礦物

礦物

礦物是指在各種地質作用中產生和發展著的,在一定地質和物理化學條件處于相對穩定的自然元素的單質和他們的化合物。礦物具有相對固定的化學組成,呈固態者還具有確定的內部結構;它是組成岩石礦石的基本單元。

  • 中文名稱
    礦物
  • 外文名稱
    mineral
  • 原理
    地質作用
  • 性質
    天然單質或化合物
  • 分類
    硫化物,氧化物
  • 顏色
    紅色,綠色

定義

礦物一般是自然產出且內部質點(原子、離子)排列有序的均勻固體。其化學成分一定並可用化學式表達。所謂自然產出是指地球中的礦物都是由地質作用形成的。

地殼中存在的自然化合物和少數自然元素,具有相對固定化學成分和性質。都是固態的(自然汞常溫液態除外)無機物。礦物是組成岩石的基礎。(地質博物館中有明確概念:一般而言礦物必須是均勻的固體。礦物必須具有特定的化學成分,一般而言礦物必須具有特定的結晶構造(非晶質礦物除外),礦物必須是無機物,所以煤和石油不屬于礦物。參考:南京地質博物館新館二樓)。

實驗室已經能夠製造出某些礦物晶體(但製造出來的不屬于礦物),如人工水晶、人工鑽石等。

已知的礦物約有4700種左右,在固態礦物中,絕大部分都屬于晶質礦物,隻有極少數(如水鋁英石)屬于非晶質礦物。來自地球以外其他天體的天然單質或化合物,稱為宇宙礦物。由人工方法所獲得的某些與天然礦物相同或類同的單質或化合物,則稱為合成礦物人造寶石。礦物原料和礦物材料是極為重要的一類天然資源,廣泛套用于工農業及科學技術的各個部門。煤的化學成分很不穩定不是礦物,是典型的混合物

基本簡介

科學發展史上,礦物的定義曾經多次演變。按現代概念,礦物首先必須是天然產出的物體,從而與人工製備的產物相區別。但對那些雖由人工合成,而各方面特徵均與天然產出的礦物相同或密切相似的產物,如人造金剛石人造水晶等,則稱為人工合成礦物。

早先,曾將礦物局限于地球上由地質作用形成的天然產物。但是近代對月岩及隕石的研究表明,組成它們的礦物與地球上的類同。有時隻是為了強調它們的來源,稱它們為月岩礦物和隕石礦物,或統稱為宇宙礦物。另外還常分出地幔礦物,以與一般產于地殼中的礦物相區別。

其次,礦物必須是均勻的固體,氣體和液體顯然都不屬于礦物。但有人把液態的自然汞列為礦物,一些學者把地下水﹑火山噴發的氣體也都視為礦物。至于礦物的均勻性則表現在不能用物理的方法把它分成在化學成分上互不相同的物質,這也是礦物與岩石的根本差別。

此外,礦物這類均勻的固體內部的原子是作有序排列的,即礦物都是晶體。但早先曾把礦物僅限于"通常具有結晶結構"。這樣,作為特例,諸如水鋁英石等極少數天然產出的非晶質體,也被劃入礦物。這類在產出狀態和化學組成等方面的特征均與礦物相似,但不具結晶構造的天然均勻固體特稱為似礦物(mineraloid)。似礦物也是礦物學研究的對象,往往並不把似礦物與礦物嚴格區分。每種礦物除有確定的結晶結構外,還都有一定的化學成分,因而還具有一定的物理性質。礦物的化學成分可用化學式表達,如閃鋅礦和石英可分別表示為ZnS和SiO2。但實際上所有礦物的成分都不是嚴格固定的,而是可在程度不等的一定範圍內變化。造成這一現象的原因是礦物中原子間的廣泛類質同象替代。

例如閃鋅礦中總是有Fe2+替代部分的Zn2+,Zn﹕Fe(原子數)可在1﹕0到約6﹕5間變化﹐此時其化學式則寫為(Zn﹐Fe)S,石英的成分非常接近于純的SiO2,但仍含有微量的Al3+或Fe3+等類質同象雜質。最後,礦物一般是由無機作用形成的。早先曾把礦物全部限于無機作用的產物,以此與生物體相區別,後來發現有少數礦物,如石墨及某些自然硫和方解石,是有機起源的,但仍具有作為礦物的其餘全部特征,故作為特例,仍歸屬于礦物。至于煤和石油,都是由有機作用所形成,且無一定的化學成分,故均非礦物,也不屬于似礦物。絕大多數礦物都是無機化合物和單質,僅有極少數是通過無機作用形成的有機礦物,如草酸鈣石[Ca(C2O4).2H2O]等。

礦物是自然形成的純物質或化合物,化學成份組成變化不大,有結晶結構。岩石是一或多種礦物的聚合體,化學成份不定,通常無結晶結構。

成因產狀

簡介

礦物是化學元素通過地質作用等過程發生運移﹑聚集而形成。具體的作用過程不同,所形成的礦物組合也不相同。礦物在形成後,還會因環境的變遷而遭受破壞或形成新的礦物。

形成作用

岩漿作用發生于溫度和壓力均較高的條件下。主要從岩漿熔融體中結晶析出橄欖石輝石﹑閃石﹑雲母﹑長石﹑石英等主要造岩礦物,它們組成了各類岩漿岩。同時還有鉻鐵礦﹑鉑族元素礦物﹑金剛石﹑釩鈦磁鐵礦﹑銅鎳硫化物以及含﹑鈮﹑鉭的礦物形成。偉晶作用中礦物在700~400℃﹑外壓大于內壓的封閉系統中生成。所形成的礦物顆粒粗大。除長石﹑雲母﹑石英外,還有富含揮發組分的礦物如黃玉﹑電氣石,含﹑鈹﹑﹑銫﹑鈮﹑鉭﹑稀土等稀有元素的礦物,如鋰輝石綠柱石和含放射性元素的礦物形成。熱液作用中礦物從氣液或熱水溶液中形成。高溫熱液(400~300℃)以鎢﹑錫的氧化物和的硫化物為代表;中溫熱液(300~200℃)以﹑鉛﹑的硫化物礦物為代表;低溫熱液(200~50℃)以﹑銻﹑汞的硫化物礦物為代表。此外,熱液作用還有石英﹑方解石﹑重晶石非金屬礦物形成。風化作用中早先形成的礦物可在陽光﹑大氣和水的作用下化學風化成一些在地表條件下穩定的其他礦物,如高嶺石硬錳礦孔雀石﹑藍銅礦等。金屬硫化物礦床經風化產生的CuSO4和FeSO4溶液,滲至地下水面以下,再與原生金屬硫化物反應,可產生含銅量很高的輝銅礦銅藍等,從而形成銅的次生富集帶。化學沉積中,由真溶液中析出的礦物如石膏﹑石鹽﹑鉀鹽硼砂等;由膠體溶液凝聚生成的礦物如鮞狀赤鐵礦﹑腎狀硬錳礦等。生物沉積可形成如矽藻土(蛋白石)等。

礦物

區域變質作用形成的礦物趨向于結構緊密﹑比重大和不含水。在接觸變質作用中,當圍岩為碳酸鹽岩石時,可形成夕卡岩,它由鈣﹑鎂﹑鐵的矽酸鹽礦物透輝石透閃石﹑石榴子石﹑符山石矽灰石矽鎂石等組成。後期常伴隨著熱液礦化形成銅﹑鐵﹑鎢和多金屬礦物的聚集。圍岩為泥質岩石時可形成紅柱石堇青石等礦物。

特征

礦物在空間上的共存稱為組合。組合中的礦物屬于同一成因和同一成礦期形成的,則稱它們是共生,否則稱為伴生。研究礦物的共生﹑伴生﹑組合與生成順序,有助于探索礦物的成因和生成歷史。就同一種礦物而言,在不同的條件下形成時,其成分﹑結構﹑形態或物性上可能顯示不同的特征,稱為標型特征,它是反映礦物生成和演化歷史的重要標志。

物理性質

概述

長期以來,人們根據物理性質來識別礦物,如顏色﹑光澤硬度解理比重磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標志。

作為晶質固體,礦物的物理性質取決于它的化學成分和晶體結構,並體現著一般晶體所具有的特徵──均一性對稱性各向異性

形態

礦物千姿百態,就其單體而言,它們的大小懸殊,有的肉眼或用一般的放大鏡可見(顯晶),有的需藉助顯微鏡電子顯微鏡辨認(隱晶);有的晶形完好,呈規則的幾何多面體形態;有的呈不規則的顆粒,存在于岩石或土壤之中。礦物單體形態大體上可分為三向等長(如粒狀)、二向延展(如板狀﹑片狀)和一向伸長(如柱狀﹑針狀﹑纖維狀)3種類型。而晶形則服從一系列幾何結晶學規律。

礦物單體間有時可以產生規則的連生,同種礦物晶體可以彼此平行連生,也可以按一定對稱規律形成雙晶,非同種晶體間的規則連生稱浮生或交生

礦物集合體可以是顯晶或隱晶的。隱晶或膠態的集合體常具有各種特殊的形態,如結核狀(如磷灰石結核)、豆狀或鮞狀(如鮞狀赤鐵礦)﹑樹枝狀(如樹枝狀自然銅)﹑晶腺狀(如瑪瑙)﹑土狀(如高嶺石)等。

礦物礦物

顏色

礦物的顏色多種多樣。呈色的原因,一類是白色光通過礦物時,內部發生電子躍遷過程而引起對不同色光的選擇性吸收所致;另一類則是物理光學過程所致。導致礦物內電子躍遷的內因,最主要的是色素離子的存在,如Fe3+使赤鐵礦呈紅色,V3+使釩榴石呈綠色等。是晶格缺陷形成"色心",如螢石的紫色等。礦物學中一般將顏色分為3類:自色是礦物固有的顏色;他色是指由混入物引起的顏色;假色則是由于某種物理光學過程所致。如斑銅礦新鮮面為古銅紅色,氧化後因表面的氧化薄膜引起光的幹涉而呈現藍紫色的錆色。礦物內部含有定向的細微包體,當轉動礦物時可出現顏色變幻的變彩,透明礦物的解理或裂隙有時可引起光的幹涉而出現彩虹般的暈色等。礦物在白色無釉的瓷板上劃擦時所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色,減弱他色,通常用于礦物鑒定

光澤與透明度

指礦物表面反射可見光的能力。根據平滑表面反光的由強而弱分為金屬光澤(狀若鍍克羅米金屬表面的反光,如方鉛礦)﹑半金屬光澤(狀若一般金屬表面的反光,如磁鐵礦)﹑金剛光澤(狀若鑽石的反光,如金剛石)和玻璃光澤(狀若玻璃板的反光,如石英)四級。金屬和半金屬光澤的礦物條痕一般為深色,金剛或玻璃光澤的礦物條痕為淺色或白色。此外,若礦物的反光面不平滑或呈集合體時,還可出現油脂光澤樹脂光澤蠟狀光澤﹑土狀光澤及絲絹光澤珍珠光澤等特殊光澤類型。

指礦物透過可見光的程度。影響礦物透明度的外在因素(如厚度﹑含有包裹體﹑表面不平滑等)很多。通常是在厚為0.03毫米薄片的條件下,根據礦物透明的程度,將礦物分為:透明礦物(如石英)﹑半透明礦物(如辰砂)和不透明礦物(如磁鐵礦)。許多在手標本上看來並不透明的礦物,實際上都屬于透明礦物如普通輝石等。一般具玻璃光澤的礦物均為透明礦物,顯金屬或半金屬光澤的為不透明礦物,具金剛光澤的則為透明或半透明礦物。

斷口解理與裂理

礦物在外力作用如敲打下,沿任意方向產生的各種斷面稱為斷口。斷口依其形狀主要有貝殼狀﹑鋸齒狀﹑參差狀﹑平坦狀等。在外力作用下,礦物晶體沿著一定的結晶學平面破裂的固有特徵稱為解理。解理面平行于晶體結構中鍵力最強的方向,一般也是原子排列最密的面網發生,並服從晶體的對稱性。解理面可用單形符號(見晶體)表示,如方鉛礦具立方體{100}解理﹑普通角閃石具{110}柱面解理等。根據解理產生的難易和解理面完整的程度將解理分為極完全解理(如雲母)﹑完全解理(如方解石)﹑中等解理(如普通輝石)﹑不完全解理(如磷灰石)和極不完全解理(如石英)。裂理也稱裂開,是礦物晶體在外力作用下,沿一定的結晶學平面破裂的非固有性質。它面板極似解理,但兩者產生的原因不同。裂理往往是因為含雜質夾層或雙晶的影響等,並非某種礦物所必有的因素所致。

硬度與比重

是指礦物抵抗外力作用(如刻劃﹑壓入﹑研磨))的機械強度。礦物學中最常用的是摩氏硬度,它是通過與具有標準硬度的礦物相互刻劃比較而得出的。10種標準硬度的礦物組成了摩氏硬度計,它們從1度到10度分別為滑石﹑石膏﹑方解石﹑螢石﹑磷灰石﹑正長石﹑石英﹑黃玉﹑剛玉﹑金剛石。十個等級隻表示相對硬度的大小,為了簡便還可以用指甲(2-2.5)﹑小鋼刀(6-7)﹑窗玻璃(5.5-6)作為輔助標準﹐粗略地定出礦物的摩氏硬度。另一種硬度維氏硬度,它是壓入硬度,用顯微硬度儀測出,以千克/平方毫米表示。摩氏硬度H m與維氏硬度H v的大致關系是(kg/mm2),礦物的硬度與晶體結構中化學鍵型﹑原子間距﹑電價和原子配位等密切相關。

指礦物指純凈、均勻的單礦物在空氣中的重量與同體積水在4℃時重量之比。礦物的比重取決于組成元素的原子量和晶體結構的緊密程度。雖然不同礦物的比重差異很大,琥珀的比重小于1,而自然銥的比重可高達22.7,但大多數礦物具有中等比重(2.5~4)。礦物的比重可以實測,也可以根據化學成分和晶胞體積計算出理論值。

礦物的密度(D)是指礦物單位體積的重量,度量單位為克/立方釐米(g/cm3)。礦物的比重在數值上等于礦物的密度。

礦物比重的變化幅度很大,可由小于1(如琥珀)至23(如餓釘族礦物)。自然金屬元素礦物的比重最大,鹽類礦物比重較小。

礦物比重可分為三級:

輕級比重小于2.5。如石墨(2.5)、自然硫(2.05-2.08)、食鹽(2.1-2.5)、石膏(2.3)等。

中級比重由2.5到4。大多數礦物的比重屬于此級。如石英(2.65)、斜長石(2.61-2.76)、金剛石(3.5)等。

重級 比重大于4。如重晶石(4.3-4.7)、磁鐵礦(4.6-5.2)、白鎢礦(5.8-6.2)、方鉛礦(7.4-7.6)、自然金(14.6-18.3)等。

礦物的比重決定于其化學成分和內部結構,主要與組成元素的原子量、原子和離子半徑及堆積方式有關。此外礦物的形成條件--溫度和壓力對礦物的比重的變化也起重要的作用。

應該指出,同一種礦物,由于化學成分的變化、類質同象混入物的代換、機械混入物及包裹體的存在、洞穴與裂隙中空氣的吸附等等對礦物的比重均會造成影響。所以,在測定礦物比重時,必須選擇純凈、未風化礦物。

四性、磁性與發光性

某些礦物(如雲母)受外力作用彎曲變形,外力消除可恢復原狀,顯示彈性;而另一些礦物(如綠泥石)受外力作用彎曲變形,外力消除後不再恢復原狀,顯示撓性。大多數礦物為離子化合物,它們受外力作用容易破碎,顯示脆性。少數具金屬鍵的礦物(如自然金),具延性(拉之成絲)﹑展性(捶之成片)。

根據礦物內部所含原子或離子的原子本徵磁矩的大小及其相互取向關系的不同,它們在被外磁場所磁化時表現的性質也不相同,從而可分為抗磁性(如石鹽)﹑順磁性(如黑雲母)﹑反鐵磁性(如赤鐵礦)﹑鐵磁性(如自然鐵)和亞鐵磁性(如磁鐵礦)。由于原子磁矩是由不成對電子引起的,因而凡隻含具飽和的電子殼層的原子和離子的礦物都是抗磁的,而所有具有鐵磁性或亞鐵磁性﹑反鐵磁性﹑順磁性的礦物都是含過渡元素的礦物。但若所含過渡元素離子中不存在不成對電子時(如毒砂),則礦物仍是抗磁的。具鐵磁性和亞鐵磁性的礦物可被永久磁鐵所吸引;具亞鐵磁性和順磁性的礦物則隻能被電磁鐵所吸引。礦物的磁性常被用于探礦和選礦

一些礦物受外來能量激發能發出可見光。加熱﹑摩擦以及陰極射線﹑紫外線﹑X 射線的照射都是激發礦物發光的因素。激發停止,發光即停止的稱為螢光;激發停止發光仍可持續一段時間的稱為磷光。礦物發光性可用于礦物鑒定﹑找礦和選礦。

化學性質

晶體結構

化學組成和晶體結構是每種礦物的基本特征,是決定礦物形態和物理性質以及成因的根本因素,也是礦物分類的依據﹐礦物的利用也與它們密不可分。

化學組成

化學元素是組成礦物的物質基礎。人們對地殼中產出的礦物研究較為充分。地殼中各種元素的平均含量(克拉克值)不同。氧﹑矽﹑鋁﹑鐵﹑﹑鉀﹑八種元素就佔了地殼總重量的97%,其中氧約佔地殼總重量的一半(49%),矽佔地殼總重的1/4以上(26%)。故地殼中上述元素的氧化物和氧鹽(特別是矽酸鹽)礦物分布最廣,它們構成了地殼中各種岩石的主要組成礦物。其餘元素相對而言雖微不足道,但由于它們的地球化學性質不同,有些趨向聚集,有的趨向分散。某些元素如銻﹑﹑金﹑銀﹑汞等克拉克值甚低,均在千萬分之二以下,但仍聚集形成獨立的礦物種,有時並可富集成礦床;而某些元素如等的克拉克值雖遠高于上述元素,但趨于分散,不易形成獨立礦物種,一般僅以混入物形式分散于某些礦物成分之中。

原子與配位數

共價鍵的礦物(如自然金屬﹑鹵化物及氧化物礦物等)晶體結構中,原子常呈最緊密堆積(見晶體),配位數即原子或離子周圍最鄰近的原子或異號離子數,取決于陰陽離子半徑的比值。當共價鍵為主時(如硫化物礦物),配位數和配位型式取決于原子外層電子的構型,即共價鍵的方向性飽和性。對于同一種元素而言,其原子或離子的配位數還受到礦物形成時的物理化學條件的影響。溫度增高,配位數減小,壓力增大,配位數增大。礦物晶體結構可以看成是配位多面體(把圍繞中心原子,並與之成配位關系的原子用直線聯結起來獲得的幾何多面體)共角頂﹑共棱或共面聯結而成。

成分和結構

一定的化學成分和一定的晶體結構構成一個礦物種。但化學成分可在一定範圍內變化。礦物成分變化的原因,除那些不參加晶格的機械混入物﹑膠體吸附物質的存在外,最主要的是晶格中質點的替代,即類質同象替代,它是礦物中普遍存在的現象。可相互取代,在晶體結構中佔據等同位置的兩種質點,彼此可以呈有序或無序的分布(見有序-無序)。礦物的晶體結構不僅取決于化學成分,還受到外界條件的影響。同種成分的物質,在不同的物理化學條件(溫度﹑壓力﹑介質)下可以形成結構各異的不同礦物種,這一現象稱為同質多象。如金剛石和石墨的成分同樣是碳單質,但晶體結構不同,性質上也有很大差異,它們被稱為的不同的同質多象變體。如果化學成分相同或基本相同,結構單元層也相同或基本相同,隻是層的疊置層序有所差異時,則稱它們為不同的多型。如石墨2H 多型(兩層一個重復周期,六方晶系)和3R 多型(三層一個重復周期,三方晶系)。不同多型仍看作同一個礦物種。

黃鐵礦黃鐵礦

晶體化學式

礦物的化學成分一般採用晶體化學式表達。它既表明礦物中各種化學組分的種類﹑數量,又反映了原子結合的情況。如鐵白雲石Ca(Mg﹐Fe﹐Mn)[CO3]2,圓括弧內按含量多少依次列出相互成類質同象替代的元素,彼此以逗號分開;方括弧內為絡陰離子團。當有水分子存在時,常把它寫在化學式的最後,並以圓點與其他組分隔開,如石膏Ca[SO4]?2 H2O。

分類

礦物的分類方法很多。早期曾採用純以化學成分為依據的化學成分分類。以後有人提出以元素的地球化學特征為依據的地球化學分類,以礦物的工業用途為依據的工業礦物分類等。一般廣泛採用以礦物本身的成分和結構為依據的晶體化學分類。

從礦物的分類及礦物成分來看,礦物分成單質和化合物兩種。單質是由一種元素組成的礦物,如金剛石成分是碳,自然金成分是Au。化合物則是由陰陽離子組成的,根據陰離子成分不同分為若幹類:

化合物類型

陰離子成分

硫化物

S

氧化物

O

氫氧化物

OH

鹵化物

F、Cl、Br、I

碳酸鹽

CO3

硫酸鹽

SO4

硝酸鹽

NO3

鉻酸鹽

CrO4

鎢酸鹽

WO4

鉬酸鹽

MoO4

磷酸鹽

PO4

釩酸鹽

VO4

砷酸鹽

AsO4

矽酸鹽

SiO4

硼酸鹽

BO3

亞硒酸鹽

SeO3

亞碲酸鹽

TeO3

硒酸鹽

SeO4

碲酸鹽

TeO4

碘酸鹽

IO3

氧鹵化物

O2Cl26-

氫氧鹵化物

(OH)3Cl

硫鹵化物

S2Cl2

以上各類化合物加上單質礦物共十八類。這些礦物中矽酸鹽礦物種數最多,佔整個礦物種類的24%,佔地殼總重量75%,硫鹵化物最少,隻有一種。

礦物分為下列大類:自然元素礦物﹑硫化物及其類似化合物礦物﹑鹵化物礦物氧化物及氫氧化物礦物﹑含氧鹽礦物(包括矽酸鹽﹑硼酸鹽﹑碳酸鹽﹑磷酸鹽砷酸鹽﹑釩酸鹽﹑硫酸鹽﹑鎢酸鹽鉬酸鹽﹑硝酸鹽﹑鉻酸鹽礦物等)。

石英石英

新礦物。世界上已知礦物約3000種,隨著研究手段的改進,新礦物種的發現逐年增多。若以20年為一個計算單位,則新礦物的發現,1880~1899年為87種,1900~1919年為185種,1920~1939年為256種,1940~1959年為347種。80年代平均每年發現新礦物約40~50種。中國從1958年發現香花石開始,至1989年已發現新礦物約70種。

命名

中國習慣上把具金屬或半金屬光澤的,或可以從中提煉某種金屬的礦物,稱為某某"",如方鉛礦﹑黃銅礦;把具玻璃或金剛光澤的礦物稱為某某"石",如方解石﹑孔雀石;把硫酸鹽礦物常稱為某"",如膽礬﹑鉛礬;把玉石類礦物常稱為某"玉",如硬玉﹑軟玉;把地表松散礦物常稱為某"華",如砷華鎳華鎢華。至于具體命名則又有各種不同的依據。有的依據礦物本身的特征,如成分﹑形態物性等命名;有的以發現﹑產出該礦物的地點或某人的名字命名。例如鋰鈹石liberite(成分)﹑金紅石rutile(顏色)﹑重晶石barite(比重大)﹑十字石staurolite(雙晶形態)﹑香花石hsianghualite(發現于湖南臨武香花嶺)﹑彭志忠石 pengzhizhongite(紀念中國結晶學家和礦物學家彭志忠)等。礦物的中文名稱除少數由中國學者發現和命名(如鋰鈹石﹑香花石﹑彭志忠石等)及沿用中國古代名稱(如石英﹑雲母﹑方解石﹑雄黃等)者外,主要均來源于外文名稱。其中有的意譯,如上述的金紅石﹑重晶石﹑十字石等;少數為音譯,如埃洛石(halloysite)等;大多數則系根據礦物成分,間或考慮物性﹑形態等特征另行定名,如矽灰石(原文wollastonite為紀念英國化學家W.H.Wollaston而來)﹑黝銅礦(原文 tetrahedrite,意譯應為四面體礦)等;還有音譯音節加其他考慮的譯名,如拉長石(原文labradorite來源于加拿大地名Labrador)等。

方解石方解石

鑒賞

當今世界上已經被發現的的礦物有3000多種,但通常被人們熟知並被觀賞和收藏的不過100多種,這些礦物在世界範圍內有著共同的鑒賞標準。

顏色對可見光選擇性吸收是礦物顏色產生的原因,又可分為白色、他色和假色。如礦物對光全部吸收,礦物呈黑色;如對白光中所有波長的色光均勻吸收,礦物呈灰色;基本都不吸收則為無色或白色。如果礦物隻選擇吸收某些波長的色光,而透過或反射另一些色光,則礦物就呈現顏色。顏色是礦物最直觀的物理性質,在觀賞和鑒定中有重要指導意義。礦物的顏色多種多樣,而且鮮艷無比,如紅色的辰砂、綠色的孔雀石、黃色的雌黃、藍色的藍銅礦等。在人們描述礦物顏色時,通常用簡明、通俗的語言並選擇常見物作比喻,如鉛灰、天藍、桃紅、翠綠、金黃等。

與礦物顏色相關的條痕,即礦物在粗瓷板上擦劃後痕跡的顏色,因為它消除了假色,降低了他色,能較為準確地鑒別礦物,尤其是對不透明礦物的鑒定更實用。

光澤礦物的光澤就是礦物表面對可見光的反射能力,可分為金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤、玻璃光澤。

由于反射光受礦物顏色、表面平坦程度和集合方式等影響,也常呈現一些變異光澤,如樹脂光澤、絲絹光澤、珍珠光澤等。

透明度 就是礦物允許可見光透過的程度,它取決于礦物對光的吸收率,金屬礦物的光吸收率高,一般不透明。在實際運用中,有時會出現“亞透明”、“亞半透明”等,這隻是人們對透明度理解的差異,在玉石古玩行內所說的“水頭”,也就是透明度。

硬度 硬度指礦物抵抗刻劃、壓入或研磨能力的大小,它是礦物物理性質中比較固定的,因而也是鑒定礦物的重要特征。在通常的礦物鑒定中,通用摩氏硬度計,即以10種礦物作為相對硬度等級標準,也是相互刻劃比較確定的方法,簡便易行。

密度 礦物的密度即單位體積的重量,它的變化範圍很大,可從小于1到20以上。這主要受礦物的化學成分和結構的影響,也是鑒定礦物的重要標志,一般可分為3級,輕的比重在2.5以下;中等比重在2.5至4之間;重的比重在4以上。

發光性有些透明礦物能在暗處發出可見光,是因為這些礦物吸收了較高的外部能量,然後又以較低能量的可見光發射出來。這種發光的過程有兩種,即隨激發因素停止而迅速消失;有的則在停止激發後仍能繼續發光,前者為熒光,後者則稱為磷光。激發礦物發光的因素很多,如加熱、加壓、摩擦及受紫外光、X射線等。磷光並不是因為含磷,更不是含有放射性元素。據已知天然螢石夜明珠的分析資料,螢石中含有三價稀土導致晶格產生缺陷,使被捕獲電子按一定速度回落到基態,即發出較持久的可見光。

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