矿物的物理性质.doc

似云罗绸缎般的矿物　 　　矿物表面反光的能力称为光泽。 　　物理光学告诉我们，矿物光泽的强弱决定于矿物对可见光的吸收，吸收愈大则反射愈大、光泽愈强，反之则弱。 　　矿物光泽的分级：一般分为金属光泽和非金属光泽，非金属光泽又细分为半金属光泽、金钢光泽和玻璃光泽。下面的数字指标可供参考： 金属光泽 N3，R=20-95% 半金属光泽 N=2.6-3.0，R=8-20% 金刚光泽 N=1.9-2.6，R=10-29% 玻璃光泽 N=1.3-1.9，R=2-10% 由于光泽与条痕、透明度相互有关，故观察者可以配合条痕、透明度来判断光泽的等级。现将肉眼划分金属光泽等级的标志介绍如下： 金属光泽 呈明显的金属状光亮，不透明，条痕为黑色。例如自然铜、方铅矿、磁铁矿等。　　半金属光泽 呈弱金属状光亮，半透明，条痕以深彩为主。如辰砂、黑色闪锌矿等。 　　金刚光泽 呈金刚石状光亮，半透明或透明，条痕为浅彩色、无色或白色。例如金刚石、白钨矿、浅色闪锌矿等。 　　玻璃光泽 呈玻璃状光亮，透明，条痕为无色或白色。如水晶、正长石，冰洲石等。 　　如果矿物表面不平，或带有细小孔隙，或不是单体而是集合体，则其表面所反射出来的光量因经受多次折射、反射而增加了散射的光量，从而造成下列特殊光泽： 　　丝绢光泽 透明矿物，呈纤维状集合体时，表面具丝绢光亮。如纤维状石膏、石棉等。 　　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、石膏等。 　　油脂光泽 透明矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具油脂状光亮。如石英、石榴子石磷灰石等。 　　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。例如锡石、磁铁矿、沥青铀矿等。 　　土状光泽 粉末状和土状集合体的矿物，表面暗淡无光。如高岭石、褐铁矿等。 　　光泽是鉴定矿物的依据之一，也是评价宝石的重要标志。 　 　矿物的发光性　 　　一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。 　　发光性的实质是矿物晶格吸收了较高的外加能量，然后以较低能量（可见光）再发射出来造成的。除发射可见光外，有些矿物还能发射红外光。 　　可见紫光、紫外光和X射线的光量子具有较高的能量，他们将矿物晶体结构中原子或离子的外层电子，从基态激发到能量较高的激发态。如果激发态与基态间有另外一些激发态存在，当被激发到能量较高激发态的电子落回到较低激发态时则发射出光子。如果这两种激发态之间的能量间隔相当于某可见光子的能量，则发射出具有该能量差的可见光，由此而发射出的光呈现一定的颜色。这种发光性称为萤光。具萤光性矿物只要在外加能量连续作用下，就能连续发射某种可见光。 　　还有另外一些矿物，它们的晶体构中激发电子被晶体缺陷所捕获，如果捕获是暂时的，激发电子以一定速度落回到基态，能持续地发射出一定能量的可见光。故在外加能量停止后仍然继续发光，此缓慢衰退的发光称为磷光。 　　假如在矿物晶体结构中存在一种能量屏障，它能够抑制激发电子落回到基态，即激发电子处于一种被抑制状态。当矿物被加热的时候，它能使被抑制的激发电子活化，而突破能量屏障落回到基态时发射出某种可见光，称为热光性。 　　影响矿物发光性的因素有哪些呢？主要是矿物成分中含有的过渡元素，特别是与稀土元素的种类和数量有关。 　　例如：含有稀土元素的萤石和方解石常常产生萤光；方柱石、白榴石、玻璃蛋白石的发光与铀有关。对于萤光来说，不同地点所出产的同种矿物，常可发生不同颜色的萤光，而不同的矿物也可以有近似的萤光。如白钨矿在紫外光照射下，通常显光亮的浅兰色萤光（Mo含量约0.5%）；若含Mo量为0.96-4.8%时，则为黄色荧光；当Mo含量达4.8%以上时, 则为白色荧光。 　　矿物的发光性对于某些矿物的鉴定和找矿以及勘探工作中有一定意义。特别是对白钨矿、金刚石、锆石等矿物的找矿和选矿上更为有效。 　 矿物的磁学性质　 　　矿物的磁性是指矿物被永久磁铁和电磁铁吸引，或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。最早的指南针就是利用天然磁铁矿制成的，因此，我国人民早在4000年以前就已经发现了矿物的磁性。 　　矿物为什么具有磁性呢？矿物的磁性，主要是由于矿物成分中含有铁、钴、镍、钛等元素所致。磁性的强度与矿物中含有这些元素的多少，特别是与含铁的多少有关。某些矿物的磁性是变化的，这与其中含有铁的类质同象混入物或铁质包裹体的多少有关。 　　矿物的磁性主要是由组成元素的电子构型和磁性结构所决定。根据磁化率的大小，矿物的磁性可分为抗磁性、顺磁性及铁磁性三种： 　　1）抗磁性 矿物在外磁场作用下，只有很弱的感应磁性，其磁化方向与外磁场方向相反，磁化率很小，为负值，表现为受磁场的排斥。当磁场移去，抗磁性即消失。如方解石、石盐、自然银等，它们能被永久磁铁所排斥。 　　2）顺