实验二 观察矿物的物理性质
一、实验目的
1、学会观察描述矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等光学性质的方法，了解矿物各种光学性质之间的相互关系。
2、学会肉眼观察描述矿物解理、断口、硬度、密度、电性、磁性及味道等力学性质和其它性质。
二、实验要求
1、在教师指导下观察矿物的各种物理性质，为肉眼认识常见矿物打下基础。 2、按照实习报告表的要求，鉴定和描述一些常见矿物的物理性质特征。 3、认识色度计和硬度计。
三、实验内容
1、矿物的光学性质
（1）颜色
1）描述颜色的方法 通常描述颜色的方法有两种：
①标准色谱法 此种方法是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫标准色或白、灰、黑等对矿物的颜色进行描述。若矿物为标准色中的某一种，则直接用其描述，如蓝铜矿为蓝色、辰砂为红色；若矿物不具某一标准色，则以接近标准色中的某一种颜色为主体，用两种颜色进行描述，并把主体颜色放在后面。例如绿帘石为黄绿色，说明此矿物是以绿色为主，黄色为次。
②实物对比法 把矿物的颜色与常见实物颜色相比进行描述。例如，块状石英呈乳白色，正长石为肉红色，黄铜矿为铜黄色等。
2）观察矿物比色标本。
3）注意要点：描述矿物颜色时，应以新鲜干燥矿物为准，如果矿物表面遭受风化而颜色发生了变化时，则需刮去风化表面后再进行观察描述。
4）颜色的分类及定义
根据颜色产生的机理不同可分为自色、他色、假色。
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自色：矿物本身的成分和晶体结构所决定的颜色，一般较为固定，具有重要的鉴定意义。观察以下矿物的自色。
黄铜矿（Cu2FeS2）－铜黄色 辰砂（HgS）－红色 孔雀石（CuCO3）(OH)2－绿色 磁铁矿（Fe3O4）－铁黑色 雌黄（As2S3）－黄色 蓝铜矿（Cu3(CO3)2(OH)2）－蓝色 黝铜矿（Cu12Sb4S13）－钢灰色 毒砂（FeAsS）－锡白色
他色：由外来的带色物质和包裹体所引起的颜色，与矿物本身的成分和构造无关，易变，无鉴定意义。
紫水晶（SiO2）－紫色 蔷薇石英（SiO2）－玫瑰色 墨晶（SiO2）－黑色 烟水晶（SiO2）－褐色
假色：由矿物的解理、内部的裂隙及矿物表面的被膜等引起光波的干涉作用所产生的颜色。 斑铜矿（Cu5FeS4）－锖色（紫色彩晕） 云母、重晶石－晕色 （2）条痕
条痕是指矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色釉瓷板上擦划所留下的痕迹的颜色。条痕色可能深于、等于或浅于矿物的自色，比表面颜色更为稳定。条痕色对不透明的金属、半金属光泽矿物的鉴定很重要，而对透明、玻璃光泽矿物来说，意义不大，因为它们的条痕都是白色或近于白色。
1）条痕色的描述方法与颜色相似； 2）擦划条痕时，用力要均匀； 3）观察测试的矿物应选新鲜标本。
可观察红褐色、铜灰色和铁黑色三种赤铁矿的条痕色均为樱桃红色。 （3）光泽
指矿物表面反射光的强度，可将矿物的光泽分为金属光泽（如方铅矿、黄铁矿等）、半金属光泽（如磁铁矿、镜铁矿等）、非金属光泽（如锡石、闪锌矿、宝石等的金刚光泽；萤石、方解石等的玻璃光泽；自然硫、石英、闪锌矿断口上的油脂或树脂光泽）三类。
1）观察矿物光泽标准标本。
2）非金属光泽中，由于矿物表面不平整或在某些集合体表面会产生特殊的变异光泽。注意观察油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等。
3） 注意要点：观察矿物光泽时，一定要在新鲜面上观察，主要观察晶面和解理面上的光泽。 （4）透明度：矿物透明度是指矿物透过光线的程度，一般是以矿物厚度0.03mm的薄片为准。分为透明（如水晶）、半透明（如浅色闪锌矿薄片）和不透明（如磁铁矿、石墨等）三级。
注意要点：观察描述矿物光学性质时，一定要注意掌握颜色、条痕、光泽和透明度四者之间的关系。金属光泽的矿物，其颜色一定为金属色，条痕为黑色或金属色，不透明；半金属光泽的矿物颜色为金属色或彩色，条痕呈深彩色或黑色，不透明至半透明；非金属光泽的矿物颜色为各种彩色或白色，条痕呈浅彩色到白色，半透明至透明。
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2、矿物的力学性质 （1）解理
解理是矿物的重要鉴定特征之一。解理按其发育程度分极完全解理（解理面大而光滑，能分裂成极薄的层片，如云母、辉钼矿）、完全解理（面平，易沿解理面分裂成小块，如方解石、方铅矿）、中等解理（在碎块中可以见到解理面，如长石、角闪石）、不完全解理（在碎块中也很难见到矿物解理面，如磷灰石）和极不完全解理（即无解理，如石英）五级。
1）观察解理等级 根据解理面的完好和光滑程度以及大小，确定其解理等级。注意观察白云母、方解石、普通角闪石、磷灰石、石英的解理发育情况。
2）观察解理组数 矿物中相互平行的一系列解理面称为一组解理。注意观察云母、正长石、方解石、萤石的解理组数。
3）观察解理面间的夹角 两组及两组以上的解理，其相邻两解理面间的夹角亦是鉴定矿物的标志之一。注意观察正长石、辉石、角闪石、萤石的解理夹角。
4）注意要点：肉眼观察矿物的解理只能在显晶质矿物中进行。确定解理组数和解理夹角必须在一个矿物单体上观察。
（2）断口
根据矿物受力后不规则裂开的形态，可分为贝壳状断口、参差状断口、土状断口、锯齿状断口等类型。观察石英、黄铁矿、高岭土的断口，并确定其类型。
（3）硬度：矿物抵抗外来的机械作用的能力。
矿物的相对硬度是通过以摩氏硬度计为标准进行比较而确定的，从而了解不同硬度的矿物。观察摩氏硬度计（表1）。
表1 摩氏硬度计
硬度级别 矿物 1 滑石 2 石膏 3 方解石 4 萤石 5 磷灰石 6 正长石 7 石英 8 黄玉 9 刚玉 10 金刚石 野外工作中为了方便，常采用指甲（硬度为2.5±）、小钢刀（硬度为5.5±）、玻璃（硬度为6±）等作为标准测定相对硬度。
注意要点：刻划矿物时用力要均匀。测试矿物时须选择新鲜面，并尽可能选择矿物的单体。 2、 矿物的其它性质
（1）矿物的其它物理性质可包括：相对密度、磁性、导电性、发光性、放射性、延展性、脆性、弹性和挠性等。
（2）矿物的比重一般分轻(＜3.5，如石英、方解石等＝，中（3.5-6，如黄铁矿、赤铁矿等），重（＞6，如方铅矿，辰砂等）三级，自然界常见中等密度大小的矿物，只有相对密度大或小（轻或重）的矿物才有鉴定意义。
（2）并非大多数矿物都能表现出很典型的上述物理性质。
注意观察：磁铁矿的磁性、磷铁矿的发光性、自然金的延展性、云母的弹性等。
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四、实验作业
1．鉴定、描述方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿、石英、方解石等8种常见矿物的物理性质，并将结果填入实验报告表中。
2．观察标准矿物比色标本、光泽标本、透明度标本、解理标本及摩氏硬度计标本。
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实验二 矿物的形态及物理性质实验报告表
学号： 姓名： 日期： 成绩： 标本号 矿物 名称 形态 光学性质 颜色 条痕 光泽 透明度 解理 力学性质 断口 硬度 密度 其它性质
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