矿物的物理性质及化学性质.ppt

第三章 矿物通论 矿物及矿物学的概念 矿物的化学成分 矿物的晶体化学 矿物的形态 矿物的物理性质及化学性质 矿物的成因和成因标志 矿物的鉴定研究方法 第四节 矿物的物理性质及化学性质 P91 矿物的物理性质及化学性质 矿物的光学性质 颜色 条痕 光泽 透明度 发光性 矿物的力学性质 硬度 解理 断口 相对密度 弹性、挠性、脆性、延展性及可塑性 一、矿物的光学性质 矿物的光学性质：矿物对可见光的吸收、反射、折射和透射时所表现的颜色、条痕、光泽、透明度等性质，也包括矿物受外部能量激发所产生的发光性质等。 颜色 颜色：一种生理感觉，当波长在大约390~770nm范围内的电磁波辐射，刺激人们的视神经时，就有颜色的感觉。 颜色是对光选择性吸收的结果。 颜色 矿物对光全部吸收——黑色 对所有波长的色光均匀吸收——不同程度的灰色 基本上不吸收——无色或白色 选择吸收某些波长的色光——吸收色光的互补色 颜色 矿物的呈色机理 过渡金属元素的内部电子跃迁激发 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni以及W、Mo、U、Cu、稀土等过渡型离子的元素，都能以内电子跃迁的方式使矿物呈现色彩，称为“色素离子”。 能带间电子跃迁转移 许多自然金属和硫化物矿物的彩色，如辰砂（HgS）吸收除红光外的其它波长的可见光而呈红色。 颜色 矿物的呈色机理 原子或离子间的电荷转移 如蓝宝石：由于 Fe2 + → Ti4+的电子跃迁，形成 Fe3+ → Ti3+ 组合吸收了红橙光，而呈现深蓝色。 色心呈色 如萤石（CaF2）的紫色：缺失F-而形成的电子色心引起。 颜色 颜色 分类依据：颜色产生的原因及颜色的稳定程度 自色 他色 假色 颜色 自色：由矿物固有的化学成分和结构等内部因素而使矿物具有的颜色。 实例：孔雀石的翠绿色，如黄铜矿的铜黄色，赤铁矿的红色 特点：自色是矿物的固有属性，是矿物最基本的特征和鉴别标志。 颜色 他色：由于矿物中带色的机械混入物（固体、气体和液体包裹体等杂质）引起的颜色。 实例：刚玉Al2O3，纯净时无色，当含微量元素铬Cr时，形成红色（红宝石），当含微量元素铁Fe、钛Ti时形成蓝色（蓝宝石)。 特点：他色很不稳定，常因产地、形成条件的不同而异，一般不能作为鉴定矿物的依据，但有时可作为某些矿物的辅助识别标志。 颜色 颜色 假色：由于某种物理原因 （如光的内反射、内散射、干涉、衍射等）及氧化作用而引起的颜色。 特点：假色不是矿物的固有特征，一般不具有鉴别的意义。 颜色 实例： 晕色-白云母、方解石等具有完全解理或裂隙的矿物，由于一系列的解理面或裂隙面之间光的反射、干涉引起的彩色。 乳光-蛋白石的SiO2胶体微粒使光发生漫反射引起。 锖色-某些不透明金属矿物表面氧化膜引起反射光的干涉产生的彩色。 变彩-由于矿物内部有微细叶片状包裹物引起光的干涉作用（月长石），或由于本身内部结构的特征（蛋白石）。 颜色 自色主要由矿物固有因素决定，对鉴定矿物有重要意义； 他色可作为鉴定某些矿物的辅助依据； 假色一般不具有鉴定意义。 矿物颜色的命名与描述 标准色谱法 利用标准色谱中的颜色来描述矿物的颜色，如斜长石的颜色为白色。 当矿物颜色与标准色谱颜色有深浅等差别时，可在标准色谱前加上适当的形容词，如浅灰色、淡红色。 类比法：以生活中常见实物的颜色来描述矿物的颜色，如赤铁矿的猪肝色，橄榄石的橄榄绿色，雄黄的桔红色。 二名法：当矿物颜色介于两种标准色谱色之间，可将次要颜色作为主要颜色的形容词定在主要颜色名称之前，如黄绿色。 颜色 在观察与描述矿物颜色时，应注意： 对于晶质矿物，以矿物单晶体新鲜面颜色为准； 对于隐晶质和非晶质，应以纯净集合体新鲜断面的颜色为准 。 注意观察矿物颜色的细微差别。 条痕 条痕：矿物在白色素烧瓷板上擦划后所留下的矿物粉末的颜色。 条痕可以消除假色、减弱他色的影响，比矿物的颜色更稳定，是鉴定矿物的重要标志之一。 条痕 黄铜矿的条痕------带绿的黑色 黄铁矿的条痕------黑色 条痕 同种矿物有时可出现不同的颜色。 实例：块状赤铁矿的条痕------樱红色 条痕 透明矿物的条痕都是浅灰色或白色，因此对于透明矿物之间的区别，条痕的实际意义不大。 条痕对不透明矿物的鉴定具有极重要的意义，因为这些矿物的条痕色调多样而明朗。 条痕不适用于硬度高于条痕板的矿物。 光泽 光泽：矿物晶体平整表面对可见光的反射能力，光泽的强弱用反射率R来表示。 反射率：光垂直入射矿物表面时的强度与反射光强度的比值。 矿物反射率的大小，主要取决于折射率和吸收系数。 光泽 分类依据：反射率的大小 金属光泽 半金属光泽 金刚光泽 玻璃光泽 光泽 金属光泽 R25% 象一般金属磨光面的光泽 实例：黄铁矿、方铅矿 半金属光泽 R=19-25% 象一般未经磨光的金属表面的反光