挠性。大多数矿物为离子化合物，它们受外力作用容易破碎，显示脆性。少数具金属键的矿物（如自然金），具延性（拉之成丝）﹑展性（捶之成片）。
根据矿物内部所含原子或离子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向关系的不同，它们在被外磁场所磁化时表现的性质也不相同，从而可分为抗磁性（如石盐）﹑顺磁性（如黑云母）﹑反铁磁性（如赤铁矿）﹑铁磁性（如自然铁）和亚铁磁性（如磁铁矿）。由于原子磁矩是由不成对电子引起的，因而凡只含具饱和的电子壳层的原子和离子的矿物都是抗磁的，而所有具有铁磁性或亚铁磁性﹑反铁磁性﹑顺磁性的矿物都是含过渡元素的矿物。但若所含过渡元素离子中不存在不成对电子时（如毒砂），则矿物仍是抗磁的。具铁磁性和亚铁磁性的矿物可被永久磁铁所吸引；具亚铁磁性和顺磁性的矿物则只能被电磁铁所吸引。矿物的磁性常被用于探矿和选矿。
一些矿物受外来能量激发能发出可见光。加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑X 射线的照射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即停止的称为萤光；激发停止发光仍可持续一段时间的称为燐光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找矿和选矿。

 物理性质：     长期以来，人们根据物理性质来识别矿物，如颜色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物肉眼鉴定的重要标志。     作为晶质固体，矿物的物理性质取决于它的化学成分和晶体结构，并体现著一般晶体所具有的特性──均一性﹑对称性和各向异性。 矿物的颜色：　　     矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是物理光学过程所致。导致矿物内电子跃迁的内因，最主要的是色素离子的存在，如fe3+使赤铁矿呈红色，v3+使钒榴石呈绿色等。是晶格缺陷形成“色心”，如萤石的紫色等。矿物学中一般将颜色分为3类：自色是矿物固有的颜色；他色是指由混入物引起的颜色；假色则是由于某种物理光学过程所致。如斑铜矿新鲜面为古铜红色，氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈现蓝紫色的锖色。矿物内部含有定向的细微包体，当转动矿物时可出现颜色变幻的变彩，透明矿物的解理或裂隙有时可引起光的干涉而出现彩虹般的晕色等。 条痕：　　     指矿物在白色无釉的瓷板上划擦时所留下的粉末痕迹。条痕色可消除假色，减弱他色，通常用于矿物鉴定。 光泽:　　     指矿物表面反射可见光的能力。根据平滑表面反光的由强而弱分为金属光泽（状若镀克罗米金属表面的反光，如方铅矿）﹑半金属光泽（状若一般金属表面的反光，如磁铁矿）﹑金刚光泽（状若钻石的反光，如金刚石）和玻璃光泽（状若玻璃板的反光，如石英）四级。金属和半金属光泽的矿物条痕一般为深色，金刚或玻璃光泽的矿物条痕为浅色或白色。此外，若矿物的反光面不平滑或呈集合体时，还可出现油脂光泽﹑树脂光泽﹑蜡状光泽﹑土状光泽及丝绢光泽和珍珠光泽等特殊光泽类型。 透明度:　　     指矿物透过可见光的程度。影响矿物透明度的外在因素（如厚度﹑含有包裹体﹑表面不平滑等）很多。通常是在厚为0.03毫米薄片的条件下，根据矿物透明的程度，将矿物分为：透明矿物（如石英）﹑半透明矿物（如辰砂）和不透明矿物（如磁铁矿）。许多在手标本上看来并不透明的矿物，实际上都属于透明矿物如普通辉石等。一般具玻璃光泽的矿物均为透明矿物，显金属或半金属光泽的为不透明矿物，具金刚光泽的则为透明或半透明矿物。 断口﹑解理与裂理:　　     矿物在外力作用如敲打下，沿任意方向产生的各种断面称为断口。断口依其形状主要有贝壳状﹑锯齿状﹑参差状﹑平坦状等。在外力作用下，矿物晶体沿着一定的结晶学平面破裂的固有特性称为解理。解理面平行于晶体结构中键力最强的方向，一般也是原子排列最密的面网发生，并服从晶体的对称性。解理面可用单形符号（见晶体）表示，如方铅矿具立方体{100}解理﹑普通角闪石具{110}柱面解理等。根据解理产生的难易和解理面完整的程度将解理分为极完全解理（如云母）﹑完全解理（如方解石）﹑中等解理（如普通辉石）﹑不完全解理（如磷灰石）和极不完全解理（如石英）。裂理也称裂开，是矿物晶体在外力作用下，沿一定的结晶学平面破裂的非固有性质。它外观极似解理，但两者产生的原因不同。裂理往往是因为含杂质夹层或双晶的影响等，并非某种矿物所必有的因素所致。 硬度:　　     是指矿物抵抗外力作用（如刻划﹑压入﹑研磨)）的机械强度。矿物学中最常用的是摩氏硬度，它是通过与具有标准硬度的矿物相互刻划比较而得出的。10种标准硬度的矿物组成了摩氏硬度计，它们从1度到10度分别为滑石﹑石膏﹑方解石﹑萤石﹑磷灰石﹑正长石﹑石英﹑黄玉﹑刚玉﹑金刚石。十个等级只表示相对硬度的大小，为了简便还可以用指甲(2-2.5)﹑小钢刀(6-7)﹑窗玻璃(5.5-6)作为辅助标准﹐粗略地定出矿物的摩氏硬度。另一种硬度为维氏硬度，它是压入硬度，用显微硬度仪测出，以千克/平方毫米表示。摩氏硬度h m与维氏硬度h v的大致关系是(kg/mm2)，矿物的硬度与晶体结构中化学键型﹑原子间距﹑电价和原子配位等密切相关。 比重　　指矿物与同体积水在4℃时重量之比。矿物的比重取决于组成元素的原子量和晶体结构的紧密程度。虽然不同矿物的比重差异很大，琥珀的比重小于1，而自然铱的比重可高达22.7，但大多数矿物具有中等比重(2.5～4)。矿物的比重可以实测，也可以根据化学成分和晶胞体积计算出理论值。 四性:　　     某些矿物（如云母）受外力作用弯曲变形，外力消除可恢复原状，显示弹性；而另一些矿物（如绿泥石）受外力作用弯曲变形，外力消除后不再恢复原状，显示挠性。大多数矿物为离子化合物，它们受外力作用容易破碎，显示脆性。少数具金属键的矿物（如自然金），具延性（拉之成丝）﹑展性（捶之成片）。 磁性:　　     根据矿物内部所含原子或离子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向关系的不同，它们在被外磁场所磁化时表现的性质也不相同，从而可分为抗磁性（如石盐）﹑顺磁性（如黑云母）﹑反铁磁性（如赤铁矿）﹑铁磁性（如自然铁）和亚铁磁性（如磁铁矿）。由于原子磁矩是由不成对电子引起的，因而凡只含具饱和的电子壳层的原子和离子的矿物都是抗磁的，而所有具有铁磁性或亚铁磁性﹑反铁磁性﹑顺磁性的矿物都是含过渡元素的矿物。但若所含过渡元素离子中不存在不成对电子时（如毒砂），则矿物仍是抗磁的。具铁磁性和亚铁磁性的矿物可被永久磁铁所吸引；具亚铁磁性和顺磁性的矿物则只能被电磁铁所吸引。矿物的磁性常被用于探矿和选矿。 发光性: 　　     一些矿物受外来能量激发能发出可见光。加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑x 射线的照射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即停止的称为萤光；激发停止发光仍可持续一段时间的称为燐光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找矿和选矿。