实验一矿物的形态和物理性质的观察3学时 一、实验目的 1,通过观察典型矿物的形态、光学性质、力学性质等物理性质，巩固课堂上讲 授的有关知识： 2. 掌握描述矿物的有关术语及方法： 3。掌握主要造岩矿物的鉴定特征。 二、实验要求 1.实习前认真预习教材中有关矿物的知识： 2.认真、仔细地观察典型矿物标本，注意其鉴定特征。 三、工具与药品 放大镜、小刀、条痕板、10%C1溶液 四、实验内容 1.矿物形态的观察： 2.矿物物理性质的观察。 (一)矿物形态的观察 1.矿物单体形态的观察 矿物单体的形态，可从矿物单体的结晶习性和晶面上的特征这两个方面来描述。本 实习着重于矿物的结晶习性，它是鉴定矿物的重要依据。结晶习性，也称晶体习性，是 指矿物在外界条件下，常常趋向于形成某种特定的习见形态。根据晶体在三维空间的发 育程度，品体习性大致分为三种基本类型： (1)一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，呈柱状、棒状、针状等。如绿柱石、 角闪石、电气石、雄黄等。 (2)二向延长型：晶体沿两个方向相对更发育，呈板状、片状、鳞片状等。如板状 石膏、云母、重品石、石墨等。 (3)三向延长型：晶体沿3个方向发有大致相同，呈粒状或等轴状。如黄铁矿、橄 榄石、石榴子石等。 此外，还存在短柱状、板柱状、板条状和厚板状等过渡类型。 2.双晶
1 实验一 矿物的形态和物理性质的观察 3 学时 一、实验目的 1. 通过观察典型矿物的形态、光学性质、力学性质等物理性质，巩固课堂上讲 授的有关知识； 2. 掌握描述矿物的有关术语及方法； 3. 掌握主要造岩矿物的鉴定特征。 二、实验要求 1．实习前认真预习教材中有关矿物的知识； 2．认真、仔细地观察典型矿物标本，注意其鉴定特征。 三、工具与药品 放大镜、小刀、条痕板、10%HCl 溶液。 四、实验内容 1．矿物形态的观察； 2．矿物物理性质的观察。 （一）矿物形态的观察 1．矿物单体形态的观察 矿物单体的形态，可从矿物单体的结晶习性和晶面上的特征这两个方面来描述。本 实习着重于矿物的结晶习性，它是鉴定矿物的重要依据。结晶习性，也称晶体习性，是 指矿物在外界条件下，常常趋向于形成某种特定的习见形态。根据晶体在三维空间的发 育程度，晶体习性大致分为三种基本类型： （1）一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，呈柱状、棒状、针状等。如绿柱石、 角闪石、电气石、雄黄等。 （2）二向延长型：晶体沿两个方向相对更发育，呈板状、片状、鳞片状等。如板状 石膏、云母、重晶石、石墨等。 （3）三向延长型：晶体沿 3 个方向发育大致相同，呈粒状或等轴状。如黄铁矿、橄 榄石、石榴子石等。 此外，还存在短柱状、板柱状、板条状和厚板状等过渡类型。 2．双晶
同种物质的晶体有规则地连生在一起，叫双晶。双晶可以是两个晶体，也可以是两 个以上的晶体平行连生。如萤石的穿插双晶，方解石的双晶，正长石的卡氏双晶和斜长 石的聚片双晶，后两种双晶常常是区别这两类长石的重要依据。 3.显晶质集合体的观察 根据单体的晶体习性及集合方式，显晶质集合体的形态常见有柱状、针状、板状、 片状、鳞片状和粒状等集合体，如云母、板状石膏等为板状集合体。此外，还常见一些 特殊形态的集合体： (1)纤维状集合体：由一系列细长针状或纤维状的矿物单体平行密集排列而成， 如纤维状石膏。 (2)放射状集合体：由长柱状、针状或板状的许多单体围绕某一中心呈放射状排 列而成。 (3)晶簇：是指在岩石的空洞或裂隙中，丛生于同一基底，另一端朝向自由空间 发育而具完好晶形的簇状单晶体群，如常见的水晶晶簇、方解石晶簇、辉锑矿。 3.隐晶质及胶态集合体：只有在显微镜的高倍镜下才可分辨矿物单体的集合体称为 隐晶质集合体，而胶态集合体则即使在显微镜下也不能辨别出单体的界线。隐晶质及胶 态集合体可以由溶液直接结晶或胶体作用形成。由于胶体的表面张力作用，常使集合体 表面趋向于球状外貌。胶体老化后，常变成隐晶质或显晶质。按其形成方式及外貌特征， 常见的隐晶质及胶态集合体主要有： (1)分泌体：是在球状或不规则形状的岩石空洞中，由胶体或晶质物质自洞壁逐渐 向中心层层沉淀充填而成。分泌体外形常呈卵圆状，具同心层状构造，中心往往留有空 腔，有时其中还见有晶簇。各层在成分和颜色上有差异。 分泌体平均直径>lcm者称晶腺，如玛瑙晶腺：平均直径<1cm、充填于火山熔岩气孔 中的次生矿物（如方解石等）称杏仁体。 (2)结核：与分泌体不同，结核是由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生 物碎片或气泡等)自内向外逐渐生长而成。结核一般多见于沉积岩中，常形成于海洋、 湖沼中。 结核形状多样，有球状、瘤状、透镜状和不规则状等，其直径一般>1cm,内部常具 同心层状、放射纤维状或致密构造，如黄铁矿结核，其表面还可见因胶体老化所致的立 方体晶面。此外，也常见磷灰石、方解石、赤铁矿、褐铁矿等结核。 (3)鲕状及豆状集合体：是指由胶体物质围绕悬浮状态的细砂粒、矿物碎片、有机
2 同种物质的晶体有规则地连生在一起，叫双晶。双晶可以是两个晶体，也可以是两 个以上的晶体平行连生。如萤石的穿插双晶，方解石的双晶，正长石的卡氏双晶和斜长 石的聚片双晶，后两种双晶常常是区别这两类长石的重要依据。 3．显晶质集合体的观察 根据单体的晶体习性及集合方式，显晶质集合体的形态常见有柱状、针状、板状、 片状、鳞片状和粒状等集合体，如云母、板状石膏等为板状集合体。此外，还常见一些 特殊形态的集合体： （1）纤维状集合体：由一系列细长针状或纤维状的矿物单体平行密集排列而成， 如纤维状石膏。 （2）放射状集合体：由长柱状、针状或板状的许多单体围绕某一中心呈放射状排 列而成。 （3）晶簇：是指在岩石的空洞或裂隙中，丛生于同一基底，另一端朝向自由空间 发育而具完好晶形的簇状单晶体群，如常见的水晶晶簇、方解石晶簇、辉锑矿。 3．隐晶质及胶态集合体：只有在显微镜的高倍镜下才可分辨矿物单体的集合体称为 隐晶质集合体，而胶态集合体则即使在显微镜下也不能辨别出单体的界线。隐晶质及胶 态集合体可以由溶液直接结晶或胶体作用形成。由于胶体的表面张力作用，常使集合体 表面趋向于球状外貌。胶体老化后，常变成隐晶质或显晶质。按其形成方式及外貌特征， 常见的隐晶质及胶态集合体主要有： （1）分泌体：是在球状或不规则形状的岩石空洞中，由胶体或晶质物质自洞壁逐渐 向中心层层沉淀充填而成。分泌体外形常呈卵圆状，具同心层状构造，中心往往留有空 腔，有时其中还见有晶簇。各层在成分和颜色上有差异。 分泌体平均直径>1cm 者称晶腺，如玛瑙晶腺；平均直径<1cm、充填于火山熔岩气孔 中的次生矿物（如方解石等）称杏仁体。 （2）结核：与分泌体不同，结核是由隐晶质或胶凝物质围绕某一中心（如砂粒、生 物碎片或气泡等）自内向外逐渐生长而成。结核一般多见于沉积岩中，常形成于海洋、 湖沼中。 结核形状多样，有球状、瘤状、透镜状和不规则状等，其直径一般>1cm，内部常具 同心层状、放射纤维状或致密构造，如黄铁矿结核，其表面还可见因胶体老化所致的立 方体晶面。此外，也常见磷灰石、方解石、赤铁矿、褐铁矿等结核。 （3）鲕状及豆状集合体：是指由胶体物质围绕悬浮状态的细砂粒、矿物碎片、有机
质碎屑或气泡等层层凝聚而成，并沉积于水底呈圆球形、卵圆形的矿物集合体。若半数 以上球粒的直径<2m,其形状、大小如鱼卵者称为鲕状集合体，如鲕状赤铁矿、鲕状铝 土矿：如果球粒大小似豌豆，其直径一般为数毫米，则称为豆状集合体，如豆状赤铁矿。 鲕状及豆状集合体均具明显的同心层状内部构造。 (4)钟乳状集合体：是指在岩石洞穴或裂隙中，由于溶液蒸发或胶体凝聚，在同一 基底上向外逐层堆积而形成的集合体的统称。这类集合体内部具同心层状、放射状、致 密状或结晶粒状构造。其外部构造常呈圆锥形、圆丘形、半球形和半椭球形等形状，通 常以具体形状与常见物体类比而给予不同的名称，如石钟乳、石笋、石柱等。 此外，还有： 块状集合体：凭肉眼或放大镜不能辨别其颗粒界限的矿物致密块体。 土状集合体：矿物呈细粉末状较疏松地聚集成块。 粉末状集合体：矿物呈粉末状分散附在其他矿物或岩石的表面 (二)矿物物理性质的观察 1.矿物的光学性质 矿物的光学性质是矿物对光线的吸收、折射和反射所表现出来的各种性质，包括颜 色、条痕、光泽和透明度。 【,颜色矿物的颜色主要是矿物对可见光波的吸收作用引起的。根据颜色的成因， 可分为以下三种： ①自色：矿物本身固有的颜色，自色主要是由于矿物成分中含有色素离子引起的。 自色比较稳定，故在矿物鉴定上意义较大，如黄铜矿具黄铜色，磁铁矿具铁黑色，孔雀 石具绿色，方解石、石膏具有白色等，都是自色。 ②他色：与矿物本身固有的化学组成无关，因外来的带色杂质、气泡等包裹体的机 械混入，而染成的颜色叫他色，如蔷薇石英，由于他色多变不稳定，在一般情况下无鉴 定意义。 ③假色：由于矿物内部的裂缝、解理面及表面的氧化膜引起光波的干涉而产生的颜 色称为假色，如黄铜矿风化表面彩色薄膜所形成的锖色（烤兰色）。 (2)条痕 条痕是矿物粉末的颜色，将矿物在干净、平整、白色无釉的瓷板上擦划，当矿物的 硬度小于瓷板时，所留下的条痕色即为条痕。矿物的条痕色比矿物表面的颜色更为固定， 3
3 质碎屑或气泡等层层凝聚而成，并沉积于水底呈圆球形、卵圆形的矿物集合体。若半数 以上球粒的直径<2mm，其形状、大小如鱼卵者称为鲕状集合体，如鲕状赤铁矿、鲕状铝 土矿；如果球粒大小似豌豆，其直径一般为数毫米，则称为豆状集合体，如豆状赤铁矿。 鲕状及豆状集合体均具明显的同心层状内部构造。 （4）钟乳状集合体：是指在岩石洞穴或裂隙中，由于溶液蒸发或胶体凝聚，在同一 基底上向外逐层堆积而形成的集合体的统称。这类集合体内部具同心层状、放射状、致 密状或结晶粒状构造。其外部构造常呈圆锥形、圆丘形、半球形和半椭球形等形状，通 常以具体形状与常见物体类比而给予不同的名称，如石钟乳、石笋、石柱等。 此外，还有： 块状集合体：凭肉眼或放大镜不能辨别其颗粒界限的矿物致密块体。 土状集合体：矿物呈细粉末状较疏松地聚集成块。 粉末状集合体：矿物呈粉末状分散附在其他矿物或岩石的表面。 （二）矿物物理性质的观察 1．矿物的光学性质 矿物的光学性质是矿物对光线的吸收、折射和反射所表现出来的各种性质，包括颜 色、条痕、光泽和透明度。 1．颜色 矿物的颜色主要是矿物对可见光波的吸收作用引起的。根据颜色的成因， 可分为以下三种： ①自色：矿物本身固有的颜色，自色主要是由于矿物成分中含有色素离子引起的。 自色比较稳定，故在矿物鉴定上意义较大，如黄铜矿具黄铜色，磁铁矿具铁黑色，孔雀 石具绿色，方解石、石膏具有白色等，都是自色。 ②他色：与矿物本身固有的化学组成无关，因外来的带色杂质、气泡等包裹体的机 械混入，而染成的颜色叫他色，如蔷薇石英，由于他色多变不稳定，在一般情况下无鉴 定意义。 ③假色：由于矿物内部的裂缝、解理面及表面的氧化膜引起光波的干涉而产生的颜 色称为假色，如黄铜矿风化表面彩色薄膜所形成的锖色(烤兰色)。 （2）条痕 条痕是矿物粉末的颜色，将矿物在干净、平整、白色无釉的瓷板上擦划，当矿物的 硬度小于瓷板时，所留下的条痕色即为条痕。矿物的条痕色比矿物表面的颜色更为固定
它能清除假色，减弱他色而显自色，因而更具有鉴定意义，如块状赤铁矿有黑色、红色 等，但它们的条痕都是樱红色。 (3)透明度 矿物透光的能力称为透明度，通常是根据矿物透光能力的大小分为三类： 透明矿物：如水晶、冰洲石： 半透明矿物：如方解石、石英： 不透明矿物：如磁铁矿、石墨。 (4)矿物的光泽 矿物的光泽是指矿物表面对可见光的反射能力。矿物反光能力越大，光泽强，反之 光泽弱。 肉眼鉴定矿物时，根据矿物新鲜平滑的晶面、解理面或磨光面上反光能力的强弱， 同时常配合矿物的条痕和透明度，将矿物的光泽分为4个等级： 1.金属光泽：反光能力很强，如同光亮的金属器皿表面的光泽，如黄铁矿。 ②半金属光泽：反光能力较强，如同未经磨光的金属表面的反光。矿物呈金属色， 条痕为深彩色（如棕色、褐色等），不透明半透明。如赤铁矿、磁铁矿等。 ③金刚光泽：反光能力较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。矿物的颜色和条痕均为 浅色（如浅黄、橘红、浅绿等）、白色或无色，半透明-透明。如浅色闪锌矿、雄黄和金 刚石。 ④玻璃光泽：反光能力相对较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。矿物为无色、白色 或浅色，条痕呈无色或白色，透明。如石英晶面、方解石、萤石。 此外，在矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上，常表现出一些特殊的变异光泽， 主要有： 1.油脂光泽：某些具玻璃光泽或金刚光泽、解理不发育的浅色透明矿物，在其 不平坦的断口上所呈现的如同油脂般的光泽。如石英断口上的油脂光泽，磷 灰石断口上的光泽。 ②树脂光泽：在某些具金刚光泽的黄、褐或棕色透明矿物的不平坦的断口上，可以 见到似松香般的光泽。 ③沥青光泽：解理不发有的半透明或不透明的黑色矿物，其不平坦的断口上具乌亮 沥青状光泽。如沥青轴矿等。 ④珍珠光泽：浅色透明矿物的极完全解理面上呈现出如同珍珠表面或蚌壳内壁那种 4
4 它能清除假色，减弱他色而显自色，因而更具有鉴定意义，如块状赤铁矿有黑色、红色 等，但它们的条痕都是樱红色。 （3）透明度 矿物透光的能力称为透明度，通常是根据矿物透光能力的大小分为三类： 透明矿物：如水晶、冰洲石； 半透明矿物：如方解石、石英； 不透明矿物：如磁铁矿、石墨。 （4）矿物的光泽 矿物的光泽是指矿物表面对可见光的反射能力。矿物反光能力越大，光泽强，反之 光泽弱。 肉眼鉴定矿物时，根据矿物新鲜平滑的晶面、解理面或磨光面上反光能力的强弱， 同时常配合矿物的条痕和透明度，将矿物的光泽分为 4 个等级： 1．金属光泽：反光能力很强，如同光亮的金属器皿表面的光泽，如黄铁矿。 ②半金属光泽：反光能力较强，如同未经磨光的金属表面的反光。矿物呈金属色， 条痕为深彩色（如棕色、褐色等），不透明-半透明。如赤铁矿、磁铁矿等。 ③金刚光泽：反光能力较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。矿物的颜色和条痕均为 浅色（如浅黄、橘红、浅绿等）、白色或无色，半透明-透明。如浅色闪锌矿、雄黄和金 刚石。 ④玻璃光泽：反光能力相对较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。矿物为无色、白色 或浅色，条痕呈无色或白色，透明。如石英晶面、方解石、萤石。 此外，在矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上，常表现出一些特殊的变异光泽， 主要有： 1． 油脂光泽：某些具玻璃光泽或金刚光泽、解理不发育的浅色透明矿物，在其 不平坦的断口上所呈现的如同油脂般的光泽。如石英断口上的油脂光泽，磷 灰石断口上的光泽。 ②树脂光泽：在某些具金刚光泽的黄、褐或棕色透明矿物的不平坦的断口上，可以 见到似松香般的光泽。 ③沥青光泽：解理不发育的半透明或不透明的黑色矿物，其不平坦的断口上具乌亮 沥青状光泽。如沥青铀矿等。 ④珍珠光泽：浅色透明矿物的极完全解理面上呈现出如同珍珠表面或蚌壳内壁那种
柔和而多彩的光泽。如白云母、板状石膏 ⑤丝绢光泽：无色或浅色、具玻璃光泽的透明矿物的纤维状集合体表面常呈蚕丝或 丝织品状的光亮。如纤维石膏和石棉等。 ⑥蜡状光泽：某些透明矿物的隐晶质或非晶质致密块体上，呈现出蜡烛表面的光泽。 如块状叶腊石、蛇纹石和粗糙的玉髓等。 ⑦土状光泽：呈土状、粉末状或疏松多孔状集合体的矿物，表面如土块般暗淡无光。 如高岭石、褐铁矿等。 影响光泽的主要因素是矿物的化学键类型。具金属键的矿物，一般为金属或半金属 光泽；具共价键的矿物，一般为金刚光泽或玻璃光泽；具离子或分子键的矿物，对光的 吸收程度小，反光很弱，光泽即弱。 矿物的光泽等级一般是确定的，但变异光泽却因矿物产出状态不同而异。光泽是鉴 定矿物的依据之一，也是评价宝石的重要标志。 在观察矿物的光泽时，要在比较明亮的光线下，对着光线的入射方向，反复转动矿 物来进行观察，对矿物晶体要选择清洁新鲜的解理面、晶面光滑的平面进行观察，对矿 物的集合体，是以矿物集合体总的光泽为准，另外还要注意某些矿物不同部位具有不同 的光泽，如石英晶面是玻璃光泽，而断口上却是油脂光泽。 矿物的各种光学性质是相互关联的，表111总结了矿物的颜色、条痕、光泽、透 明度相互间的关系。 表1-1-1矿物颜色、条痕、光泽、透明度的关系 颜色 无色或白色 浅（粉）色 深色 金属色 条痕 无色或白色 无色或白色 无色或白色深色或金属色 光泽 玻璃一金刚光泽 半金属或金属光泽 透明度 透明 半透明 不透明 2.矿物的力学性质 矿物在外力作用下所表现出的性质称为力学性质，包括解理、断口、硬度，相对密 度等。 1.解理与断口 矿物在外力作用下，沿着一定方向裂开成光滑平面的性能称为解理，此种裂开的平 5
5 柔和而多彩的光泽。如白云母、板状石膏。 ⑤丝绢光泽：无色或浅色、具玻璃光泽的透明矿物的纤维状集合体表面常呈蚕丝或 丝织品状的光亮。如纤维石膏和石棉等。 ⑥蜡状光泽：某些透明矿物的隐晶质或非晶质致密块体上，呈现出蜡烛表面的光泽。 如块状叶腊石、蛇纹石和粗糙的玉髓等。 ⑦土状光泽：呈土状、粉末状或疏松多孔状集合体的矿物，表面如土块般暗淡无光。 如高岭石、褐铁矿等。 影响光泽的主要因素是矿物的化学键类型。具金属键的矿物，一般为金属或半金属 光泽；具共价键的矿物，一般为金刚光泽或玻璃光泽；具离子或分子键的矿物，对光的 吸收程度小，反光很弱，光泽即弱。 矿物的光泽等级一般是确定的，但变异光泽却因矿物产出状态不同而异。光泽是鉴 定矿物的依据之一，也是评价宝石的重要标志。 在观察矿物的光泽时，要在比较明亮的光线下，对着光线的入射方向，反复转动矿 物来进行观察，对矿物晶体要选择清洁新鲜的解理面、晶面光滑的平面进行观察，对矿 物的集合体，是以矿物集合体总的光泽为准，另外还要注意某些矿物不同部位具有不同 的光泽，如石英晶面是玻璃光泽，而断口上却是油脂光泽。 矿物的各种光学性质是相互关联的，表 1-1-1 总结了矿物的颜色、条痕、光泽、透 明度相互间的关系。 表 1-1-1 矿物颜色、条痕、光泽、透明度的关系 颜 色 无色或白色 浅(粉)色 深色 金属色 条 痕 无色或白色 无色或白色 无色或白色 深色或金属色 光 泽 玻璃—金刚光泽 半金属或金属光泽 透明度 透明 半透明 不透明 2．矿物的力学性质 矿物在外力作用下所表现出的性质称为力学性质，包括解理、断口、硬度，相对密 度等。 1． 解理与断口 矿物在外力作用下，沿着一定方向裂开成光滑平面的性能称为解理，此种裂开的平