矿物晶体的基本知识
矿石的晶体学和晶体取向与振动和转动

矿石的晶体学和晶体取向与振动和转动矿石的晶体学是研究矿物晶体结构、晶体取向、晶体生长的学科晶体取向是指晶体特定晶面的空间排列关系,晶体生长过程中,晶体晶面的生长速度和方向受到温度、压力、化学成分等因素的控制,从而形成不同的晶体取向晶体取向对矿物的物理性质和光学性质有重要影响矿物的晶体取向可以通过晶体分析仪等仪器进行测定晶体分析仪能够对矿物的晶体取向进行精确的测量,从而得到矿物的晶体取向图晶体取向图可以反映矿物晶体的生长环境和晶体生长的过程矿物的晶体取向与振动和转动密切相关晶体振动是指晶体中原子、离子或分子在平衡位置附近所做的周期性运动晶体振动是矿物热性质的基础,如矿物的热膨胀系数、导热系数等都与晶体振动有关晶体转动是指晶体绕某一轴旋转的现象晶体转动可以影响矿物的光学性质,如矿物的反射率、折射率等晶体取向对矿物的物理性质和光学性质有重要影响晶体取向的不同,会导致矿物的物理性质发生变化,如硬度、韧性、磁性等晶体取向的变化也会影响矿物的光学性质,如矿物的光泽、颜色、透明度等矿物的晶体取向与振动和转动的研究对于了解矿物形成的环境和过程有重要的意义通过研究矿物的晶体取向和振动转动,可以揭示矿物的形成机制,为找矿、勘探和开发利用矿产资源提供科学依据此外,矿物的晶体取向与振动和转动的研究对于材料科学的发展也具有重要意义许多矿物具有优异的物理和化学性质,如超硬材料、高温材料、光学材料等通过对矿物的晶体取向和振动转动的研究,可以深入了解矿物的优异性质,为新材料的研发提供理论支持矿石的晶体学和晶体取向与振动和转动是研究矿物晶体结构、晶体取向、晶体生长的学科晶体取向对矿物的物理性质和光学性质有重要影响,晶体振动和转动与矿物的热性质和光学性质密切相关研究矿物的晶体取向和振动转动对于了解矿物形成的环境和过程、找矿勘探以及新材料的研发具有重要意义矿石的晶体学是研究矿物晶体结构、晶体取向、晶体生长的学科晶体取向是指晶体特定晶面的空间排列关系,晶体生长过程中,晶体晶面的生长速度和方向受到温度、压力、化学成分等因素的控制,从而形成不同的晶体取向晶体取向对矿物的物理性质和光学性质有重要影响矿物的晶体取向可以通过晶体分析仪等仪器进行测定晶体分析仪能够对矿物的晶体取向进行精确的测量,从而得到矿物的晶体取向图晶体取向图可以反映矿物晶体的生长环境和晶体生长的过程矿物的晶体取向与振动和转动密切相关晶体振动是指晶体中原子、离子或分子在平衡位置附近所做的周期性运动晶体振动是矿物热性质的基础,如矿物的热膨胀系数、导热系数等都与晶体振动有关晶体转动是指晶体绕某一轴旋转的现象晶体转动可以影响矿物的光学性质,如矿物的反射率、折射率等晶体取向对矿物的物理性质和光学性质有重要影响晶体取向的不同,会导致矿物的物理性质发生变化,如硬度、韧性、磁性等晶体取向的变化也会影响矿物的光学性质,如矿物的光泽、颜色、透明度等矿物的晶体取向与振动和转动的研究对于了解矿物形成的环境和过程有重要的意义通过研究矿物的晶体取向和振动转动,可以揭示矿物的形成机制,为找矿、勘探和开发利用矿产资源提供科学依据此外,矿物的晶体取向与振动和转动的研究对于材料科学的发展也具有重要意义许多矿物具有优异的物理和化学性质,如超硬材料、高温材料、光学材料等通过对矿物的晶体取向和振动转动的研究,可以深入了解矿物的优异性质,为新材料的研发提供理论支持晶体取向对矿物的光学性质也有显著影响矿物的光学性质,如光泽、颜色、透明度等,与晶体取向密切相关晶体取向的不同,会导致矿物的光学性质发生变化例如,晶体取向的改变可以导致矿物的颜色发生变化此外,晶体取向的变化还会影响矿物的反射率、折射率等光学参数矿物的晶体取向与振动和转动的研究对于矿物的应用和开发具有重要意义矿物的晶体取向和振动转动特性可以用于矿物加工和利用过程中的优化和改进例如,在矿物加工过程中,通过了解矿物的晶体取向和振动转动特性,可以优化矿物的破碎、研磨和分选过程,提高矿物加工的效率和质量此外,矿物的晶体取向和振动转动特性还可以用于矿物的利用和应用例如,在材料科学领域,矿物的晶体取向和振动转动特性可以用于设计和制备具有特定性能的材料在光学领域,矿物的晶体取向和振动转动特性可以用于制备光学器件和光学系统矿石的晶体学和晶体取向与振动和转动是研究矿物晶体结构、晶体取向、晶体生长的学科晶体取向对矿物的物理性质和光学性质有重要影响,晶体振动和转动与矿物的热性质和光学性质密切相关研究矿物的晶体取向和振动转动对于了解矿物形成的环境和过程、找矿勘探以及新材料的研发具有重要意义应用场合1.矿产资源勘探与开发:通过分析矿物的晶体取向和振动转动特性,可以帮助地质学家更好地理解矿床的形成机制,从而指导有效的找矿和勘探活动2.矿物加工优化:在矿物加工过程中,了解矿物的晶体取向和振动转动特性有助于优化破碎、研磨和分选过程,提高资源利用效率和产品质量3.材料科学研究与开发:矿物的晶体取向和振动转动特性对于新材料的设计和制备具有指导意义,特别是在开发具有特定物理和化学性能的材料时4.光学器件制备:光学领域中,矿物的晶体取向和振动转动特性可用于制备光学器件和系统,如通过控制矿物的晶体取向来优化光学材料的性能5.地质结构和应力分析:矿物的晶体取向分析可以用于评估地质结构的稳定性,预测岩层的变形和破裂行为,对于地质工程和采矿工程具有重要的安全意义6.晶体生长工艺改进:在人工合成晶体材料的领域,研究矿物的晶体取向和振动转动有助于改进晶体生长工艺,提高合成晶体的质量7.地球物理勘探:利用矿物的晶体取向和振动转动特性进行地球物理勘探,如地震勘探、重力勘探等,有助于揭示地下结构和资源分布8.环境监测和灾害预警:矿物的晶体取向分析可用于监测地壳运动和构造活动,对于地震、山体滑坡等自然灾害的预警具有潜在的应用价值注意事项1.样本采集与处理:在研究矿物的晶体取向和振动转动时,确保样本的采集和处理符合科学规范,避免样本的污染和损坏2.实验设备的选择:选择合适的实验设备,如晶体分析仪、光学显微镜、X射线衍射仪等,确保实验结果的准确性和可靠性3.数据分析的专业性:对矿物的晶体取向和振动转动数据进行分析时,需要具备相应的专业知识和技能,以确保分析结果的正确性4.环境因素的考虑:在野外考察和样本分析过程中,要考虑温度、湿度、压力等环境因素对矿物晶体取向和振动转动的影响5.综合多学科知识:矿物的晶体取向和振动转动研究涉及地质学、物理学、材料科学等多个学科,需要跨学科的知识储备和合作6.遵守科研伦理:在进行矿物研究时,要遵守科研伦理,保护自然环境,不得破坏珍贵矿石资源7.安全操作:在实验操作过程中,特别是在处理矿物样本时,要注意个人安全和实验室安全,遵守安全操作规程8.持续跟踪和技术更新:矿物晶体取向和振动转动的研究是一个不断发展的领域,需要持续关注最新的研究成果和技术进展9.理论与实践相结合:将理论研究与实际应用相结合,通过实验验证理论模型,不断优化和完善理论体系通过遵循上述注意事项,可以确保矿物晶体取向和振动转动研究的科学性和实用性,为相关领域的发展提供有力的技术支持。
《结晶学及矿物学》复习要点

结晶学一、基本概念:1.晶体(crystal)的概念:内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。
这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造,所以晶体是具有格子构造的固体。
2对称型(class of symmetry)晶体宏观对称要素之组合。
(点群,point group)3.空间群:一个晶体结构中,其全部对称要素的总和。
也称费德洛夫群或圣佛利斯群。
4.单形(Simple form):一个晶体中,彼此间能对称重复的一组晶面的组合。
即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。
5.双晶:两个以上的同种晶体,彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
6.平行六面体:空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。
是晶体内部空间格子的最小重复单位,是由六个两两平行且相等的面网组成。
7.晶胞:能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元,其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。
8.类质同像:晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代,共同结晶成均匀的单一相的混合晶体,而能保持其键性和结构型式不变,仅晶格常数和性质略有改变。
9.同质多像:化学成分相同的物质,在不同的物理化学条件下,形成结构不同的若干种晶体的现象。
10.多型:一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。
这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的,只是它们的叠置次序有所不同。
二、晶体的6个基本性质1、均一性(homogeneity):同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。
2、自限性(property of self-confinement):晶体在自由空间中生长时,能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。
3. 异向性(各向异性)异向性(anisotropy):晶体的性质随方向的不同而有所差异。
4. 对称性(property of symmetry):晶体的相同部分(如外形上的相同晶面、晶棱或角顶,内部结构中的相同面网、行列或质点等)或性质,能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。
矿物岩学基础知识(晶体的基础知识)

第一章晶体的基础知识第一节晶体及其基本性质一、晶体、非晶质体、准晶质体的概意晶体的分布十分广泛。
可以毫不夸张地说,人类就是生活在晶体的世界之中。
自然界的固体物质,绝大多数都是晶体。
我们日常吃的食盐、食糖,用的金属、陶瓷、在泥,一直到组成生命有机体的蛋白质等,莫不都是晶体。
那么,晶体的定义是什么呢?20世纪以前,人们把具规则几何多面体外形的固体称为)等(图1-1)。
晶晶体。
如常见的石盐、方解石、水晶(具规则几何多面体形态的石英SiO2体的这种定义,显然是不正确的。
例如,同样是一种物质石英,它既可以呈多面体形态的水晶,也可以呈外形不规则的颗粒而生成于岩石之中。
这两种形态的石英,本质是一样的。
所以规则几何多面体的外形并不是晶体的本质,而只是晶体在一定条件下的外在表现。
晶体的本质必须从它的内部去寻找。
1912年德国物理学家劳埃用X射线研究晶体,发现了晶体的根本特性:晶体内部质点(原子、离子或分子)在三维空间周期性地重复排列。
这种质点在三维空间周期性地重复排列也称格子构造。
所以晶体的正确定义是:晶体是具有格子构造的固体。
正是由于晶体内部质点是规则排列的,所以在一定的条件下,晶体能自发形成几何多面体的外形。
非晶体是指内部质点在三维空间不作周期性地重复排列,即不具格子构造的固体物质。
由于原子或离子空间分布的无规律性,所以非晶体在任何情况下都不可能自发形成几何多面体的外形,因而也被称为无定形体。
非晶体的种类远不如晶体那么繁多。
常见的有蛋白石、沥青、松香、玻璃等。
晶体与非晶体在一定条件下是可以互相转化的。
例如,蛋白石在漫长的地质年代中,其内部质点进行着很缓慢的扩散、调整,趋于规则排列,即由非晶态转化为晶态,这一过程称为晶化。
晶体也可因内部质点的规则排列遭到破坏而转化为非晶态,这个过程称为非晶化。
图1-2是晶体与玻璃的平面结构特点示意图。
由图可见,晶体的内部质点排列是规则的,具有格子构造,非晶体的内部结构是不规则的,不具格子构造。
矿物岩石学ppt课件第1-5章 晶体相关知识01名师教学资料

布拉维法则
• 实际晶体通常由面网密度大的面网所包围— —晶体上的实际晶面平行于对应空间格子中 面网密度大的面网,且面网密度越大,相应 晶面的重要性越大。
• 1855(1866,1885)年,布拉维(法 国)根据晶体上不同晶面的相对生长速度 与面网上结点的密度成反比的推论导出的。 该法则阐明了晶面发育的基本规律。
第二节 晶体的空间格子
一、晶体的空间格子
1 空间格子 :表示晶体内部构造中质点 重复规律的几何图形。
空间格子最基本的特征:质点在三度空间 作有规律的周期性重复。
• NaCl晶体结构中,沿立方体棱的方向,Na+和 Cl-相间排列,每隔0.56402 nm重复一次,在面对 角线方向,以0.39882 nm重复一次等等。
并能以此与其他性质的物质相区 别的性质。
本质 ——晶体的格子构造所决定
的。
第三节 晶体的基本性质
1. 自限性(自范性) 2. 均一性 3. 异向性(各向异性) 4. 对称性 5. 最小内能性 6. 稳定性
1.自限性(自范性)
晶体在生长过程中,在适当的条件下,可 以自发地形成几何多面体外形的性质。
称为面网密度。
面网AA’间距d1 面网BB’间距d2 面网CC’间距d3 面网DD’间距d4
面网间距依次减小,面网密度 也是依次减小的.
所以: 面网密度与面网间距 成正比.
6 平行六面体(晶胞): 空间格子的最
小组成单位,是连接空间格子中不在 同一平面上的四个相邻的结点而构成。
它的大小相当于晶体中最小的组成单位-晶胞
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结晶学:晶体及其几何性质,晶体化学及
矿物学

2.晶体的对称操作和对称要素有哪些?
答:对称操作:使对称图形中相同部分重复的操作。反伸,旋转,反映。对称要素:在晶体 对称的研究中,使晶体上相等部分有规律的重复所凭借的几何图形。包括:对称面,对称中心,对称轴,旋转反伸轴。
3.什么是晶体对称定律?如何解释?
答:晶体对称定律:受格子构造规律的制约,晶体中可能存在的对称轴的轴次并不是任意的,只能是1、2、3、4、6,与轴次相对应的对称轴也只能是L1、L2、L3 、 L4、L6。
磷光性:激发停止后(10-8秒)仍能继续发光一段时间的性质。如磷灰石的热发光。
6.了解一些矿物的特殊性质:如橄榄绿色(橄榄石)、金刚光泽(金刚石)、极完全解理(白云母)、挠性(绿泥石)、磁性(磁铁矿)、压电性(石英)、热电性(电气石)
7. 内生作用:主要由地球内部热能引起矿物形成的各种地质作用,主要指与岩浆活动有关的作用,包括:岩浆作用,伟晶作用,热液作用,火山作用
自限性:晶体在生长过程中,如果环境适宜且有足够的自由空间,能自发地形成规则的几何 多面体形态。
均一性:同一晶体的各个部分物理性质和化学性质完全相同。
异向性:晶体的性质随方向不同有所差异。
对称性:格子构造中结点的周期性重复排列,导致晶体中相同的晶面、晶棱和角顶重复出现。
如玻璃、松香、琥珀、蛋白石。
2.什么是空间格子,包括哪些要素?
答:空间格子:表示晶体内部质点重复规律的几何图形。结点,行列,面网,平行六面体。
3.空间格子的分类方法。
答:分类依据:平行六面体的形状和大小。立方格子,四方格子,六方格子,三方格子,斜方格子,单斜格子,三斜格子。
解释:
4.晶体对称分类的原则是什么(晶族,晶系,晶类)?
结晶学矿物学复习

1.高级晶族的晶系是.等轴晶系,中级晶族的晶系是六方晶系,三方晶系,四方晶系,低级晶族的晶系是斜方晶系,单斜晶系,三斜晶系。
2.空间群国际符号P42/mnm中,P表示原始格子、42表示四次中性螺旋轴、n表示、对角线滑移面、m表示对称面、属于四方晶系。
3.晶体中的化学键可以分为离子键、共价键、金属键、分子键和氢键五种。
4晶体的基本性质有自限性、均匀性、对称性、各向异性、最小内能性、稳定性。
5.结晶学中,{hkl}是单行符号,(hkl)是晶面符号,[hkl]是晶棱符号。
6.地壳中化学元素分布最多的8种元素为 O Si Al Fe Ca Na K Mg H,,因此地壳中氧化物,氢氧化物大类矿物分布最广。
7.矿物中的水,据其存在形式及在结构中的作用分为吸附水、结晶水、结构水、层间水、沸石水。
8.矿物的颜色,据其产生的原因通常可分为自色、他色、假色三种。
9.内生作用包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用、热液作用1.晶体可分为 7 个晶系, 32 种对称型, 32 个点群。
2.七大晶系分别是等轴晶系,六方晶系,三方晶系,四方晶系,斜方晶系,单斜晶系,三方晶系。
4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m,其中F表示面心格子、d表示金刚石滑移面,根据其空间群符号可知金刚石属于等轴晶系,其宏观对称型的全面符号为3L44L36L29PC 。
5.在按选择原则选择出的平行六面体中,节点的分布只能有4种可能的情况,与其对应可分为4种格子类型:原始格子、体心格子、面心格子、底心格子。
7.摩氏硬度计硬度等级1-10的标准矿物分别是滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英黄玉刚玉金刚石8.根据晶体在三维空间的发育程度,晶体习性大致分为三种基本类型:一向延长二向延展三向等长。
9.硅酸盐按硅氧骨干的型式分为四个亚类,即岛状结构硅酸盐链状结构硅酸盐架状结构硅酸盐层状结构硅酸盐。
1,晶体的基本性质自限性,均一性,异向性,对称性,最小内能性,稳定性2,对称的条件:1具有两个或两个以上相同部分2这些相同的部分通过一定的操作(如旋转、反映、反申)可以发生重复3,晶体对称特点:1由于晶体内部都具有格子构造,而格子构造本身就是质点在三维空间周期重复的体现,通过平移,可使相同质点重复,而平移是一种特殊的对称操作,因此,所有的晶体结构都是对称的2 晶体的对称受格子构造规律的限制,只有符合格子构造规律的对称才能在晶体上出现。
矿物学基础知识(矿物及其化学成分)

第二章矿物及其化学成分第一节矿物的概念在古代,矿物泛指从矿山采据且未经加工的天然物体,随着人类对自然认识的深入和科学技术的进步,矿物的概念也在不断发展变化。
现代对矿物的定义是,地质作用或宇宙作用过程中形成的具有相对固定的化学组成以及确定的晶体结构的均匀固体。
它们具有一定的物理、化学性质,在一定的物理化学条件范用内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。
现代的矿物概念,重点强调以下几个特征。
一、矿物是地质作用或宇宙作用的产物这一特征使矿物区别于在工厂或实验室由人工制造的产物。
由人工制造的、各方面性质与大然产出的矿物相同或相似的产物,可以称人造矿物或合成矿物,如人造水晶、人造金刚石等;而那些在自然界无对应矿物的人工合成物,则不能称为合成矿物,如钛酸锶、钇铝榴石等。
那些来自月球或陨石的矿物,为了强调其来源,特别称为月岩矿物和陨石矿物,或统称宇宙矿物。
二、矿物具有相对固定的化学成分矿物成分可用化学式来表达。
如方解石、闪锌矿,其化学成分可分别用化学式CaCO3和ZnS表示。
然而,由于形成环境的复杂性,矿物的成分可在一定范围内变化。
如闪锌矿中的Zn经常被Fe代替,但Fe的含量最高不能超过26%,向且Zn、Fe一起与S仍保持1:1的定比关系,化学式可表示为(Zn,Fe)S。
因此,可以说矿物成分是相对固定的。
三、矿物具有确定的晶体结构这表明矿物应该是晶体,但只有天然产出的晶体才属于矿物。
外观表现为固体的无晶体结构的物质,如蛋白石、水铝英石等不能称为矿物,这类在地质作用或宇宙作用中形成的具有相对固定的化学成分,但无确定晶体结构的均匀固体,称为准矿物或似矿物。
天然非晶质的火山玻璃,因无一定的化学成分,不属准矿物之列。
四、矿物是均匀固体这一特征排除了天然产出的气体和液体,它们可以是自然资源,但不属于矿物,如自然汞;同时也与岩石和矿石区分开来。
矿物作为组成岩石和矿石的基本单元,应该是各部分均匀的。
五、矿物并非固定不变任何矿物都稳定于一定的物理化学条件范围内,超出这个范围,矿物会发生变化,生成新条件下稳定的矿物。
矿物岩石学知识点分条

矿物学1、晶体:内部质点在三维空间呈周期性平移重复排列形成的具有格子构造的固体。
2、准晶体:质点的排列符合短程有序但不体现周期平移重复,即不存在格子构造。
3、非晶体:与晶体结构相反,内部质点不作周期性的重复排列的固体,即称为非晶质体。
4、晶面发育的一般规律:(1)层生长理论模型(科塞尔理论模型):晶体在理想情况下生长时,先长一条行列,然后长相邻的行列;在长满一层面网后,再开始长第二层面网;晶面(最外面的面网)是平行向外推移而生长的。
(2)布拉维法则:实际晶体的面网常常是由晶体格子构造中面网密度大的面网发育成的。
(3)面角守恒定律:同种物质的晶体,其对应晶面间的角度守恒。
5、3个晶族,7个晶系,32个晶类的划分:6、单形:是由对称要素联系起来的一组晶面的组合。
聚形: 两个或两个以上单形的聚合。
在任何情况下,单形的相聚必定遵循对称性一致的原则,即只有属于同一对称型的单形才能相聚!7、同质多象:同种化学成分的物质,在不同的物理化学条件下,形成不同结构的晶体的现象,称为同质多象。
这样一些物质成分相同而结构不同的晶体,则称为同质多像变体。
8、类质同象:晶体结构中某种质点被它种类似的质点所代替,仅使晶格常数发生不大的变化,而结构型式不变,这种现象称为类质同象。
9、矿物的力学性质:(1)解理:矿物晶体在外力作用下,沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有性质,叫做解理。
裂成的光滑平面,叫做解理面;分为:极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理(2)断口:具极不完全解理的矿物,尤其是没有解理的晶质和非晶质矿物,她们受外力打击后,都会发生无一定方向的破裂,其破裂面就是断口(3)裂理:矿物受外力作用,有时可沿着一定的结晶学方向裂成平面的非固有性质,称为裂理或裂开。
岩石学1、岩石的成因分类:岩浆岩,变质岩,沉积岩。
岩浆岩——又叫火成岩,由岩浆作用形成的岩石,是地壳或者上地幔中的岩浆喷出地表或者侵入在地壳内形成的。
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矿物晶体的基本知识
矿物晶体的基本知识
各种矿物晶、晶族及其组合体,它们各自具备各自的几何造型之美、色彩之美和光泽之美等,都是大自然的鬼斧神工之作,是赏石文化的一个重要领域。
其中,矿物晶体的神奇自然美,更具有高雅、富贵。
因此,掌握矿物晶体的一些基本知识,对于欣赏其自然美和了解其科学内涵来说是很有必要的。
一、矿物
矿物是地壳中由各种地质作用所形成的天然单质或化合物,在一定的地持和物理化学条件下处相对稳定,它们是岩石和矿物的组成单元,其于成分、结构比较均衡,因此具有一定的形态、物理性质和化学性质,并呈各种物态出现的自然物体。
(一)矿物的形态
矿物的形态是指矿物的单晶体、规则连生晶体和集体的外形特征。
单晶体和集体形态包括水晶形状、结晶习性、晶体的大小和晶面的花纹;规则连生晶体形态是指双晶、平行连晶和不同矿物晶体间浮生的外形特征;集合晶体的形态通常是指和同种矿物集合在一起构成的形态,它集合于矿物晶体的形状及排列方式。
在自然界的矿物单体较少,多数呈集合体出现,有不少是发育较好的几何多面体形状的晶体。
因此,矿物形态在一定程度上取决于晶体形态。
(二)矿物的物理性质
矿物的物理性质主要取决于矿物本身的化学成分与内部结构,同时还受形成时外界环境的影响。
主要包括色彩、条痕、透明度、光泽、发生性、硬度、比重等。
矿物的色彩
在欣赏矿物晶体时,首先吸引人们眼球的是那美妙的色彩,许多矿物因为它的特殊颜色而作为鉴定其特征,如蓝色的蓝铜矿、绿色的孔雀石。
矿物的颜色,是对矿物可见光中不同波长发生选择性吸收与
反射后在人眼中引起的感觉表现为颜色。
透明矿物透过光波的颜色即是该矿物的颜色,不透明矿物的要取决于其表面反射的颜色。
矿物的条痕
是矿物在白色无釉瓷板上摩擦呈现的矿物粉末的痕迹。
一般金属矿物的条痕是从红色到黑色的条痕,而大多数非金属矿物为白色条痕。
矿物的透明度
指矿物透过可见光波的程度。
透明度的大小决定于矿物的化学成份于内部结构,可分为透明、半透明和不透明。
透明是指通过矿物碎片边缘(一般以1厘米厚为准)能清晰看到对方物体的轮廓;半透明是指通过矿物薄片不能清晰看见对方物体的轮廓,只能模糊看到对物体的存在。
从矿物的条痕也可识别矿物是否透明,条痕黑色的矿物不透明,条痕无色或白色的矿物为透明,条痕呈各种颜色,如红、褐色等为半透明。
矿物的光泽
指矿物表面对可见光反射能力。
矿物光泽的强弱决定于矿物的折射率、吸收系数与反射率。
其强度是由内部成份、结构所决定,是成分、结构同可见光相互作用的一种反映。
矿物光泽的强弱应以晶面、解理面等平滑表面的反射为准,其他反射表面及某些集合形态则可引起特殊光泽,如珍珠光泽、油脂光泽、丝绢光泽、沥青光泽、土状光泽等。
矿物的发光性
矿物在外加能量如紫光、紫外光和X射线等的照射下能发射可见光的性质称为发光性。
矿物的发光性不要是同矿物中含有过渡的元素,特别是稀土元素的种类与数量有关。
矿物的硬度
指矿物抵抗某种外来机械作用力的能力,是矿物成分与结构牢固性的一种表现。
矿物的比重
指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在摄氏4度时的重量之比。
矿物的比重是抽象的数值,在数值是等于矿物的密度。
(三)矿物的形成
矿物是在地壳的演化历史过程中形成的,它与其成分、结构、形态、物理性质以形成条件等方面都是紧密联系的,它的形成绝大多数又是以固态出现。
固态矿物的形成方式主要是以结晶作用和胶体凝固作用。
矿物形成的地质作用与外生作用。
内生作用是与岩浆作用和地热在压有关的变质作用;外生作用即表生作用,是太阳能、水、大气与生物产生的作用。
(四)矿物的分类
矿物的分类是指按照晶体化学原则进行分类,它是以矿物的成分,结构作用分类的依据,因成分和结构决定矿物的本质,并与一定的生成条件有关,在一定的规律是也反映民自然界化学元素结合的规律,具体按以下情况分类为:
第一大类自然元素
第一类自然金属元素:自然金、自然铜、自然铂
第二类自然半金属元素:自然铋
第三类自然非金属元素:自然硫、金刚石、石墨
第二大类硫化物及类似化合物
第一类简单硫化物:辉铜矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辰砂、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉铋矿、辉锑矿、铜蓝、雌黄、雄黄、辉钼矿等。
第二类复硫化物:黄铁矿、白铁矿、毒砂
第三类硫盐、黝洞矿、硫砷银矿、斜硫锑铅矿
第三大类氧化物和氢氧化物
第一类氧化物:赤铜矿、刚玉、钛铁矿、金红石、锡石、板钛矿、晶持铀矿、石英、蛋白石、尖晶石、铬铁石、镃铁矿、锑华、铅黄、钼华、细晶石、易解石。
第二类氢氧化物:水镁石、硬水铝石、针铁矿、硬锰矿等。
第四大类含氧盐
第一类硅酸盐:锆石、橄榄石、石榴子石、硅镁石、红柱石、蓝
晶石、黄玉、十字石、榍石、异极石、符山石、绿帘石、绿柱石、电气石、辉石、角闪石、夕线石、滑石、叶蜡石、白云母、黑云母、海绿石、绿泥石、高领石、蛇纹石、长石、霞石、白榴石、方纳石、香花石、方柱石、沸石。
第二类硼酸盐:硼砂、硼镁石。
第三类磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐:独居石、磷灰石、磷氯酸矿、砷铅矿、磷铝石、绿松石、蓝铁矿、铅铀云母。
第四类钨酸盐、钼酸盐:黑钨矿、白钨矿、钼铅石。
第五类铬酸盐:铅铅矿。
第六类硫酸盐:重晶石、天青石、铅钒、石膏、硬石膏、芒硝、明矾石、胆矾。
第七类碳酸盐:方解石、菱镁矿、菱铁矿、菱锌矿、白云石、文石、白铅矿、孔雀石、蓝铜矿。
第八类硝酸盐:钠硝石等。
第五大类卤化物:莹石、石盐、光卤石
二、晶体
在自然界已知有三千多种矿物,其中大部份是固体矿物,特别是晶质体。
晶体是指物质中凡是质点作规律排列,即具有格子构造者称为结晶质,由结晶质构成的物体,即内部的原子或离子有规律地在三维空间呈周期性重复排列的,因而是具有格子构造的固体。
(一)晶形
晶形是晶体的几何外形,主要有单和取形两种。
每种矿物的晶体常有一定的习见晶形,这是由晶体内部的化学组成和晶体结构决定的。
同一种矿物的晶体在不同物理化学条件下形成时,其晶形会有一定的差异,所以晶形可以作为鉴定矿物的依据之一。
(二)晶体的基本性质
晶体是具有格子构造的固体,所以也就是具备为晶体所共有的,由格子构造所决定的基本性质。
自限性:即晶体在适当条件下可以自发地形成几何多面体外形的固有特征。
均一性:在同一晶体的各个不同部分,质点的分布是不一样的,所以晶体各个部分的物理性质和化学性质是相同的。
异向性:同一格子中,砂同方向上的质点排列的性质不同,因而反映晶体的性质也随方向的不同而不同。
对称性:在晶体格子中,不同方向上的质点排列性质不同,但并不排斥在某些特定方向上具有相同的性质,而晶体结构中这种相同性的有规律重复,以及由此导致在晶体形态和各项性质上相等部分的规律重复,构成晶体的对称性。
最小内能:在相同热力学条件下晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较,其内能最小。
稳定性:由于晶体中质点都是作有规律排列而处于平衡位置,内能最小,因此,相对于同种物质的不同物态,它是最稳定的。
(三)晶体生长的一般规律
结晶作用是指形成晶体的作用,即原来不结晶的物质在一定的物理化学条件下(温度、压力、组合浓度)下转变为结晶质的作用。
晶体的产生,是从气体,液体和固体中晶出三种方式。
当气体或液体的矿物质充满岩石的裂缝中,这些物质逐渐积聚在裂隙周围岩石的表面,而饱和的溶液蒸发或溶化的岩石冷却后,晶体便按其生长规律随之形成。