矿物形态与物理性质公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

矿物形态包含矿物单体、连生体及集合体形态。其中单体形态是研究基础。晶体形态是其成份和内部结构反应，一定成份和内部结构矿物，含有一定晶体形态特性。当然，还要受其生长时外部环境影响。矿物不同矿物含有不同晶形和形态特性，这是我们识别矿物一个基本准则。研究矿物形态，在鉴定矿物、研究其成因、指导找矿及利用矿物资源方面含有十分主要意义。矿物形态矿物形态 第1页第1页矿矿 物物 形形 态态集合体形态集合体形态不规则不规则晶面特性晶面特性结晶习性结晶习性规则规则单体形态单体形态不规则不规则规则规则双晶双晶平行连晶平行连晶粒状粒状柱状柱状片状片状结核体结核体晶面条纹晶面条纹蚀象蚀象显晶质显晶质隐晶质隐晶质分泌体分泌体鲕状体鲕状体钟乳状钟乳状抱负形态抱负形态第2页第2页一、矿物单体形态一、矿物单体形态 只有晶质矿物才干呈现单体，因此矿物单体形态是指矿物单晶体形态。1抱负晶体与实际晶体抱负晶体与实际晶体 在结晶学中，主要讨论是抱负晶体。所谓抱负晶体抱负晶体，是指它内部结构严格地服从空间格子规律，外形应为规则几何多面体，面平、棱直，同一单形晶面同形等大。事实上晶体在其生长过程中或晶体长成之后，总是不可避免地要受到外界复杂原因种种影响，致使晶体不能按抱负形态发育；另外，晶体在形成之后，还也许受到溶蚀和破坏。因而，实际晶体实际晶体和抱负晶体相比，相差很远，不能表现出抱负晶体所含有所有特性。实际晶体就内部结构而言，并非严格按照空间格子规律所形成。其外形与抱负晶体也常有一定差距。晶面也非平面，同一单形晶面也非同形等大，从而形成“歪晶歪晶”。第3页第3页第4页第4页2.晶体习性晶体习性：其含义一是同种晶体所习见形态；二是晶体在三维空间延伸百分比。在相同生长条件下，一定成份同种矿物，总是有它自己常见形态，矿物晶体这种性质与其成份、结构和形成环境密切相关。晶体上出现某种或某几个单形，是因为晶面应平行强键，且是面网密度最大面网。但因为结晶时环境不同，不同面网相对生长速度会有改变，以致最终保留在晶体上晶面可能不同或有所增减。我们能够利用单形出现情况来鉴定矿物及分析矿物形成条件。第5页第5页不同成因锆石形态不同温度下形成方解石形态第6页第6页晶体另一个习性，是其在三维空间延伸情况。有下列三种：1）三三向向等等长长：晶体沿X、Y、Z轴大体相等发育，呈等轴状或粒状。即a=b=c，晶体结构在三维空间是相等或差别很小。如石榴子石、黄铁矿。2）二二向向延延展展：晶体沿两个方向尤其发育，而另一方向发育较差，a=bc，呈板状、片状等。如石墨、云母等。这些矿物常含有坚强结构层。3）一向伸长：）一向伸长：晶体沿一个方向尤其发育，即有a=b1cm），小叫杏仁体（25%。呈抛光金属般光泽，呈抛光金属般光泽，矿物具金属色金属色，条痕条痕呈黑色黑色或金属色金属色，不透明不透明。半金属光泽半金属光泽R=25-19%。呈未刨光金属般光泽，呈未刨光金属般光泽，矿物呈金属色金属色，条条痕痕为棕色棕色、褐色褐色等深彩色深彩色，不透明不透明半透明半透明。金刚光泽金刚光泽R=19-10%。如同金刚石般光泽如同金刚石般光泽,颜色颜色和条痕条痕均呈浅色浅色（如浅黄浅黄、桔红桔红、浅绿浅绿等）、白色白色或无色无色，半透明半透明透明透明。玻璃光泽玻璃光泽R=10-4%。如同玻璃般光泽如同玻璃般光泽,矿物为无色无色、白色白色或浅色浅色，条痕条痕呈无色无色或白色白色，透明透明。矿物光泽分级矿物光泽分级:按照反射率大小，光泽分为按照反射率大小，光泽分为四级四级.金属光泽金属光泽半金属光泽半金属光泽金刚光泽金刚光泽玻璃光泽玻璃光泽第68页第68页另外，由于反射光受到矿物颜色、表面平坦程度及集合方式影响，常呈现出特殊变异光泽：油油脂脂光光泽泽：颜色浅、含有玻璃光泽或金刚光泽矿物，在不平坦断面上呈现如同油脂面上见到那种光泽。如石英，断口为油脂光泽。树树脂脂光光泽泽：颜色黄黄褐、具金刚光泽矿物，如闪锌矿、雄黄等，在不平坦面上，能够见到象松香等树脂平面所呈现那样光泽。丝丝绢绢光光泽泽：在透明、具玻璃光泽且个体细小呈纤维状集合体或解理完全矿物，如石棉、纤维石膏等，含有象蚕丝或丝织品那样光泽。珍珍珠珠光光泽泽：解剪发育浅色透明矿物，如白云母、滑石等，在它们解理面上所看到那种象贝壳凹面上呈现那种柔和而多彩光泽。第69页第69页树脂光泽树脂光泽：珍珠光泽珍珠光泽丝绢光泽丝绢光泽蜡状光泽蜡状光泽第70页第70页影响原因影响原因：主要是矿物化学键类型化学键类型：1）具金属键金属键矿物普通呈金属光泽金属光泽或半金属光泽半金属光泽；2）具共价键共价键矿物普通呈金刚光泽金刚光泽或玻璃光泽玻璃光泽；3）具离离子子键键或分分子子键键矿物，对光吸取程度小，反反光光很很弱弱，光泽光泽即弱弱。第71页第71页矿物光学性质关系表第72页第72页矿物光学性质关系表第73页第73页5.矿物发光性矿物发光性矿物在接受外界能量照射下，能发射可见光性质称为发光性。其实质是矿物晶格吸取了较高外加能量，然后以较低能量再发射出来造成。发发光光体体一一旦旦停停止止受受激激(10-8秒)，发发光光现现象象消消失失，所发光为萤萤光光(fluorescence)；在外界能量撤除 以 后(10-8秒)，还 能 发 光 叫 磷磷 光光(phosphorescence)。矿物受热而发光性质称为热光性热光性。第74页第74页二、二、矿物力学性质矿物力学性质是矿物在外力作用下表现出来各种物理性质，解理、裂理（裂开）、断口、硬度、延展性、弹性和脆性等。解理和硬度可鉴定矿物。1.解理、裂开和断口解理、裂开和断口(1)解理(cleavage)(cleavage)：矿物晶体在外力作用下，沿着一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面固有性质，叫做解解理理。裂成光滑平面，叫做解理面解理面。解理面普通平行于面网密度最大面网、阴阳离子电性中和面网、两层同号离子相邻面网以及化学键力最强方向。第75页第75页解理解理产产生原因生原因A 解理面普通平行于解理面普通平行于面网密度最大面网面网密度最大面网B平行于由异号离子构平行于由异号离子构成电性中和面网成电性中和面网C当相邻面网为同号离子面当相邻面网为同号离子面网时，其间易产生解理网时，其间易产生解理D 平行于化学键力平行于化学键力最强方向最强方向第76页第76页依据解理完好程度，普通分为五级：(1)极完全解理：极易取得解理，解理面大而平坦，极光滑，解理片极薄，如云母、石墨等解理。(2)完全解理：易取得解理，常裂成规则解理块，解理面较大光滑而平坦，如方解石、方铅矿等。(3)中等解理：较易得到解理，但解理面不大，平坦和光滑程度也较差，碎块上即有解理面又有断口，如普通辉石等矿物解理。(4)不完全解理：较难得到解理，解理面小且不光滑平坦，碎块上主要是断口，如磷灰石、绿柱石。(5)极不完全解理：极难得到解理，仅在显微镜下偶然可见零星解理面，石英普通认为没有解理。不同种矿物，其解理特性不同，有无解理；有有一组解理；而有则有几组解理。第77页第77页（2）断断口口(fracture)：具极不完全解理矿物，尤其是没有解理晶质和非晶质矿物，它们受外力打击后，都会发生无一定方向破裂，其破裂面就是断口。依据断口形状，断口可分为：贝贝壳壳状状断断口口:呈圆形光滑曲面，面上常出现不规则同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质体。锯齿状断口锯齿状断口：呈锋利锯齿状，如自然铜断口。参差状断口参差状断口：呈参差不平形状，如磷灰石断口。土状断口土状断口：为土状矿物所特有粗糙断口，如块状高岭石断口。第78页第78页锯齿状断口锯齿状断口参差状断口参差状断口土状断口土状断口贝壳状断口贝壳状断口第79页第79页（3）裂理(parting)矿物受外力作用，有时可沿着一定结晶学方向裂成平面非固有性质，称为裂理或裂开。与解理成因不同：A裂开通常是沿着双晶结合面尤其是聚片双晶结合面发生，B或因晶格中某一定方向面网间存在它种物质夹层而造成定向破裂。刚玉晶体上刚玉晶体上1011裂理裂理第80页第80页2.硬度硬度是指矿物抵抗某种外来机械作用力（如刻划、压入或研磨）侵入能力。通惯用摩摩氏氏硬硬度度计计作为硬度等级原则。其它矿物硬度是与摩氏硬度计中原则矿物互相刻划，相比较来拟定。在野外工作中，用摩氏硬度计中矿物作为比较原则有时不够以便，常借用指甲（2）、铜具（3）、小刀（56.5）等代替原则硬度矿物来帮助测定被鉴定矿物硬度。摩氏硬度是一个相对硬度，应用时极为以便，但较粗略。因此在对矿物作详细研究时，常需要测矿物绝对硬度。通常采用绝对硬度值是维克用压入法测定，称为维氏硬度维氏硬度。第81页第81页第82页第82页摩氏硬度计十种矿物维氏硬度维氏硬度下列（单位kg/mm2）：滑石2正长石930石膏35石英1120方解石172黄玉1250萤石248硬玉2100磷灰石610金刚石10000第83页第83页矿物硬度是内部结构牢固程度表现，主要取决于化学键类型和强度。离子键型矿物硬度较高、共价键型矿物硬度高、金属键型矿物硬度低、分子键型矿物硬度最低。决定化学键强度原因及对硬度影响有以下几个方面：1）原子价态和原子间距矿物硬度随组成矿物原子或离子电价增高而增大，与原子间距平方成反比。2）原子配位数在其它条件相同情况下，矿物硬度随原子配位数增大而增大。3）离子共价键状态大多数矿物中，组成元素之间化学键为离子共价键中间过渡类型，硬度随共价性程度增大而增大。硬度还表达晶体对称性，即不同方向上硬度不同。第84页第84页3矿物比重矿物比重：是指矿物（纯净矿物）重量与4时同体积水重量之比。其数值与密度数值相同。矿物比重改变范围很大，从小于1（如琥珀）到23（铂族矿物）不等。自然金属元素矿物比重最大，盐类矿物比重最小。大多数矿物比重都在23.5之间。矿物比重可分为三级：矿物比重可分为三级：轻级：比重小于2.5。如石墨，石盐，石膏等。中级：比重2.54，大多数矿物比重属于此级。如石英，萤石，金刚石等。重级：比重不小于4，如重晶石，自然金，黄铁矿等。第85页第85页对晶体结构类型相同矿物来讲，矿物比重随所含元素原对晶体结构类型相同矿物来讲，矿物比重随所含元素原 子量增大而增大，随原子或离子半径增大而减小，见表子量增大而增大，随原子或离子半径增大而减小，见表14-2。方铅矿方铅矿 PbS(Pb=207.21,7.4-7.6g/cm3)重晶石重晶石 BaSO4(Ba=137.36,4.3-4.7g/cm3)但当原子量增大不足以抵消因原子或离子半径增大所减小比重时，但当原子量增大不足以抵消因原子或离子半径增大所减小比重时，则原子量即使增大，比重反而减小则原子量即使增大，比重反而减小。在原子量、原子或离子半径相同或相近情况下，原子或离子配位在原子量、原子或离子半径相同或相近情况下，原子或离子配位数越大，比重越大。数越大，比重越大。方解石方解石 CaCO3(6,2.71g/cm3)文石文石 CaCO3(9,2.95g/cm3)矿物形成时温度矿物形成时温度(T)和压力和压力(P)对矿物比重也有影响对矿物比重也有影响T增大增大CN减少减少形成小比重矿物形成小比重矿物 方解石中温方解石中温 文石低温文石低温P增大增大CN增大增大形成大比重矿物形成大比重矿物 石墨石墨2.23金刚石金刚石3.50第86页第86页4 4矿物脆性和延展性矿物脆性和延展性 脆脆性性是指矿物受外力作用时易破碎性质。如食盐、方解石等。脆性是离子键矿物一个特性。含有过渡型离子共价键矿物，离子键彻底程度越高，矿物脆性就越强。延延展展性性：是指矿物在锤击或拉伸下，容易成为薄片或细丝性质。如自然金等。5 5矿物弹性和挠性矿物弹性和挠性 弹弹性性：是指矿物在外力作用下发生弯曲形变，当外力解除后又恢复原状性质。如云母。挠性挠性：是指矿物受外力作用发生弯曲形变，当外力作用解除后不能恢复原状性质。如滑石、绿柱石等 第87页第87页三、矿物电学性质三、矿物电学性质1.导导电电性性：是指矿物对电流传导能力。它取决于化学键类型。具金属键矿物，由于在晶体结构中有自由电子存在，导电性就强。如自然金属矿物和一些金属硫化物，是电良导体；离子键或共价键矿物导电性弱或不导电。如石棉、云母等。因此，矿物导电能力差别很大。一些矿物当温度增高时导电性增强，温度减少时具绝缘体性质。尚有些矿物导电性含有方向性。2.荷荷电电性性：矿物在外部能量作用下，能激起矿物晶体表面荷电性质，称为矿物荷电性。荷电性分为：第88页第88页a压电性压电性：是指一些矿物晶体，当受到定向压力或张力作用时，能激起晶体表面荷电现象。第89页第89页b b热电性热电性：是指一些矿物晶体，当受热或冷却时，能激起矿物晶体表面荷电现象。L3+-电气石受热荷电第90页第90页91 四、矿物磁性四、矿物磁性 指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引或排斥性质指矿物能被永久磁铁或电磁铁吸引或排斥性质矿物磁性分为三类矿物磁性分为三类矿物磁性分成三级矿物磁性分成三级 强磁性强磁性 矿物粉末能被永久矿物粉末能被永久磁铁吸起。如磁铁矿磁铁吸起。如磁铁矿 弱磁性弱磁性 矿物粉末能被永久矿物粉末能被永久磁铁吸引，但不能跃至磁铁磁铁吸引，但不能跃至磁铁上。如铬铁矿上。如铬铁矿 无磁性无磁性 矿物粉末不能被永矿物粉末不能被永久磁铁吸引。如黄铁矿久磁铁吸引。如黄铁矿 逆磁性矿物逆磁性矿物 矿物在外磁场作用下，矿物在外磁场作用下，产生很弱感应磁场，其磁化方向与外产生很弱感应磁场，其磁化方向与外磁场方向相反，磁化率很小，表现为磁场方向相反，磁化率很小，表现为被永久磁铁所排斥；被永久磁铁所排斥；电磁性矿物电磁性矿物 矿物在外磁场作用下，矿物在外磁场作用下，产生感应磁性稍大，其磁化方向与外产生感应磁性稍大，其磁化方向与外磁场方向相同，磁化率不大，为正值，磁场方向相同，磁化率不大，为正值，表现为受磁场吸引。这类矿物不被永表现为受磁场吸引。这类矿物不被永久磁铁吸引，但可被电磁铁吸引；久磁铁吸引，但可被电磁铁吸引；磁性矿物磁性矿物 矿物碎块或粉末能被永久矿物碎块或粉末能被永久性磁铁所吸引。性磁铁所吸引。第91页第91页思考题闪锌矿（Zn,Fe）S黑褐色，含有细分散赤铁矿红色石英，透明方解石在裂隙附近呈现五颜六色分别属于自色、他色和假色哪一类颜色？何谓条痕色？条痕色和透明度有何关系？简述晶格类型对光学性质影响。何谓相对硬度和绝对硬度？摩氏硬度属于哪一类硬度，它如何分级？解理定义。画示意图阐明解理产生各种原因。裂理和解理有何异同？说出下列解理组数和夹角（90、60和斜交）：立方体、八面体、菱面体、四方柱100、斜方柱110。肉眼鉴定中比重如何分级？何谓矿物发光性？何谓荧光，何谓磷光？何谓矿物弹性和挠性？第92页第92页