鉴别矿物方法有哪些

鉴别矿物方法有哪些,第1张

不同的矿物,外表特征和物理性质有所不同,因此,可以对矿物进行肉眼鉴定。一般可从矿物的外形、矿物的光学性质、矿物的力学性质等方面来对矿物进行鉴定。

(一)矿物的外形具有晶体结构的矿物在条件允许时往往能生成具有一定形态的单晶体。有的沿一个方向生长,成为柱状、棒状等;有的沿两个方向发展,成为板状、片状等;有的是三向等长,成为立方体、菱面体等。

在野外,很少能见到矿物的单晶体,常见到的却是矿物晶粒的集合体或是没有结晶结构的矿物的微粒集合体。一般单晶体为一向伸展的,集合体常为纤维状、毛发状;单晶体为两向伸展的,集合体常为鳞状;单晶体为三向伸展的,集合体常为粒状或块状。此外,矿物的集合体还有些特殊形态,如放射状、晶簇、肾状、钟乳状等。

(二)矿物的光学性质矿物在可见光作用下所表现的性质,包括透明性、光泽、颜色、条痕。

1.透明度 矿物透过可见光的能力叫矿物的透明度,矿物薄片能透过光线的称为透明矿物,否则称为不透明矿物。一般来说,所有的非金属矿物都是透明矿物;所有的金属矿物都是不透明矿物。

2.光泽 光泽是矿物对可见光的反射能力。金属矿物一般表现为金属光泽,非金属矿物一般表现为非金属光泽。非金属光泽又分为金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土块光泽等。

3.颜色 矿物由化学成分和内部结构决定的颜色是固定不变的,这为鉴定矿物提供了重要的依据。如黄铜矿为黄铜色,孔雀石为翠绿色。许多透明矿物由于外来的原因,常常出现不很固定的颜色,如纯净的石英为无色,混有杂质则呈现不同的颜色。

4.条痕 条痕是矿物粉末的颜色。一般将矿物在一白色无釉的瓷板上擦划,瓷板上就留下矿物粉末痕迹的颜色。条痕对某些金属矿物具有重要的鉴定意义,如赤铁矿的颜色虽有不同,但条痕固定为樱红色。由于透明矿物的条痕都是白色或无色,因而条痕对于鉴定透明矿物的意义不大。

(三)矿物的力学性质矿物受外力作用后所表现出来的性质,包括矿物的硬度、解理、断口,以及弹性、挠性等。

1.硬度 硬度是矿物的软硬程度。通常选出十种矿物作为衡量矿物硬度的标准。一般将需要鉴定的矿物同标准硬度矿物或代用品相互刻划,即可得出它的硬度。如某矿物能划破方解石,又能被萤石划破,该矿物的硬度则介于3与4之间。

2.解理和断口 矿物被打击时,常沿一定方向有规则地裂开形成光滑平面的性质叫解理。平坦光滑的裂开面叫解理面。根据解理的完全程度可分为五类:极完全解理 ,如云母、绿泥石等;完全解理,如方解石、方铅矿;中等解理,如长石;不完全解理,如磷灰石;无解理,如石英、磁铁矿。

矿物被打击后只产生不规则的破裂,破裂面凹凸不平称为断口。根据矿物断口形状,可分为贝壳状断口,如石英;锯齿状断口,如自然铜等。

3.弹性和挠性矿物受外力作用时发生弯曲而不断开,外力解除后能恢复原状的性质称为弹性;不能恢复原状的性质称为挠性。如云母与绿泥石的主要区别之一就是前者具有弹性,后者具有挠性。

方铅矿(PbS):完好晶体常呈立方体,集合体为粒状、致密块状。铅灰色,条痕黑色,金属光泽。硬度2-3。比重74~76 。有三组立方体完全解理,性脆。

鉴定特征:具三组正交的立方体完全解理,比重大,可以与其他铅灰色矿物,如辉锑矿、辉钼矿等区别。

闪锌矿(ZnS):晶体呈四面体(极少见),常呈粒状、块状集合体。随着含铁(Fe2+)量的增高,颜色由无色——浅黄——褐黄——黄褐——棕黑色;条痕由白色到褐色;光泽由树脂光泽——半金属光泽。硬度35~4,比重29~42。有六组完全解理(多面闪光)。

鉴定特征:条痕比颜色浅,六组完全解理,较小的硬度,可与黑钨矿、锡石等区别。

辉锑矿(Sb2S3):晶形常呈斜方柱形长柱状、针状。柱面上具有纵纹。集合体一般为束状、柱状、针状、放射状,少数为柱状晶簇。

铅灰色,条痕黑色。金属光泽。硬度2~25,比重451~466。一组柱面解理完全,解理面上常有横纹。

鉴定特征:根据柱状晶形、一组解理及解理面上常有横纹,与方铅矿区别。

黄铜矿(CuFeS2):完全晶形极少见,常呈粒状,致密块状集合体。铜**,表面有时见蓝、紫、褐色等斑杂锖色(假色)。条痕绿黑色,金属光泽。硬度35~4,比重41~43。性脆,无解理,断口参差状。

鉴定特征:黄铜矿与无晶形的黄铁矿,可根据黄铜矿新鲜面颜色深和较低的硬度来区别。

黄铁矿(FeS2):晶形常呈立方体和五角十二面体,常具有三组互相垂直的晶面条纹。集合体为粒状,致密块状。浅铜**,表面常有黄褐色的锖色(假色)。条痕绿黑或褐黑色,金属光泽。硬度6~65,比重49~52。性脆,无解理。

鉴定特征:根据完全的晶形和晶面条纹,浅铜**,较大的硬度,可与黄铜矿区别。

口决:

黄铜黄铁似兄弟,金黄浅黄真美丽;

条痕色黑皆性脆,金光闪闪多威仪。

刀子面前显高低,黄铜屈服铁无异;

风化面上露本性,黄铁变褐铜生绿。 石英SiO2:石英是以SiO2为成分的一族矿物的统称。主要有α石英、β石英,还有隐晶质的玉髓和胶态含水的蛋白石等。

α石英常呈柱状,由六方柱(m)和菱面体(R,r)等单形组成的聚形,在柱面上常具横纹。

β石英常呈六方双锥状。

石英颜色多种多样,水晶一般无色透明,脉石英呈白色、乳白色、灰色,因含杂质引起颜色变异,玻璃光泽,断口为油脂光泽,硬度7,比重265。无解理。

鉴定特征:根据形态、硬度、无解理、断口的光泽、不易风化等,可与长石、方解石等矿物相区别

赤铁矿(Fe2O3):晶形少见,集合体常呈致密块状;胶状者常呈鲕状、豆状和肾状。呈片状晶形者称为镜铁矿。具有晶形者为钢灰色至铁黑色,隐晶质或粉末状者呈红色。条痕为樱红色或红棕色。半金属光泽,晶体硬度55~6,隐晶质者硬度小于小刀,无解理,比重50~53,无磁性。

鉴定特征:根据条痕、无磁性可与磁铁矿区别。

磁铁矿(Fe2+ Fe23+O4):完好晶体形常呈八面体、菱形十二面体,集合体为致密块状,铁黑色,条痕黑色,半金属光泽。硬度55~6,比重452~520。无解理,具强磁性。

鉴定特征:根据颜色、条痕及强磁性与赤铁矿区别。

褐铁矿(Fe2O3·nH2O):常呈肾状、钟乳状、结核状、土块状、粉末状集合体。颜色浅褐色至褐黑色,条痕褐色,半金属光泽至土状光泽。硬度1~5。

鉴定特征:根据形态、颜色、条痕可与赤铁矿、磁铁矿、软锰矿等区别。

软锰矿(MnO2):晶形少见,常为块状、土状、粉末状集合体。黑色,表面常带浅蓝色的锖色(假色)。条痕黑色,半金属光泽,隐晶质胶粉末状者则光泽暗淡。硬度6~2(结晶—隐晶质块状),易染手,比重47~50。

鉴定特征:软锰矿与硬锰矿常共生,一般根据其低的硬度,易染手可以区别。 萤石(CaF):晶形常见完好的立方体,少数为菱形十二面体和八面体,集合体粒状、块状。无色者少见,常为紫、绿、蓝、**。玻璃光泽。硬度4,比重310。四组八面体完全解理。

鉴定特征:根据晶形、颜色、解理、硬度可与方解石重晶石、石英等区别。 方解石 Ca[CO3]:纯净的透明方解石称冰洲石。常见晶形为菱面体、六方柱。常见集合体为晶簇状、致密块状、钟乳状等。质纯者无色透明或白色,但因含杂质而呈现浅黄、浅红、褐黑等色。玻璃光泽,硬度3,比重26~28。三组菱面体完全。遇冷盐酸剧烈起泡。

鉴定特征:根据晶形、解理、低的硬度以及遇冷盐酸起泡等特征,可与石英、重晶石、萤石、斜长石等相似矿物相区别。

方解石与白云石CaMg[CO3]2很相似,但白云石的晶面常弯曲成马鞍形,遇冷盐酸反应微弱(方解石遇冷盐酸剧烈起泡)与方解石区别。

(四)造岩矿物的特征

1、硅酸盐类

橄榄石[(Mg,Fe)2SiO4]:晶形完好者少见,一般为他形粒状集合体。浅黄、黄绿色至黑绿色,玻璃光泽,断口为油脂光泽。硬度65~7,比重33~35。

鉴定特征根据其粒状外形及特殊的绿色、光泽及断口光泽(油脂光泽)来识别。

普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)[(Al,Si)2O6] :晶形常呈短柱状,横断面近于正八边形,集合体常为粒状-----致密块状。黑绿色,少数为褐黑色,玻璃光泽。硬度5~6,比重322~338。平行柱面的两组解理完全,夹角87-°(93°)

鉴定特征:根据短柱状晶形,颜色和解理,可与普通角闪石等相似矿物相区别。

普通角闪石(CaNa)2-3(Mg,Fe,Al)5[Si6(Si,Al)O22](OH,F)2:晶体常呈长柱状或针状,单体的横截面为近菱形的六边形。暗绿-----绿黑色,玻璃光泽。硬度55~6,比重30~34。平行柱面的两组解理交角为124°(56°)

鉴定特征:根椐晶形、横截面形状、颜色、解理及其夹角,可与普通辉石相区别。

正长石K[AlSi3O8]:单晶为短柱状或不规则粒状,常见卡氏双晶,集合体为块状。常为肉红色、浅黄红色及白色,玻璃光泽。硬度6,比重256~258。两组解理正交,一组完全,另一组中等。

鉴定特征:根据晶形、双晶(卡氏双晶)、颜色、硬度、解理,可与石英、方解石相区别。

斜长石Na[AlSi3O8]—Ca[AlSi3O8]:通常呈板状及板状集合体,在岩石中常呈板状或不规则粒状。肉眼也能观察聚片双晶。白色至灰白色,玻璃光泽。硬度6~65,比重255~276。两组解理完全,交角86° 24ˊ ~86° 50ˊ 。

鉴定特征:用肉眼区别斜长石与钾长石(正长石)的可靠依据是斜长石具聚片双晶。在岩石中的斜长石,根据双晶,有无解理及透明度,可与石英区别。

黑云母K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2:一般呈片状、鳞片状集合体,也有板状集合体,深褐色、黑色,光泽。硬度25~3,比重7~33。一组解理极完全。

鉴定特征:根据颜色可与白云母区别。

白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2:形态特征同黑云母 ,一般为无色透明,因含不同杂质有不同的色调,含铬或铁时带绿色,含Fe3+、Ti 时呈红色。玻璃光泽,解理面显珍珠光泽。硬度25~3,比重276~310。一组解理极完全。薄片具弹性。

鉴定特征:根据易裂成薄片(一组极完全解理)和薄片具弹性及较浅的颜色,可与其他矿物相区别。

呈细小鳞片状集合体的白云母称为绢云母。

高岭石Al4[Si4O10](OH)8:高岭石为高岭土的主要组成矿物。,多为隐晶质致密块状和土状集合体。致密块状者为白色,有时因含各种杂质而带有浅黄、浅褐、红、绿蓝等色。土状光泽,硬度1,比重61~268。干燥时易搓成粉末,干燥时有吸水性(粘舌),潮湿后有可塑性,但不膨胀。

鉴定特征:根据致密土状块体易于以手捏碎成粉末,吸水性、加水具可塑性而不膨胀,区别于其他相似矿物,如蒙脱石(加水膨胀,体积增加数倍)。

滑石 Mg[Si4O10][OH]2:通常呈致密块状、鳞片状集合体。纯者为白色,有时微带浅黄、浅绿色调的白色。玻璃光泽。硬度1,比重258~283。片状者一组解理完全,致密块状者为贝壳断口富有滑腻感。

鉴定特征:低硬度,滑腻感,片状滑石具完全解理可与块状蛇纹石等区别。

石榴子石A3B2[SIO4]2: A3------二价的钙、镁、铁、锰

B2------三价的铝、铁、铬、钛

常见有菱形十二面体、四角三八面体,集合体呈粒状、致密块状。多为黄褐、褐色、红褐色至褐黑色。玻璃光泽。硬度65~85,无解理。

鉴定特征:晶形,断口光泽,高硬度、无解理,可与其他矿物区别。 重晶石(Ba[SO4]2):完全晶形常呈板状、柱状,集合体为板状,少数致密块状。纯者晶形为无色透明,一般为白色、灰色,可因含杂质而呈浅黄、浅褐色等。条痕白色,玻璃光泽。三组解理完全。硬度3~35,比重43~45。

鉴定特征:根据晶形、解理、比重大,遇盐酸不起泡与方解石、萤石、长石、石英等区别。

石膏(CaSO42H2O):完好晶形常呈板状、片状,集合体多呈致密状或纤维状(纤维石膏)。通常为白色及无色,无色透明晶形称透石膏,因含杂质而呈灰、浅黄、浅褐等色。条痕白色。玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽;纤维石膏呈丝绢光泽。硬度2,比重2317。具一组极完全解理和两组中等解理。

鉴定特征:根据形态、解理、硬度以及遇盐酸不起泡等特征,可与方解石重晶石等相似矿物相区别。 磷灰石Ca[PO4]3(F,Cl,OH,CO3):晶形完好者呈六方柱状、板状,集合体为粒状、致密块状。纯净者无色透明,一般呈黄、黄褐、绿等色。玻璃光泽,断口油脂光泽。硬度5,比重318~321。平行六方柱底面和柱面的解理不完全。加热后常可出现磷光。

鉴定特征:磷灰石晶体颗粒大时,根据其晶形、颜色、光泽、不完全解理和硬度以及发光性,可与绿柱石、石英等相似矿物相区别。若颗粒细小,在标本上加浓硝酸和钼酸铵,若含磷即产生**沉淀(含P2O5千分之几就有明显反应。)

矿物的简易鉴定方法包括野外人工或肉眼鉴定和室内辅助设备鉴定。 在室外或野外,大部分常见矿物一般都可以用简易的方法进行初步的人工鉴定。 笔者根据多年的经验,把常见矿物的简易鉴定方法总结为 “看、 摸、 刻、 掂” 。

一、看

观察矿物晶体的外形、颤色、光泽、透明度、解理和其矿物组合是识别鉴定矿物最基本、最重要的步骤。 这些观察内容是矿物主要物理性质的反映。

( 1 )颜色

这是鉴定矿物最大的特征之一。不少矿物是根据其颜色来命名的。矿物的颜色可以分成三种:矿物中主要的化学元素显示色,代表其固有的特征色,称为自色,是鉴定矿物的可靠依据,例如蓝铜矿为蓝色,孔雀石为绿色;有的矿物表面的氧化或水化膜或裂缝等造成光线干涉所表现出来的彩虹状色, 称为假色,用来鉴定矿物的辅助色,例如金属矿物表面常见锖色;矿物中微量元素或杂质所引起的颜色叫他色, 例如水晶的自色为无色透明,但含铁质时呈红色, 含有机质时呈黑色,所以他色不能用来鉴定矿物。

                       

绿色的孔雀石

蓝色的蓝铜矿

(2)外形

矿物外形反映了结晶习性。而结晶习性可用晶体在三维空间上的发育程度来描述。如果单晶体在三维空间中朝一个方向特别发育,形成柱状、针状或长条状矿物, 如柱状电气石、针状文石、长条状辉锑矿。 如果晶体朝着两个方向生长,则形成片状、板状矿物,如片状云母、板状重晶石等。如果单体在三维空间的发育程度基本相同,则形成三向等长的矿物,多呈等轴状,如立方体黄铁矿、 粒状石榴子石等。

       

水晶晶面上的横纹

(3)矿物的透明度和光泽

透明度取决于矿物的化学组成和内部结构,根据其透光能力,可以将矿物分为透明、半透明和不透明矿物。所有珍贵的宝石半宝石矿物都是透明或半透明晶体,如红宝石、水晶、海蓝宝石晶体等。而大部分金属矿物均是不透明的, 如磁铁矿、黄铁矿、辉锑矿等。

(4)光泽

光泽是矿物的又一重要属性。按强度依次分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽、丝绢光泽、油脂光泽、树脂光泽、珍珠光泽、土状光泽。 不同的矿物有不同的光泽,例如毒砂、黄铁矿等硫化物矿物有很强的金属光泽;而石膏、云母显现丝绢光泽;一些方解石显示油脂光泽;水晶、 萤石显示玻璃光泽等。一般而言,金属光泽、 半金属光泽和土状光泽的矿物都是不透明矿物, 而玻璃光泽、 油脂光泽和金刚光泽的矿物大都是半透明或透明矿物。

(5)晶面生长纹

矿物晶体的实际晶面虽然平整光滑,但大都发育了各种细小的线状纹饰, 这些纹饰主要是晶面条纹、晶面螺纹等生长纹和多次结晶形成的晶面阶步与棱面。不同的矿物有不同的结晶习性,从而产生了不同的晶面纹,比如水晶晶面上常见横纹,黄玉晶面上常见有竖纹。有些矿物还发育了后期受物理挤压和化学腐蚀所形成的各种蚀象,反映了它们的物理、化学特性。

通过仔细观察矿物的以上特征, 结合查阅有关的矿物鉴定手册或书籍, 可以基本上确定矿物的大致类型, 然后再用以下手段来做进一步的矿物确认。

二、摸

用手摸晶休可以确定矿物的晶面、晶纹、解理、裂理和断口等物理特征。 有不少矿物能够通过触摸来判断其类型。

解理是晶体在外力作用下沿一定方向(结晶面)规则破裂的一种性质, 其破裂面被称为解理面。 解理面一般较平整光滑,与晶面的区别是无晶纹发育而常见多层细小断裂台阶,与断口的区别是破裂面规则平整、相互平行。有些矿物只有一组单方向的解理,破裂后呈板状、薄片状,如云母等。有些矿物有两个方向的两组解理,破裂后呈块状,如方解石、菱锰矿。 还有些矿物有三个甚至四个方向以上的多组解理,破裂后呈菱形或锥状至双锥状,如萤石等。 根据矿物沿解理方向开裂的难易程度,矿物解理可以划分为完全解理(极易开裂)、 中等程度解理、 弱解理和无解理(无解理面只有断口)。

断口是指晶体受打击后产生的不规则破裂面。 由于晶体内部结构的不同, 断口的类型也不同,从而可以用来鉴定矿物,断口一般可分为:

贝壳状断口。 断面呈弯曲的凸面或凹面,并具同心弧状构造,像贝壳, 如水晶的断口。

平坦状断口。 断面平坦,但不光滑,如高岭石的断口。

参差状断口。 断面不规则,极其粗糙,如电气石的断口。

锯齿状断口。 呈尖锐而起伏的锯齿状 ,许多金属矿物和丝发状矿物具有此特征 ,如辉锑矿、 石膏、 石棉等的断面。

凭手感还可以根据矿物表面光滑程度来确定某些矿物类型,一些硬度较低的矿物如辉钼矿、 蛇纹石、 滑石、 石墨和其他黏土矿物都具有滑溜的感觉,而自然铜、 锑华、 孔雀石等矿物表面则有粗糙感。

摄影B Ottens

滑石

三、刻

用未知矿物晶体去刻划、 挤压已知矿物或器具,可以了解到被鉴定矿物的硬度、 弯挠性、 延展性和条痕色等特征。 在应用本方法时,一定要注意不要破坏晶体的完整性,要用碎片或矿晶的裂面、 背面或底面去刻试。

矿物硬度是鉴定矿物最有效、 最常用的特征。 硬度确定方法通常是用未知矿物晶体去刻划已知硬度的晶体或硬度计,矿物硬度常采用10级来划分(摩氏硬度,简称硬度)。从极软到极硬的标准矿物为: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。

如果没有现成的标准硬度矿物,可以采用一些简便的工具来进行划刻。 如指甲的硬度为2~25,铜钥匙硬度为3,小刀硬度为5~55,玻璃硬度为6, 划玻璃刀硬度为9 ~ 10。

矿物的条痕色是指矿物在自瓷板(瓷碟)等物品上刻划留下来的条痕的颜色, 它往往比矿物的颜色更能反映矿物晶体的本色。矿物颜色常常受光泽、 光线、氧化层和表面污染物的影响,而条瘟色代表矿物粉末的自色。例如赤铁矿的颜色可以是黑色、 灰色和紫红色,但其条痕色永远是樱红色。

通过刻压矿物晶体还可以确定矿物的塑性和弹性(又称挠性)。 前者表示晶休被挤压变形后,不能恢复原状,如滑石、绿泥石、蛭石等矿物具有明显的塑性。后者是指晶休刻压时变形,压力撤除后又能恢复原状的特征, 如云母等矿物均具有此特征。

四、掂

通过用手掂矿物的质量可以估计出晶休的比重。矿物比重是矿物质密度的反映, 也是鉴定矿物的最主要参数之一。根据比重大小一般把矿物分为轻、 中 、 重三类:前者比重小于25,中者为25 ~ 4,后者大于 4。在野外主要凭手掂矿物的感觉与经验来比较不同矿物的比重而确定矿物类型, 如重晶石与方解石的区别是前者重, 后者轻;锡石和闪锌矿的区别也是如此。严格的比重测定一般采用排水法, 即先称一下矿物质量,然后再在水中称其质量,并用下列公式计算其比重:

比重=空气中质量/(空气中质量-水中质量)

比重一词是非法定计量单位,已不再使用,而用相对密度(简称密度) 代替,本书一律使用密度一词。

通过看、摸、刻、掂,了解矿物特征,并通过查阅矿物鉴定手册和书籍, 可以将常见的矿物识别或确定其大概范围。有些矿物还具有一些特殊的性质, 可以轻易地鉴别,如自然硫、煤、琥珀的可燃性,雄黄的变色性,光卤石、 石盐、石膏等的可溶性。还有,燃烧自然碗与黄铁矿、撞击毒砂时可发出臭味的特征等,均是矿物简易鉴定的好方法。

此外, 对于较难识别的矿物还可以借助实验室工具与设备作进一步鉴定, 如利用一些化学试剂、火焰烧试、显微镜观察等手段。例如,用稀盐酸可以鉴定方解石、文石、白云石等碳酸盐类矿物,方解石、文石遇酸起泡明显;白云石起泡不明显,但放到耳边可听到起泡声。

对于疑难矿物,则需要请专业人员采用实验室鉴定方法,如化学分析,X光粉晶衍射分析、电子显微镜观察等。

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