矿物的物理化学性质(矿物质的物理性质) 矿物的物理性质-力学性质:& nbsp& nbsp矿物的力学性质是指矿物在外力作用下的各种性质。 在鉴定和研究矿物时，最常见的力学性质有解理、龟裂和断裂、硬度、比重等。 要点如下:& nbsp1.解理，解理 矿物的断裂:& nbsp；& nbsp& nbsp1.1.乳沟:& nbsp& nbsp& nbsp解理是晶体的独特性质。 在外力的作用下(如敲打、挤压等。)，矿物会严格地沿着某一结晶方向断裂，列光滑面的性质称为解理。 断裂形成的光滑平面称为解理面。 这个平面必须平行于一个实际的晶面或一个可能的晶面，通常用单形符号表示。 解理面分裂前晶体上的裂纹称为解理晶粒。 如果矿物在外力作用下向任何方向裂开，呈现出各种不平整的断面，那么这样的断面就叫裂隙。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp解理与晶体的内部结构密切相关。 主要取决于晶体结构中颗粒的排列方式和颗粒间连接力的性质。 解理容易发生在颗粒连接力较弱的地方，所以解理面往往平行于面网之间颗粒连接力最小的平面。 例如，石墨易于在平行于{0001}的方向上裂开。这是因为石墨具有层状结构，层间原子间距为1.42 & Agrave中间层是共价键和π键，中间层是分子键。 因此层间结合力较弱，沿层方向发生解理({0001})(图1)。 & nbsp1 & nbsp石墨的解理是平行的{ 0001 }:& nbsp；& nbsp& nbsp第二，解理平面的方向平行于阳离子和阴离子被中和的平面。 因为在这样的地方，网络之间的连接力是最小的。 例如，方铅矿PbS具有良好的{100}解理，即解理沿着立方体的三个相互垂直的晶面发生。 这种解理的原因从其晶体结构可以看出，在立方晶面方向，Pb+和S-离子均匀分布，电中和。 所以这些面之间的连接力较弱，方铅矿受外力撞击时沿这些面开裂，产生立方解理。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp再比如闪锌矿的结构(图2)，其中三组密面网分别是{100}、{110}和{111}。 如果只考虑平面网络的距离，闪锌矿的溶液应该平行于{1111}，因为它的距离最大，为2.36 & Agrave然而，实际上闪锌矿的解理是平行于{110}的。这是因为沿{111}和{100}的面网由Zn2+离子层和S2离子层交替成层，使面网和面网有很大的连接力，所以不容易发生解理。 然而，面网{110}上既有Zn2+离子又有S2离子，且数量相等。这个面网是最稳定的，面网之间的吸引力小，所以沿着它出现了卵裂。 & nbsp2 & nbsp闪锌矿的结构(ι)和表面网的间距{100}(b)、{110}(c)和{ 111 }(d)[下]:& nbsp；& nbsp第三，解理面的方向平行于同种离子组成的两层网。 由于晶体的这一部分，平面之间的结合力很小。 例如，辉钼矿MoS2的晶体框架是标准的层状结构，Mo4+离子网夹在两个平行于底面的S2离子网之间，因此在结构中三个网形成一层。 层内有两种不同性质的离子Mo4+和S2-组成的表面网络，结合力强。 但是层间有同性质离子组成的表面网络，所以结合力很弱，这也是辉钼矿有非常完整的底部{0001}解理的原因。 因此，裂解发生在两个S2+离子网之间(图3)。 & nbsp图3 & nbsp辉钼矿的晶体结构:& nbsp& nbsp& nbsp综上所述，矿物点之间连接力的差异是解理的本质因素，矿物颗粒之间连接力的差异决定了解理的完善程度。 根据卵裂平面的难易程度和完善程度，卵裂可分为五级。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)极其完美的解理:在矿物的外力作用下很容易碎成薄片。 解理面光滑平坦。 很难打破。 如云母(图4)、石墨、辉钼矿、石膏等。 & nbsp图4 & nbsp云母的极致完美解理:& nbsp& nbsp& nbsp(2)完美解理:在矿物外力作用下，容易沿解理方向断裂成小块(不是薄片)，解理面光滑大。 骨折很难发生。 如方铅矿、方解石(图5)、萤石等。 & nbsp图5 & nbsp方解石完美解理:& nbsp& nbsp& nbsp(3)适度解理:在外力作用下，矿物可沿解理方向分裂成平面。 但是解理面并不光滑。 容易出现骨折。 所以断口上既可以看到解理，也可以看到断裂。 如辉石、角闪石等。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(4) 完美解理:在矿物外力作用下，解理面难以裂开。 不均匀解理面 易断裂 也就是说断口主要是断裂面，只有仔细观察才能看到解理面。 例如磷灰石。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)极其完美的解理(即 解理):在矿物外力的作用下，极难出现解理面。 它的碎片经常断裂。 如应时、石榴石等。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbsp上述五种裂解水平的特征可以总结在表1中。 & nbsp1 & nbsp每个卵裂等级的特征；卵裂等级；卵裂的难易程度；解理面的光滑程度；断裂发育程度极其完整& nbsp& nbsp& nbsp削皮成薄片容易，削皮成薄片难。卵裂块最光滑。Ping & nbsp最差滑↓最发展& nbsp& nbsp& nbsp等不容易，等不容易，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，等不好，还不是最坏的。& nbsp& nbsp& nbsp可见，矿物解理和断裂的难易程度是相互的，也就是说，在容易发生解理的方向上不容易发生断裂。 解理面包围的晶体越多，断裂出现的几率就越小。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp矿物的解理面沿某一方向裂开。 矿物中一系列相互平行的解理面称为一组解理面。 因为晶体具有对称性，解理往往不是一个群，而是与其对称元素相关联的一个阵列。 就像单形的晶面数一样，可以用一个单形符号来表示空之间的几组解理，这些解理的位置对应于对称元素，具有相同的层次。 比如方铅矿的解理平行于{100}，也就是说它有三组相互垂直的解理；萤石平行于{111}的八面体解理表明它有四组斜解理；闪锌矿的{110}解理表明它有六组解理；等等 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在某些矿物晶体结构中，颗粒结合力较弱的方向不止一个。此时也可出现几种单形解理，常见于低品位水晶家族矿物。 如重晶石属于正交晶系，有平行的完全解理的{001}群和平行的中等解理的{210}群。 对于每种矿物，解理的特征(发育程度、组数、夹角)是固定的。 例如，方解石有300多种晶体形式，但它们都沿着菱形{1011}方向解理。 不同的矿物有不同的解理，因此解理是矿物的重要识别特征。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在实际观察和鉴别解理特征时，应注意以下几点:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)观察矿物单体，因为矿物的解理发生在单体中。 应选择卵裂清晰的大个体，观察光旋转的标本。如果出现一系列反射一致的平行光滑面，可以判断为解理面。& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(2)注意晶面和解理面的区别，防止将晶面误认为解理面。 区别方法是:解理面一般是新裂开的，清新明亮，无晶纹和附着物。 通过锤击，可以产生新的平行解理面，在平行解理面的取向上可以看到连续的阶梯状解理。 但晶面暴露时间长，因风化而失去光泽，变得暗淡，有时有晶面花纹或附着物。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbsp1.2.破解:& nbsp& nbsp& nbsp从现象上看，开裂也是矿物晶体在外力作用下沿一定结晶方向开裂的性质。 所以从形态学上看，很像卵裂，所以叫假卵裂。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp开裂的原因还不清楚。 一般认为裂纹可能沿着孪晶，尤其是多晶孪晶的结合面发生。 此外，有人认为在矿物的结构中，如沿最接近的堆垛面存在与其他成分的最细包裹体，它们作为“夹层”有规律地分布，矿物也可以被裂解。 总之，“开裂”就是一些非固有原因导致的定向开裂。 所以，卵裂和卵裂是有本质区别的。 主要区别是破裂的表面很少特别光滑。 解理通常发生在一个方向，而解理可以出现在矿物沿结晶方向的所有部位。解理只发生在同一矿物种的某些矿物个体中，而在其他个体中可能不存在；乳沟不是这样的。所有具有解理的矿物种类在所有矿物个体中都存在解理。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp裂纹也可作为鉴别特征，但只对少数矿物有一定的鉴别意义，如磁铁矿(含Ti夹层时出现{111}八面体裂纹)、刚玉(多片层孪晶的刚玉中存在菱面体裂纹)。 远没有乳沟重要。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp1.3.骨折:& nbsp& nbsp& nbsp在外力的冲击下，矿物不沿着一定的结晶方向断裂，形成不均匀的断裂面，称为裂隙。 结晶矿物和无定形矿物都可能发生断裂。 一般来说，很难看到有特殊解理的矿物的断裂。 因为断口往往具有一定的形状，所以也可以作为鉴别矿物的特征。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp按断口形状分，常见的有以下几种:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)贝壳状:横截面为椭圆形的光滑曲面，常有不均匀的同心条纹，类似贝壳。 应时的大多数玻璃质矿物都有这种裂缝(图6 (ι))。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(2)锯齿状& nbsp裂缝呈锯齿状。 延展性高的矿物都有这样的断口。 例如天然铜(图6(b)) 图6 & nbspShelly (ι)和hackly骨折(b):& nbsp；& nbsp& nbsp(3)纤维状 多片状:断口呈纤维状或片状。 例如纤维状石膏和蛇纹石。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(4)锯齿状& nbsp断口不平整粗糙，大多数矿物都有这种断口，如磷灰石。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)土状:断面为细粉，如粘土，如高岭石、铝矾土等矿物质。 & nbsp[ ] 2。矿物质的硬度:& nbsp& nbsp& nbsp矿物的硬度是指矿物抵抗某些外部机械力(如刮、压、磨等)的能力。). & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp测量矿物硬度的方法有:& nbsp& nbsp& nbsp根据矿物和标准硬度矿物之间的比较。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp这种方法一直用于矿物学的莫氏矿物硬度标度。 矿物硬度的莫氏标度由10种矿物组成，按其硬度分为10个等级:表1:矿物硬度的莫氏标度矿物硬度等级滑石Mg[Si4O10](OH)2石膏CaSO4 2H2O方解石CaCO3萤石Ca5[PO4]3(F，Cl，OH)12345正长石K[AlSi3O8]应时SiO2黄玉Al2 [sio4] (f oh) 2刚玉Al2O3金刚石C678910 & & nbsp& nbsp& nbsp以上10种标准矿物品级仅表示相对硬度，不同品级之间硬度的差异不相等，不是倍数和比例的关系。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp用矿物硬度的莫氏标度测量矿物硬度的方法很简单。 如果待测矿物和硬度计中的某一矿物能被磷灰石划伤(即其硬度大于磷灰石)但能被正长石划伤(即其硬度小于正长石)，则该矿物的硬度在5 ~ 6之间，可写成5 ~ 6。但是，与莫氏矿物硬度标度中的标准矿物进行比较不够方便。 因此，通常可以使用其他工具来帮助确定矿物的硬度。 如果钉子的硬度是2.5，刀的硬度大概是5 ~ 5.5。因此，矿物的硬度大致分为三个等级:小于钉子(< 2.5)，介于钉子和刀之间(2.5 ~ 5.5)，大于刀(> 5.5)。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp风化、裂隙、杂质、聚集方式都会影响矿物的硬度。 风化矿物的硬度一般会降低；裂纹和杂质的存在会影响矿物内部结构的连接力，也会降低硬度。 如果骨料是细粒的、土状的、粉状的或纤维状的，就很难准确地确定其单体的硬度。 因此，在测试矿物硬度时，应尽量测试大颗粒单体的新鲜表面。 有的时候，有的矿物明显比较脆，被刀划一下，很容易碎成小颗粒脱落，并不代表矿物的硬度就比刀小。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp硬度是根据矿物表面(晶面、解理面等)所能承受的重量来确定的。). & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp这是一种精密的测量矿物硬度的方法，用各种显微硬度计测量矿物的显微硬度。 方法是在矿物抛光面上加入一定重量的金刚石金字塔压入，用重量与压痕面积的比值(kg/mm2)来表示矿物的硬度。 显然，产生单位面积压痕所需的重量越大，矿物的硬度就越大。 这样测得的硬度称为压痕硬度。 它是一种绝对坚硬的矿物。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp十个等级的莫氏硬度是由绝对硬度测量的 发现它们非常不均匀。 但莫氏硬度使用方便，至今仍被广泛使用。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbsp矿物的硬度取决于矿物的成分和结构。 原子晶格的硬度最高，比如金刚石。 具有分子晶格的矿物硬度最低，如天然硫磺。 离子晶格矿物由电价和离子半径决定。 一般来说，矿物的硬度随着离子电位(电价/半径)绝对值的增加而增加(表2)。 金属晶格矿物的硬度较低(某些过渡金属除外) & nbsp2 & nbsp矿物硬度与离子电位的关系；矿物名称和化学式；离子电位压痕硬度(kg/mm2)；莫氏硬度；阴离子阳离子岩盐NaCl-0.551.03352萤石CaF2-0.752.022484方镁石MgO-1.513.03: 5.5刚玉al2o 3-1 . 515 . 8821009:& nbsp；& nbsp& nbsp晶体结构中颗粒的排列方式对硬度也有很大影响。 如果结构不紧密，硬度会降低。 比如应时SiO2，它的Si4+离子带给你的比Al3+多 但硬度比刚玉低。 原因是应时的结构是空心框，远不如刚玉致密(刚玉比重3.965，应时比重2.65)。 具有层状结构的矿物，层间接触力弱，所以硬度一般较低。 比如滑石、石墨、辉钼矿都是层状结构，层间有分子键，硬度都是1。 含有水分子的矿物通常硬度较低，如硬度为2(caso 4·2H2O)的石膏，属于含水矿物。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp和卵裂一样，硬度各向异性，但差别不大，不借助特殊仪器是查不出来的。 图7是用专用仪器测得的萤石硬度曲线。 通过研究硬度曲线的图形，可以知道硬度在晶面上随方向的变化以及硬度与晶体结构的关系。 例如，当分别在立方晶面{100}和八面体晶面{111}上测量萤石(CaF2)的硬度时，硬度曲线如图7所示，在立方晶面上呈四瓣叶形，显示晶体的四重对称性。 两个对角方向的硬度最小，适合萤石的八面体解理。 在八面体晶面上，呈三叶形，呈五重对称关系。 & nbsp图7 & nbsp萤石的硬度曲线:& nbsp& nbsp& nbsp单个低品位晶簇的矿物硬度差异明显，如三斜蓝晶石，沿延伸方向的(100)面硬度为4.5，而垂直延伸方向的硬度为6.5。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp目测鉴定时，应在新鲜平整的表面上测试矿物的硬度。 划线时，不要用力过猛，要缓慢均匀。 尽量避免因风化、裂纹、脆性和矿物聚集的影响造成的假硬度。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp硬度是矿物物理性质中一个普遍的、相对固定的性质，因此是一个重要的识别特征。 同时，也是影响矿石加工生产效率和选矿成本的重要因素之一。 [ ] 3。矿物比重:& nbsp& nbsp& nbsp矿物的比重是指在4℃时，纯的单一矿物的重量与同体积水的重量之比 由于水在4℃时的密度是1(g/㎝3 ),矿物比重的值正好等于它的密度值。 如果应时的重量是水的2.65倍，那么应时的比重就是2.65。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp矿物的比重变化很大，从小于1(如石蜡和琥珀)到23(如锇铱矿物)。 在矿物的肉眼鉴定中，通常是根据经验手工估算，将矿物的比重分为三个等级:轻，比重在2.5以下；中等，比重在2.5到4之间；重的，比例在4以上。 大多数矿物比重中等，但有些矿物如锡石(6.8 ~ 7.0)、黑钨矿(6.7 ~ 7.5)、白钨矿(5.8 ~ 6.2)、方铅矿(7.4 ~ 7.6)和金属天然元素矿物比重特大。 也就是说，比重成为这些矿物的重要鉴别特征。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在矿物的重砂分析中，三溴甲烷的常见比重为2.9，比重大于2.9的为重矿物，比重小于2.9的为轻矿物。 一般来说，造岩矿物中的金属矿物和暗色矿物属于重矿物，而造岩矿物中的轻矿物多为轻矿物。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp决定矿物比重的根本因素有两个:一是晶体结构中颗粒堆积的紧密性；另一个是构成矿物质的元素的原子量。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp例如，金刚石和石墨是碳(C)的同态变体，两者都由碳原子组成，具有相同的原子半径。然而，在金刚石中，碳原子的配位数是4，而在石墨中是3。配位数越高，颗粒堆积越密，比重越大。 因此，金刚石和石墨的比重分别为3.511和2.23。& nbsp& nbsp& nbsp以铜矿物为例，说明矿物化学成分对比重的影响。 自然铜、自然银、自然金都是铜型结构，其中Ag和Au的原子半径相等，Au的原子量是Ag的1.83倍，金的比重刚好是银的1.84倍。 银的原子量是铜的1.70倍，但银的比重只有铜的1.17倍。 这是因为Ag的原子半径比Cu大13%，部分抵消了原子量增加带来的比重增加。 再比如菱镁矿、方解石、菱铁矿的晶体结构是同类型的，属于三方晶系。 其中，在方解石和菱铁矿之间，Fe的原子量大于Ca，而Fe2+的半径不小于Ca2+。这两个因素使得菱铁矿的比重高于方解石。 在菱镁矿和菱铁矿之间，Fe的原子量大于Mg，但Fe2+的半径也大于Mg2+。这两个因素对比重有相反的影响。 这里由于原子量增加的影响远大于半径增加的影响，菱铁矿的具体重要性大于菱镁矿。 菱镁矿和方解石之间，虽然Ca的原子量大于Mg，但是Ca2+的半径远大于Mg2+的半径，半径增大的影响超过原子量增大的影响。因此，方解石的比重小于菱镁矿的比重(表3)。 & nbsp表3:某些方解石矿物比重的变化矿物成分原子量金属元素阳离子半径(& Agrave)比重菱镁矿Mg[CO3]24.30.803.00菱铁矿Fe[CO3]55.850.863.96方解石Ca[CO3]40 . 11 . 082 . 71:& nbsp；& nbsp& nbsp测定矿物比重的常用方法有:重液法、比重瓶法、扭秤等。 比重的测定需要高纯度的样品。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp矿物比重除了具有鉴定的意义外，在矿物分离和选矿中也具有重要的作用，也是重力找矿和重力选矿的重要依据。 另外，在化学成分相同或相近的不同矿物中，比重是表示晶体结构中颗粒堆积密度的主要标志。 在外压增大的情况下，矿物总是向比重增大的方向变化。 & nbsp 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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