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不同的礦物,外表特徵和物理性質有所不同,因此,可以對礦物進行肉眼鑒定。一般可從礦物的外形、礦物的光學性質、礦物的力學性質等方面來對礦物進行鑒定。

1形態

礦物集合體形態
在自然界,呈完好的單晶產出的礦物較少,多數是多個單晶成群產出,即成為集合體狀態產出。這裡所說的礦物集合是指同種礦物的多個單晶聚集在一起的整體。
集合體可根據礦物結晶程度大小分為兩類:
1、晶質礦物集合體的形態
(1)顯晶質集合形態:用肉眼或放大鏡可辨認出礦物顆粒界線的集合體。顯晶質集合體形態取決於礦物單體形態和它們的集合方式。如柱狀、針狀集合體是柱狀或針狀單體的不規則聚合體;如纖維狀集合體是針狀單體大致平行密集排列而成,放射狀集合體是柱狀或針狀單體以一點為中心向外放射狀排列而成;粒狀集合體是三向等長的單體呈不規則聚合體;又如簇狀集合體是由一組具有共同基底,且其中發育最好的晶體與基底近於垂直的單晶體群所組成。
(2)隱晶質集合體形態:隱晶質集合體是用放大鏡也看不清單體界線的集合體。按其緊密程度可分為緻密塊狀和疏鬆土狀集合體。
2、非晶質礦物的形態
非晶質礦物沒有一定的晶形,它的顆粒在顯微鏡下也難以辨認,而主要是根據外表形態或形成方式來分類,常見的有下列:
分泌體:在岩石中形狀不規則或球狀的空洞,被膠體等物質由洞壁向中心逐層沉澱填充而成,其平均直徑大於1厘米者,叫晶腺,小於1厘米者叫杏仁體。如瑪瑙是SiO2膠體物質在晶腺中周期性擴散所造成的環帶。
結核體:是圍繞某一核心(砂粒、碎片等)自內向外逐漸生長而成的球狀體,內部常為同心狀構造,多為膠狀成因。直徑小於2毫米的球狀結核體大小如魚卵者稱為鮞狀體;直徑大如豌豆(2~5毫米)者稱為豆狀體,如鮞狀豆狀赤鐵礦,鮞狀石灰岩等。
鍾乳狀集合體:是由同一基底逐層向外生長而成,呈圓錐形或圓柱形等形態的礦物集合體。通常由膠體凝聚或溶液蒸發逐漸沉積而成,如石灰岩溶洞中的鐘乳石和石筍(均為方解石)等。
還有葡萄狀集合體(外形猶如成串的葡萄),如硬錳礦。腎狀集合體(外形為半橢球體)。
當非晶質礦物的集合體無一定外形且較緻密時稱為塊狀集合體,呈鬆散粉末狀時稱為粉末狀集合體,如高嶺石。

2物理性質

礦物的物理性質主要由礦物的化學成分和內部構造所決定,不同的礦物具有不同的物理性質。因此,我們運用肉眼和一些簡單的工具(小刀、放大鏡、瓷棒、磁鐵等)和試劑(稀鹽酸)對礦物的物理性質進行鑒別,可達到認識、區別礦物的目的。
礦物的物理性質包括光學、力學等性質,我們著重討論能夠觀察到的物理性質。
礦物的力學性質
礦物的力學性質是指礦物受外力作用(刻劃、敲打等)后所呈現的性質,如硬度、解理和斷口等。
1、硬度:是指礦物抵抗外來機械作用力(刻劃、敲打等)的程度。鑒別礦物的硬度,可以把欲試礦物的硬度與某些標準礦物的硬度進行比較,即互相刻劃加以確定。通常用的標準礦物,即摩氏硬度計就是用這種方法確定的:用十種礦物互相刻劃,按硬度相對大小順序把礦物硬度分為十級,排列在後邊的礦物均能刻動前面的礦物。這十種標準礦物是:
摩氏硬度計
硬度等級
代表礦物
硬度等級
代表礦物
1
2
3
4
5
滑石
石膏
方解石
螢石
磷灰石
6
7
8
9
10
正長石
石英
黃玉
剛玉
金鋼石
在實際工作中,通常採用簡單的方法來試驗礦物的相對硬度,即把硬度分為三級:
低硬度——小於2.5,可用指甲刻動;
②中等硬度——2.5~5.5,可用小刀或鋼針刻動,手指甲刻不動;③高硬度——大於5.5,小刀刻不動。
礦物的硬度是鑒定礦物的重要物理參數和特徵之一,測試時應注意:①礦物的硬度是指單個晶體的硬度,而纖維狀、細分散土狀集合體對礦物硬度有影響,難以測定礦物的真實硬度;②受風化影響的礦物,其硬度往往偏低。因此,測試硬度時必須先礦物晶體的新鮮面,而且用力不宜過猛,以避免試驗不準。
2、解理和斷口
礦物晶體或晶粒受外力作用(如敲打)后,沿一定方向出現一系列相互平行且平坦光滑的破裂面的性質稱為解理。礦物的這種破裂光滑平面稱為解理面。
礦物受外力作用后,在任意方向上呈各種凹凸不平的斷面的性質稱為斷口。
解理和斷口互為消長關係,即解理髮育者,斷口不發育,相反,不顯解理者,斷口發育。
礦物的解理按其解理面的完好程度和光滑程度不同,通常劃分為四級:
①極完全解理:解理面極完好,平坦且極光滑,礦物晶體可劈成薄片,如雲母、輝鉬礦。
②完全解理:礦物晶體容易劈成小的規整的碎塊或厚板狀,解理面完好,平坦、光滑,如方解石、方鉛礦等。
③中等解理:破裂面不甚光滑,往往不連續,解理面被斷口隔開成階梯狀,如輝石、白鎢礦等。
④不完全解理:一般難發現解理面,即使偶見到解理面,也是小而粗糙。因此,在破裂面上常見有不平坦斷口,如磷灰石、錫石等。
有的把無解理者稱為極不完全解理,晶體的破裂面完全為斷口, 如黃鐵礦、 石榴石等。 斷口可描述為貝殼狀斷口(如石英斷口)、參差狀斷口(如黃鐵礦、磁鐵礦等)。
觀察解理和斷口時應注意:①解理面是鑒定礦物的一個重要標誌,觀察解理時,通常先看晶體破裂后是否出現閃光的平面(轉動標本時,有否閃光的小平面),就可知有無解理面。然後,再根據解理面的完整程度確定解理的等級;②觀察解理時,注意區別晶面和解理面,解理為受力后產生的破裂平面,一般較新鮮,平坦有較強的反光;而礦物的晶面,有的表現出各種花紋或麻點,通常無明亮的反光,其表面顯得黝暗。
礦物還具有其他物理性質
比重:礦物的比重是指純凈、均勻的單礦物在空氣中(一個大氣壓)的重量與同體積純水在4℃時重量之比,以G標記。比重是鑒定和對比礦物的依據,其精確數值要通過專門測試才能確定。
常是用手掂估礦物的輕重,將礦物的比重分為三級:
重礦物——比重>4,如方鉛礦、重晶石等。
中等比重礦物——比重2.5~4,如石英、方解石等。
輕礦物——比重<2.5,如石墨、雲母、自然硫等。
彈性:指礦物受外力作用(在彈性極限內)能發生彎曲形變,當外力取消后仍能恢復原狀的性質,如雲母。
撓性:指礦物受外力作用能發生彎曲變形,但外力取消后不能恢復原狀的性質,如綠泥石。
脆性:指礦物受外力作用后易裂成碎塊或粉末的性質,如方鉛礦。
磁性:指礦物可被磁場所吸引,甚至本身能吸引鐵屑的性質。通常用普通磁鐵測試,能被磁鐵吸引者稱為磁性礦物,如磁鐵礦。
除了上述物理性質可作為鑒定礦物的特徵外,還常用一些簡單的化學方法來鑒定礦物的成分,如用冷稀鹽酸來測試方解石,可化學反應並釋放出CO2,產生許多小氣泡。

3識別

氧化物和氫氧化物類
石英SiO2:石英是以SiO2為成分的一族礦物的統稱。主要有α石英、β石英,還有隱晶質的玉髓和膠態含水的蛋白石等。
α石英常呈柱狀,由六方柱(m)和菱面體(R,r)等單形組成的聚形,在柱面上常具橫紋。
β石英常呈六方雙錐狀。
石英顏色多種多樣,水晶一般無色透明,脈石英呈白色、乳白色、灰色,因含雜質引起顏色變異,玻璃光澤,斷口為油脂光澤,硬度7,比重2.65。無解理。
鑒定特徵:根據形態、硬度、無解理、斷口的光澤、不易風化等,可與長石、方解石等礦物相區別
赤鐵礦(Fe2O3):晶形少見,集合體常呈緻密塊狀;膠狀者常呈鮞狀、豆狀和腎狀。呈片狀晶形者稱為鏡鐵礦。具有晶形者為鋼灰色至鐵黑色,隱晶質或粉末狀者呈紅色。條痕為櫻紅色或紅棕色。半金屬光澤,晶體硬度5.5~6,隱晶質者硬度小於小刀,無解理,比重5.0~5.3,無磁性。
鑒定特徵:根據條痕、無磁性可與磁鐵礦區別。
磁鐵礦(Fe2+ Fe23+O4):完好晶體形常呈八面體、菱形十二面體,集合體為緻密塊狀,鐵黑色,條痕黑色,半金屬光澤。硬度5.5~6,比重4.52~5.20。無解理,具強磁性。
鑒定特徵:根據顏色、條痕及強磁性與赤鐵礦區別。
褐鐵礦(Fe2O3·nH2O):常呈腎狀、鍾乳狀、結核狀、土塊狀、粉末狀集合體。顏色淺褐色至褐黑色,條痕褐色,半金屬光澤至土狀光澤。硬度1~5。
鑒定特徵:根據形態、顏色、條痕可與赤鐵礦、磁鐵礦、軟錳礦等區別。
軟錳礦(MnO2):晶形少見,常為塊狀、土狀、粉末狀集合體。黑色,表面常帶淺藍色的錆色(假色)。條痕黑色,半金屬光澤,隱晶質膠粉末狀者則光澤暗淡。硬度6~2(結晶—隱晶質塊狀),易染手,比重4.7~5.0。
鑒定特徵:軟錳礦與硬錳礦常共生,一般根據其低的硬度,易染手可以區別。
碳酸鹽類
方解石 Ca[CO3]:純凈的透明方解石稱冰洲石。常見晶形為菱面體、六方柱。常見集合體為晶簇狀、緻密塊狀、鍾乳狀等。質純者無色透明或白色,但因含雜質而呈現淺黃、淺紅、褐黑等色。玻璃光澤,硬度3,比重2.6~2.8。三組菱面體完全。遇冷鹽酸劇烈起泡。
鑒定特徵:根據晶形、解理、低的硬度以及遇冷鹽酸起泡等特徵,可與石英、重晶石、螢石、斜長石等相似礦物相區別。
方解石與白雲石CaMg[CO3]2很相似,但白雲石的晶面常彎曲成馬鞍形,遇冷鹽酸反應微弱(方解石遇冷鹽酸劇烈起泡)與方解石區別。
(四)造岩礦物的特徵
1、硅酸鹽類
橄欖石[(Mg,Fe)2SiO4]:晶形完好者少見,一般為他形粒狀集合體。淺黃、黃綠色至黑綠色,玻璃光澤,斷口為油脂光澤。硬度6.5~7,比重3.3~3.5。
鑒定特徵根據其粒狀外形及特殊的綠色、光澤及斷口光澤(油脂光澤)來識別。
普通輝石Ca(Mg,Fe,Al)[(Al,Si)2O6] :晶形常呈短柱狀,橫斷面近於正八邊形,集合體常為粒狀-----緻密塊狀。黑綠色,少數為褐黑色,玻璃光澤。硬度5~6,比重3.22~3.38。平行柱面的兩組解理完全,夾角87-°(93°)
鑒定特徵:根據短柱狀晶形,顏色和解理,可與普通角閃石等相似礦物相區別。
普通角閃石(CaNa)2-3(Mg,Fe,Al)5[Si6(Si,Al)O22](OH,F)2:晶體常呈長柱狀或針狀,單體的橫截面為近菱形的六邊形。暗綠-----綠黑色,玻璃光澤。硬度5.5~6,比重3.0~3.4。平行柱面的兩組解理交角為124°(56°)
鑒定特徵:根椐晶形、橫截面形狀、顏色、解理及其夾角,可與普通輝石相區別。
正長石K[AlSi3O8]:單晶為短柱狀或不規則粒狀,常見卡氏雙晶,集合體為塊狀。常為肉紅色、淺黃紅色及白色,玻璃光澤。硬度6,比重2.56~2.58。兩組解理正交,一組完全,另一組中等。
鑒定特徵:根據晶形、雙晶(卡氏雙晶)、顏色、硬度、解理,可與石英、方解石相區別。
斜長石Na[AlSi3O8]—Ca[AlSi3O8]:通常呈板狀及板狀集合體,在岩石中常呈板狀或不規則粒狀。肉眼也能觀察聚片雙晶。白色至灰白色,玻璃光澤。硬度6~6.5,比重2.55~2.76。兩組解理完全,交角86° 24ˊ ~86° 50ˊ 。
鑒定特徵:用肉眼區別斜長石與鉀長石(正長石)的可靠依據是斜長石具聚片雙晶。在岩石中的斜長石,根據雙晶,有無解理及透明度,可與石英區別。
黑雲母K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2:一般呈片狀、鱗片狀集合體,也有板狀集合體,深褐色、黑色,光澤。硬度2.5~3,比重.7~3.3。一組解理極完全。
鑒定特徵:根據顏色可與白雲母區別。
白雲母KAl2[AlSi3O10](OH)2:形態特徵同黑雲母 ,一般為無色透明,因含不同雜質有不同的色調,含鉻或鐵時帶綠色,含Fe3+、Ti 時呈紅色。玻璃光澤,解理面顯珍珠光澤。硬度2.5~3,比重2.76~3.10。一組解理極完全。薄片具彈性。
鑒定特徵:根據易裂成薄片(一組極完全解理)和薄片具彈性及較淺的顏色,可與其他礦物相區別。
呈細小鱗片狀集合體的白雲母稱為絹雲母。
高嶺石Al4[Si4O10](OH)8:高嶺石為高嶺土的主要組成礦物。,多為隱晶質緻密塊狀和土狀集合體。緻密塊狀者為白色,有時因含各種雜質而帶有淺黃、淺褐、紅、綠藍等色。土狀光澤,硬度1,比重6.1~2.68。乾燥時易搓成粉末,乾燥時有吸水性(粘舌),潮濕後有可塑性,但不膨脹。
鑒定特徵:根據緻密土狀塊體易於以手捏碎成粉末,吸水性、加水具可塑性而不膨脹,區別於其他相似礦物,如蒙脫石(加水膨脹,體積增加數倍)。
滑石 Mg[Si4O10][OH]2:通常呈緻密塊狀、鱗片狀集合體。純者為白色,有時微帶淺黃、淺綠色調的白色。玻璃光澤。硬度1,比重2.58~2.83。片狀者一組解理完全,緻密塊狀者為貝殼斷口.富有滑膩感.。
鑒定特徵:低硬度,滑膩感,片狀滑石具完全解理可與塊狀蛇紋石等區別。
石榴子石A3B2[SIO4]2: A3------二價的鈣、鎂、鐵、錳
B2------三價的鋁、鐵、鉻、鈦
常見有菱形十二面體、四角三八面體,集合體呈粒狀、緻密塊狀。多為黃褐、褐色、紅褐色至褐黑色。玻璃光澤。硬度6.5~8.5,無解理。
鑒定特徵:晶形,斷口光澤,高硬度、無解理,可與其他礦物區別。
磷酸鹽類
磷灰石Ca[PO4]3(F,Cl,OH,CO3):晶形完好者呈六方柱狀、板狀,集合體為粒狀、緻密塊狀。純凈者無色透明,一般呈黃、黃褐、綠等色。玻璃光澤,斷口油脂光澤。硬度5,比重3.18~3.21。平行六方柱底面和柱面的解理不完全。加熱后常可出現磷光。
鑒定特徵:磷灰石晶體顆粒大時,根據其晶形、顏色、光澤、不完全解理和硬度以及發光性,可與綠柱石、石英等相似礦物相區別。若顆粒細小,在標本上加濃硝酸和鉬酸銨,若含磷即產生黃色沉澱(含P2O5千分之幾就有明顯反應。)
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