矿物指由地质作用所形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成,呈固态者还具有确定的内部结构;它们在一定的物理化学条件范围内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。目前已知的矿物大概有4 000多种,其中绝大部分都具有晶体结构。
矿物是极为重要的、不可再生的资源,是大地赐予我们的宝藏,广泛应用于工农业生产及科学技术的各部门,无时无处不存在于我们的生活之中。目前人工已经能够制造出某些矿物,如人工水晶、人工金刚石等。
缤纷多彩、形态各异的矿物标本是各个地质博物馆馆藏中的重要组成。矿物的品种与分类主要以其特有的化学组成和结晶性质为基础而加以确定,这也是判定新矿物种或新矿物名称成立与否的关键因素。矿物主要可分为以下几个大类:自然元素矿物、硫化合物及类似化合物矿物、卤化物矿物、氧化物和氢氧化物矿物、含氧盐(碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐等)矿物等。
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怎样认识矿物
矿物的品种非常丰富,它们之间有的差别很大,很容易就能分辨出来,有的却一眼看上去都差不多。那么,我们该怎么识别这些不同的矿物呢?长期以来,人们都是根据矿物本身各种不同的性质来认识它们的。
化学成分
每种矿物都有一定的化学成分,组成矿物的化学元素是矿物的物质基础。矿物的化学成分一般采用化学式表达,能够表明矿物中各种化学组分的种类、数量以及原子结合的情况。
在自然界中,矿物只有少数是单质,其他的绝大多数都是化合物。单质矿物基本上是由一种自然元素组成的,如自然金、自然铜、石墨、金刚石等,这样的矿物数量不多;化合物是指由两种或两种以上元素化合而成的矿物,种类十分繁多。
很多矿物的化学成分组成并不是固定的,而是在一定范围内或以任一比例发生变化,原因主要是化学元素的类质同象。所谓类质同象是指在结晶格架中,性质相近的离子可以互相顶替的现象。正是化学元素的组成变化,造就了千变万化的矿物种类。
晶体形态
石棉(一向延伸型)
所谓晶体,就是化学元素的离子、离子团、原子按一定规则重复排列而成的固体,绝大多数固态矿物都具有晶体形态,如金刚石为八面体,石英为六方柱状,黄铁矿则为立方体等。在比较适合的条件下,矿物能够形成良好的晶体。矿物的结晶形态大体上可分为3个大类:石棉和石膏等常形成柱状、针状、纤维状形态,即晶体沿一个方向特别发育,为一向延伸型;云母、石墨、辉钼矿等常形成板状、片状、鳞片状形态,即晶体沿两个方向特别发育,为二向延展型;黄铁矿、石榴石等常形成粒状、球状形态,即晶体沿3个方向基本均衡发育,称为三向等长型。
云母(二向延展型)
黄铁矿(三向等长型)
在自然界中,矿物的结晶过程受各种条件限制,往往不能形成理想完好的晶体形态,精美的矿物晶体更是十分稀少。因此,结晶完好、形态漂亮的矿物晶体在世界各国的收藏爱好者中十分受欢迎,是欣赏、收藏、保值的佳品。
收藏级矿物晶体——红水晶
收藏级矿物晶体——方解石
颜色
矿物的颜色往往是人们对矿物最直观的认识,矿物颜色的种类十分丰富,颜色的成因也多种多样。其中因其内部成分而固有的颜色被称为矿物的自色,是鉴定它们的重要标志之一。如红色的赤铁矿,绿色的孔雀石,蓝色的蓝铜矿等。
红色的赤铁矿
绿色的孔雀石(www.xing528.com)
蓝色的蓝铜矿
条痕
矿物粉末的颜色称为条痕,通常是指矿物在白色无釉瓷板上划出的痕迹的颜色。由于条痕可以消除一些杂质和物理方面的影响,因此要比矿物颜色稳定得多,所以在鉴定矿物上具有非常重要的意义。
软玉(油脂光泽)
光泽
矿物表面对于光线的反射形成光泽。光泽的强弱主要取决于矿物对于光线全反射的能力,主要可以分为以下几种:金属光泽(如同平滑金属表面的反光,如黄铁矿、方铅矿等)、半金属光泽(如黑钨矿、磁铁矿等)、金刚光泽(闪亮耀眼的反光,如金刚石等)和玻璃光泽(如普通玻璃的反光,如石英、方解石等)。此外,由于矿物表面的平滑程度或集合体形态的不同还可以出现一些特殊的光泽,如油脂光泽(许多玉石类)、丝绢光泽(石棉等)和珍珠光泽(云母等)、土状光泽(高岭土)等。
斑铜矿(金属光泽)
透石膏(玻璃光泽)
透明度
透明度指矿物透过可见光的程度。一般来说是在矿物切成薄片的条件下,根据矿物透明的程度分为3个等级:透明矿物(矿物碎片边缘能清晰地透见其他物体,如水晶、冰洲石等)、半透明矿物(矿物碎片边缘可以模糊地透见其他物体或有透光现象,如辰砂、闪锌矿等)、不透明矿物(矿物碎片边缘完全不能透见其他物体,如黄铁矿、磁铁矿、石墨等)。
硬度
硬度指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的程度。根据硬度高的矿物可以刻划硬度低的矿物的道理,德国学者摩氏(Mohs F.)选择了10种矿物作为标准,将硬度分为10级,称为“摩氏硬度”,是目前矿物学中最常用的硬度标准。“摩氏硬度”从1度到10度分别为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石,这10个等级只表示相对硬度的大小。在野外工作时,还可以用指甲(2~2.5)、小钢刀(5~5.5)能否划动作为辅助标准,粗略地定出矿物的摩氏硬度,十分方便。
解理与断口
在外力作用下,矿物晶体按一定方向破裂并产生光滑平面的性质叫作解理,沿着一定方向分裂开来的面叫作解理面。解理是由晶体内部格架构造所决定的。根据解理产生的难易度和解理面完整的程度将解理分为极完全解理(矿物晶体极易裂成薄片,解理面较大而平整光滑,如云母、石膏)、完全解理(矿物极易裂成平滑小块或薄板,解理面相当光滑,如方解石、石盐)、中等解理(解理面往往不能一裂到底,不很光滑,且不连续,常呈现小阶梯状,如普通辉石)、不完全解理(解理程度很差,在大块矿物上很难看到解理,只在细小碎块上才可看到不清晰的解理面,如磷灰石)和极不完全解理(即无解理,如石英)。对具有解理的矿物来说,同种矿物的解理方向和解理程度总是相同的,性质比较固定,因此,解理也是鉴定矿物的重要性质之一。
云母(极完全解理)
方解石(完全解理)
矿物在外力作用下,沿任意方向产生的断面称为断口。一般来说,解理程度越高的矿物越不易出现断口,解理程度越低的矿物越容易形成断口。断口的形状主要有贝壳状、锯齿状、参差状、平坦状等。
磷灰石(不完全解理)
石英(极不完全解理)
比重
纯净的矿物质量与4℃时同体积水的质量之比,称为矿物的比重。比重与矿物的化学成分和内部结构有关,大多数都在2.5~4之间,一些重金属矿物在5~8之间,少数可达20以上。
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