矿物鉴定

一、矿物形态（一）矿物的单体形态矿物单体在一定外界条件下，总是趋向于形成特定的晶体和形态特征，称为结晶习性（简称晶习）。如石英晶体呈柱状；云母呈片状；黄铁矿呈立方体；石榴子石呈四角三八面体等。根据矿物晶体在三维空间发育和程度，可将晶习大体分为三类：1、一向延伸型：晶体沿一个方向特别发育，其余两个方向发育差（a≌b≤c）晶体细长，如针状、柱状（辉锑矿、电气石），柱状（角闪石），纤维状（蛇纹石石棉）等，。2、二向伸长型：晶体沿两个方向特别发育，第三方向不发育或发育差（a≌b≥c），呈片状（如云母、石墨），板状（如重晶石）等。3、三向等长型（等轴状）：晶体沿三个方向大体相等发育（a≌b≌c）,有等轴状、粒状，如石榴子石、黄铁矿、磁铁矿等。（二）矿物集合体形态在自然界，呈完好的单晶产出的矿物较少，多数是多个单晶成群产出，即成为集合体状态产出。这里所说的矿物集合是指同种矿物的多个单晶聚集在一起的整体。集合体可根据矿物结晶程度大小分为两类：1、晶质矿物集合体的形态（1）显晶质集合形态：用肉眼或放大镜可辨认出矿物颗粒界线的集合体。显晶质集合体形态取决于矿物单体形态和它们的集合方式。如柱状、针状集合体是柱状或针状单体的不规则聚合体；如纤维状集合体是针状单体大致平行密集排列而成，放射状集合体是柱状或针状单体以一点为中心向外放射状排列而成；粒状集合体是三向等长的单体呈不规则聚合体；又如簇状集合体是由一组具有共同基底，且其中发育最好的晶体与基底近于垂直的单晶体群所组成。（2）隐晶质集合体形态：隐晶质集合体是用放大镜也看不清单体界线的集合体。按其紧密程度可分为致密块状和疏松土状集合体。2、非晶质矿物的形态非晶质矿物没有一定的晶形，它的颗粒在显微镜下也难以辨认，而主要是根据外表形态或形成方式来分类，常见的有下列：分泌体：在岩石中形状不规则或球状的空洞，被胶体等物质由洞壁向中心逐层沉淀填充而成，其平均直径大于1厘米者，叫晶腺，小于1厘米者叫杏仁体。如玛瑙是SiO2胶体物质在晶腺中周期性扩散所造成的环带。结核体：是围绕某一核心（砂粒、碎片等）自内向外逐渐生长而成的球状体，内部常为同心状构造，多为胶状成因。直径小于2毫米的球状结核体大小如鱼卵者称为鲕状体；直径大如豌豆（2~5毫米）者称为豆状体，如鲕状豆状赤铁矿，鲕状石灰岩等。钟乳状集合体：是由同一基底逐层向外生长而成，呈圆锥形或圆柱形等形态的矿物集合体。通常由胶体凝聚或溶液蒸发逐渐沉积而成，如石灰岩溶洞中的钟乳石和石笋（均为方解石）等。还有葡萄状集合体（外形犹如成串的葡萄），如硬锰矿。肾状集合体（外形为半椭球体）。当非晶质矿物的集合体无一定外形且较致密时称为块状集合体，呈松散粉末状时称为粉末状集合体，如高岭石。二、矿物的物理性质矿物的物理性质主要由矿物的化学成分和内部构造所决定，不同的矿物具有不同的物理性质。因此，我们运用肉眼和一些简单的工具（小刀、放大镜、瓷棒、磁铁等）和试剂（稀盐酸）对矿物的物理性质进行鉴别，可达到认识、区别矿物的目的。矿物的物理性质包括光学、力学等性质，我们着重讨论能够观察到的物理性质。（一）矿物的光学性质矿物的光学性质是指自然光作用于矿物表面之后所发生折射和吸收等一系列光学效应所表现出来的各种性质，包括矿物的颜色、条痕、透明度及光泽等。1、颜色：矿物的颜色是矿物对不同波长的自然光吸收后所呈现颜色。按矿物颜色产生的原因，可分为自色、他色和假色。（1）自色：是指矿物自身固有的颜色，它与矿物的化学成分和结晶结构有关。自色比较固定，对鉴定矿物有重要意义，如方铅矿的铅灰色。（2）他色：矿物因含外来带色杂质或气泡等引起的颜色叫他色，如石英，纯净石英为无色，杂质的混入可使石英染成紫色、玫瑰色、烟灰色等。（3）假色：为矿物表面氧化等原因产生的颜色叫假色，如方解石、云母等矿物，在解理面上所见的虹彩的晕色，斑铜矿表面的锖色（蓝紫色斑状）。矿物颜色的描述，为了便于比较和统一，常以标准色谱：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫及白、灰、黑等色来说明矿物的颜色。当矿物颜色与标准色谱有差异时，可加上适当的形容词，如淡绿、暗红、灰白色等。另外，也可依最常见的实物来描述矿物的颜色，如砖红色、草绿色等。具体描述矿物时，下列矿物可作比色矿物：红色——辰砂白色——方解石黄色——雌黄铁黑色——磁铁矿褐色——褐铁矿铅灰色——方铅矿绿色——孔雀石铜黄色——黄铜矿蓝色——蓝铜矿桔红色——雄黄黑色——黑电气石金黄色——自然金钢灰色——镜铁矿此外，有些矿物的颜色是介于两种标准色谱之间，常用二名法来描述，如黄绿色，即矿物以绿色为主稍带黄色。2、条痕：矿物的条痕是指矿物粉末的颜色，一般是矿物在未上釉的瓷棒上擦划后所留下的粉末颜色。条痕色可以与矿物颜色一致，也可不一致。由于条痕色消除了假色的干扰，减弱了他色的影响，突出了自色，因而它比矿物颜色更稳定，更具有鉴定意义。例如块状赤铁矿，其颜色可以是铁黑色，也可以是红褐色，但条痕都是樱红色。观察条痕时要注意：①要在干净、白色无上釉的瓷棒上进行，试条痕时不要用力过猛，只要留下条痕即可；②硬度大于瓷棒的矿物一般不留下条痕，需碾成细粉末观察；③浅色矿物的条痕多为浅色、白色，对鉴定矿物意义不大。3、光泽：矿物表面反射光波的能力称为矿物的光泽。矿物的光泽按反射光的强弱可分为四级：（1）金属光泽：矿物反射光能力强似金属光面（或犹如电镀的金属表面）那样光亮耀眼，如自然金、方铅矿、黄铁矿等。（2）半金属光泽：矿物反射光能力较弱，似未经磨光的铁器表面，如磁铁矿。（3）金刚光泽：矿物反射光能力弱，比金属和半金属光泽弱，但强于玻璃光泽，如金刚石、锡石等。（4）玻璃光泽：矿物反射光能力很弱，如玻璃表面的光泽，如石英（晶体表面上的光泽）、长石等。金刚光泽和玻璃光泽称为非金属光泽。由于反射光受到矿物颜色、表面平坦程度及矿物集合方式等因素的影响，常出现一些特殊光泽，如下列光泽：油脂光泽：反射光在透明、半透明矿物不平坦断面上散射成油脂状光亮，如石英断面。树脂光泽：在不平坦断面上呈现如松香等树脂般的光泽，如浅色闪锌矿丝绢光泽：纤维状集合体表面所呈现的丝绸状反光，如纤维石膏。珍珠光泽：矿物平坦断面上呈现的似贝壳内壁一样柔和多彩的光泽，如白云母。土状光泽：粉末状或土块状集合体的矿物表面暗淡无光象土块那样的光泽，如高岭石。观察光泽时，要转动标本，注意观察反光，最强的矿物的小平面（即晶面或解理面），不要求整个标本同时反光都强。矿物的光泽、颜色、条痕、透明度的相互关系光泽颜色条痕透明度金属光泽金属色或黑色深色或金属色不透明半透明透明半金属光泽深色浅色或彩色为主，有时为深色非金属光泽金刚光泽浅（彩色）无色或白色为主，有的为浅色玻璃光泽无色或白色无色或白色（二）矿物的力学性质矿物的力学性质是指矿物受外力作用（刻划、敲打等）后所呈现的性质，如硬度、解理和断口等。1、硬度：是指矿物抵抗外来机械作用力（刻划、敲打等）的程度。鉴别矿物的硬度，可以把欲试矿物的硬度与某些标准矿物的硬度进行比较，即互相刻划加以确定。通常用的标准矿物，即摩氏硬度计就是用这种方法确定的：用十种矿物互相刻划，按硬度相对大小顺序把矿物硬度分为十级，排列在后边的矿物均能刻动前面的矿物。这十种标准矿物是：摩氏硬度计硬度等级代表矿物硬度等级代表矿物12345滑石石膏方解石萤石磷灰石678910正长石石英黄玉刚玉金钢石在实际工作中，通常采用简单的方法来试验矿物的相对硬度，即把硬度分为三级：低硬度——小于2.5,可用指甲刻动;②中等硬度——2.5~5.5,可用小刀或钢针刻动,手指甲刻不动;③高硬度——大于5.5,小刀刻不动。矿物的硬度是鉴定矿物的重要物理参数和特征之一，测试时应注意：①矿物的硬度是指单个晶体的硬度，而纤维状、细分散土状集合体对矿物硬度有影响，难以测定矿物的真实硬度；②受风化影响的矿物，其硬度往往偏低。因此，测试硬度时必须先矿物晶体的新鲜面，而且用力不宜过猛，以避免试验不准。2、解理和断口矿物晶体或晶粒受外力作用（如敲打）后，沿一定方向出现一系列相互平行且平坦光滑的破裂面的性质称为解理。矿物的这种破裂光滑平面称为解理面。矿物受外力作用后，在任意方向上呈各种凹凸不平的断面的性质称为断口。解理和断口互为消长关系，即解理发育者，断口不发育，相反，不显解理者，断口发育。矿物的解理按其解理面的完好程度和光滑程度不同，通常划分为四级：①极完全解理：解理面极完好，平坦且极光滑，矿物晶体可劈成薄片，如云母、辉钼矿。②完全解理：矿物晶体容易劈成小的规整的碎块或厚板状，解理面完好，平坦、光滑，如方解石、方铅矿等。③中等解理：破裂面不甚光滑，往往不连续，解理面被断口隔开成阶梯状，如辉石、白钨矿等。④不完全解理：一般难发现解理面，即使偶见到解理面，也是小而粗糙。因此，在破裂面上常见有不平坦断口，如磷灰石、锡石等。有的把无解理者称为极不完全解理，晶体的破裂面完全为断口，如黄铁矿、石榴石等。断口可描述为贝壳状断口（如石英断口）、参差状断口（如黄铁矿、磁铁矿等）。观察解理和断口时应注意：①解理面是鉴定矿物的一个重要标志，观察解理时，通常先看晶体破裂后是否出现闪光的平面（转动标本时，有否闪光的小平面），就可知有无解理面。然后，再根据解理面的完整程度确定解理的等级；②观察解理时，注意区别晶面和解理面，解理为受力后产生的破裂平面，一般较新鲜，平坦有较强的反光；而矿物的晶面，有的表现出各种花纹或麻点，通常无明亮的反光，其表面显得黝暗。矿物还具有其他物理性质比重：矿物的比重是指纯净、均匀的单矿物在空气中（一个大气压）的重量与同体积纯水在4℃时重量之比，以G标记。比重是鉴定和对比矿物的依据，其精确数值要通过专门测试才能确定。常是用手掂估矿物的轻重，将矿物的比重分为三级：重矿物——比重4，如方铅矿、重晶石等。中等比重矿物——比重2.5~4，如石英、方解石等。轻矿物——比重2.5，如石墨、云母、自然硫等。弹性：指矿物受外力作用（在弹性极限内）能发生弯曲形变，当外力取消后仍能恢复原状的性质，如云母。挠性：指矿物受外力作用能发生弯曲变形，但外力取消后不能恢复原状的性质，如绿泥石。脆性：指矿物受外力作用后易裂成碎块或粉末的性质，如方铅矿。磁性：指矿物可被磁场所吸引，甚至本身能吸引铁屑的性质。通常用普通磁铁测试，能被磁铁吸引者称为磁性矿物，如磁铁矿。除了上述物理性质可作为鉴定矿物的特征外，还常用一些简单的化学方法来鉴定矿物的成分，如用冷稀盐酸来测试方解石，可化学反应并释放出CO2，产生许多小气泡。常见矿物的识别一、硫化物类方铅矿（PbS）：完好晶体常呈立方体，集合体为粒状、致密块状。铅灰色，条痕黑色，金属光泽。硬度2-3。比重7.4~7.6。有三组立方体完全解理，性脆。鉴定特征：具三组正交的立方体完全解理，比重大，可以与其他铅灰色矿物，如辉锑矿、辉钼矿等区别。闪锌矿（ZnS）：晶体呈四面体（极少见），常呈粒状、块状集合体。随着含铁（Fe2+）量的增高，颜色由无色——浅黄——褐黄——黄褐——棕黑色；条痕由白色到褐色；光泽由树脂光泽——半金属光泽。硬度3.5~4，比重2.9~4.2。有六组完全解理（多面闪光）。鉴定特征：条痕比颜色浅，六组完全解理，较小的硬度，可与黑钨矿、锡石等区别。辉锑矿（Sb2S3）：晶形常呈斜方柱形长柱状、针状。柱面上具有纵纹。集合体一般为束状、柱状、针状、放射状，少数为柱状晶簇。铅灰色，条痕黑色。金属光泽。硬度2~2.5，比重4.51~4.66。一组柱面解理完全，解理面上常有横纹。鉴定特征：根据柱状晶形、一组解理及解理面上常有横纹，与方铅矿区别。黄铜矿（CuFeS2）：完全晶形极少见，常呈粒状，致密块状集合体。铜黄色，表面有时见蓝、紫、褐色等斑杂锖色（假色）。条痕绿黑色，金属光泽。硬度3.5~4，比重4.1~4.3。性脆，无解理，断口参差状。鉴定特征：黄铜矿与无晶形的黄铁矿，可根据黄铜矿新鲜面颜色深和较低的硬度来区别。黄铁矿（FeS2）：晶形常呈立方体和五角十二面体，常具有三组互相垂直的晶面条纹。集合体为粒状，致密块状。浅铜黄色，表面常有黄褐色的锖色（假色）。条痕绿黑或褐黑色，金属光泽。硬度6~6