第三章第三章 矿物的物理性质矿物的物理性质Physical Properties of MineralsPhysical Properties of Minerals一、矿物的光学性质一、矿物的光学性质二、矿物的力学性质二、矿物的力学性质三、矿物的其它性质三、矿物的其它性质 —— ——电学性质电学性质 —— ——磁学性质磁学性质 —— ——热学性质热学性质 …… ……矿物的物理性质 一一 矿物的光学性质矿物的光学性质 矿物的光学性质矿物的光学性质(optical properties)(optical properties)是是指矿物对可见光的反射、折射、吸收等所综合指矿物对可见光的反射、折射、吸收等所综合表现出来的各种性质表现出来的各种性质 包括：包括： 矿物的颜色矿物的颜色 、、 条痕、条痕、 光泽、光泽、 透明度。
透明度矿物的物理性质 颜色互补示意图颜色互补示意图紫紫青青黄绿黄绿绿绿蓝蓝红红橙橙黄黄（一）矿物的颜色：（一）矿物的颜色：1 1、颜色、颜色(color)(color)的定的定义：义：是矿物对入射的白色可是矿物对入射的白色可见光见光(390(390～～770nm)770nm)中不中不同波长的光波吸收后，同波长的光波吸收后，透射和反射的各种波长透射和反射的各种波长可见光的混合色可见光的混合色自然光呈白色，由红、橙、自然光呈白色，由红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种色黄、绿、蓝、青、紫七种色光组成对角扇形区为互补光组成对角扇形区为互补色矿物的物理性质 矿物颜色与其对光的作用关系：矿物颜色与其对光的作用关系： 黑色黑色黑色黑色————————均匀地全部吸收自然白光；均匀地全部吸收自然白光；均匀地全部吸收自然白光；均匀地全部吸收自然白光；白色或无色白色或无色白色或无色白色或无色————————基本上不吸收；基本上不吸收；基本上不吸收；基本上不吸收；灰色灰色灰色灰色————————均匀地吸收各种色光；均匀地吸收各种色光；均匀地吸收各种色光；均匀地吸收各种色光；被吸收的色光的补色被吸收的色光的补色被吸收的色光的补色被吸收的色光的补色————————选择性地吸收某种波长的色光。
选择性地吸收某种波长的色光选择性地吸收某种波长的色光选择性地吸收某种波长的色光 矿物颜色的成因类型：矿物颜色的成因类型： ————自色自色自色自色 —— —— —— ——他色他色他色他色 —— —— —— ——假色假色假色假色矿物的物理性质 (1) (1) 自色自色(Idiochromatic color)(Idiochromatic color)：： 由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色2) (2) 他色他色(allochromatic color)(allochromatic color)：： 是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的是指矿物因含外来带色的杂质、气液包裹体等所引起的颜色。
如烟水晶颜色如烟水晶颜色如烟水晶颜色如烟水晶 (3) (3) 假色假色(pseudochromatic color)(pseudochromatic color)：： 是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的反是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的反是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的反是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所产生的反射、干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的矿物呈色射、干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的矿物呈色射、干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的矿物呈色射、干涉、衍射、散射等物理光学效应而引起的矿物呈色假色只对个别矿物有辅助鉴定意义假色只对个别矿物有辅助鉴定意义假色只对个别矿物有辅助鉴定意义假色只对个别矿物有辅助鉴定意义矿物的物理性质 矿物中常见的假色主要有：矿物中常见的假色主要有：① ① ① ① 锖色锖色锖色锖色(tarnish)(tarnish)(tarnish)(tarnish)：：：：指某些不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的干涉而呈现出的彩色指某些不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的干涉而呈现出的彩色指某些不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的干涉而呈现出的彩色指某些不透明矿物表面氧化薄膜引起反射光的干涉而呈现出的彩色。
如斑铜矿表如斑铜矿表面的蓝、靛、红、紫斑驳色面的蓝、靛、红、紫斑驳色② ② ② ② 晕色晕色晕色晕色(iridescence)(iridescence)(iridescence)(iridescence)：：：：指某些透明矿物内部平行密集的解理面或裂隙面对光连续反射使矿物表面出现指某些透明矿物内部平行密集的解理面或裂隙面对光连续反射使矿物表面出现指某些透明矿物内部平行密集的解理面或裂隙面对光连续反射使矿物表面出现指某些透明矿物内部平行密集的解理面或裂隙面对光连续反射使矿物表面出现如同彩虹般的色带如同彩虹般的色带如同彩虹般的色带如同彩虹般的色带在白云母、冰洲石、透石膏等无色透明晶体的解理面上最易见到在白云母、冰洲石、透石膏等无色透明晶体的解理面上最易见到③ ③ ③ ③ 变彩变彩变彩变彩(play of color)(play of color)(play of color)(play of color)：：：：指从不同方向观察某些透明矿物时，其不均匀分布的各种颜色会随之发生变换指从不同方向观察某些透明矿物时，其不均匀分布的各种颜色会随之发生变换指从不同方向观察某些透明矿物时，其不均匀分布的各种颜色会随之发生变换。
指从不同方向观察某些透明矿物时，其不均匀分布的各种颜色会随之发生变换这是由于矿物内部存在有许多厚度与可见光波长相当的微细叶片状或层状结构，引起光的衍这是由于矿物内部存在有许多厚度与可见光波长相当的微细叶片状或层状结构，引起光的衍射、干涉作用所致例如，拉长石即具有美丽的蓝绿、金黄、红紫等连续改变的变彩；贵蛋射、干涉作用所致例如，拉长石即具有美丽的蓝绿、金黄、红紫等连续改变的变彩；贵蛋白石呈现蓝、绿、紫、红等色的变彩白石呈现蓝、绿、紫、红等色的变彩 ③ ③ ③ ③ 乳光乳光乳光乳光( ( ( (也称蛋白光，也称蛋白光，也称蛋白光，也称蛋白光，opalescence)opalescence)opalescence)opalescence)：：：：指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的乳白色浮光指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的乳白色浮光指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的乳白色浮光指在矿物中见到的一种类似于蛋清般略带柔和淡蓝色调的乳白色浮光它是由于它是由于矿物内部含有许多远比可见光波长为小的其他矿物或胶体微粒，使入射光发生漫反射而引起矿物内部含有许多远比可见光波长为小的其他矿物或胶体微粒，使入射光发生漫反射而引起的。
如月长石和乳蛋白石均可见到这种乳光如月长石和乳蛋白石均可见到这种乳光矿物的物理性质 2 2、矿物的呈色（致色）机理、矿物的呈色（致色）机理①①①①含过渡型离子的矿物含过渡型离子的矿物含过渡型离子的矿物含过渡型离子的矿物————————离子内部电子跃迁离子内部电子跃迁离子内部电子跃迁离子内部电子跃迁(internal (internal (internal (internal electron transition)electron transition)electron transition)electron transition)：：：： 当自然光照射时，矿物中致色元素离子吸收光能而从基态跃迁到激发当自然光照射时，矿物中致色元素离子吸收光能而从基态跃迁到激发态矿物将呈现所吸收色光的补色矿物将呈现所吸收色光的补色 （外电子层（外电子层d d轨道或轨道或f f轨道能级分裂，能级间的能量差与可见光中的某种波长的光波轨道能级分裂，能级间的能量差与可见光中的某种波长的光波相当而致其被吸收，又称相当而致其被吸收，又称d—dd—d跃迁或跃迁或f—ff—f跃迁。
跃迁② ② ② ② 含变价元素矿物含变价元素矿物含变价元素矿物含变价元素矿物————————离子间电荷转移离子间电荷转移离子间电荷转移离子间电荷转移(interionic charge (interionic charge (interionic charge (interionic charge transfer)transfer)transfer)transfer)：：：： 在外加能量的激发下，矿物晶体结构中变价元素的相邻离子之间发生在外加能量的激发下，矿物晶体结构中变价元素的相邻离子之间发生电子跃迁电子跃迁( (称为电荷转移称为电荷转移) )，而使矿物致色而使矿物致色 如如FeFe2+2+与与FeFe3+3+，，MnMn2+2+与与MnMn3+3+或或TiTi3+3+与与TiTi4+4+之间最易发生电荷转移例如蓝闪石即是由于之间最易发生电荷转移例如蓝闪石即是由于结构中存在结构中存在FeFe2+2+与与FeFe3+3+之间的电荷转移而呈蓝色之间的电荷转移而呈蓝色 矿物的物理性质 ③③③③自然金属或硫化物矿物自然金属或硫化物矿物自然金属或硫化物矿物自然金属或硫化物矿物————————能带间电子跃迁能带间电子跃迁能带间电子跃迁能带间电子跃迁(interband (interband (interband (interband transition)transition)transition)transition)：：：： 能带理论认为，矿物中的原子或离子，其外层电子均处于一定的能带。
能带的下能带理论认为，矿物中的原子或离子，其外层电子均处于一定的能带能带的下部为部为价带价带(valence band)(valence band)，上部为，上部为导带导带(conduction band)(conduction band)，两者间为，两者间为禁带禁带(forbidden band) (forbidden band) 矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色矿物可吸收能量高于禁带宽度的色光，使电子从价带跃迁到导带而呈色 如辰砂如辰砂(HgS)(HgS)的禁带宽度为的禁带宽度为32×10-16J32×10-16J，相当于，相当于620nm620nm的波长，故矿物能吸收除红的波长，故矿物能吸收除红光以外的其它色光而呈红色光以外的其它色光而呈红色④④④④碱金属和碱土金属化合物矿物碱金属和碱土金属化合物矿物碱金属和碱土金属化合物矿物碱金属和碱土金属化合物矿物————————色心色心色心色心(color centre)(color centre)(color centre)(color centre)：：：： 色心是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷，它能引起相应的电子跃迁而使矿色心是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷，它能引起相应的电子跃迁而使矿色心是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷，它能引起相应的电子跃迁而使矿色心是一种能选择性吸收可见光波的晶格缺陷，它能引起相应的电子跃迁而使矿物呈色。
物呈色 如萤石如萤石(CaF2)(CaF2)的紫色、石盐的紫色、石盐(NaCl)(NaCl)的蓝色即分别是因晶格中的蓝色即分别是因晶格中F-F-空位和空位和Cl-Cl-空位所空位所引起的引起的F F心所致 矿物的物理性质 n n说明：说明：说明：说明：n nA A A A））））能够使矿物呈色的过渡型离子称为色素离子能够使矿物呈色的过渡型离子称为色素离子(chromophoric ion)(chromophoric ion)主要有周期表中第四周期的周期表中第四周期的TiTi、、V V、、CrCr、、MnMn、、FeFe、、CoCo、、NiNi，以及次要的，以及次要的W W、、MoMo、、U U、、CuCu和稀土元素的离子，其中最常见的是通常分别使矿物致绿色和褐红色的和稀土元素的离子，其中最常见的是通常分别使矿物致绿色和褐红色的Fe2+Fe2+和和Fe3+Fe3+n nB B B B））））对于仅由惰性气体型离子所构成的矿物，因其基态与激发态能级间的能量对于仅由惰性气体型离子所构成的矿物，因其基态与激发态能级间的能量差远比可见光的能量为大，可见光不能激发电子而使其发生跃迁，即矿物对差远比可见光的能量为大，可见光不能激发电子而使其发生跃迁，即矿物对可见光不吸收，故呈现无色或白色。
可见光不吸收，故呈现无色或白色矿物的物理性质 （二）矿物的条痕：（二）矿物的条痕： 1 1 1 1、条痕、条痕、条痕、条痕(streak)(streak)(streak)(streak)的概念：的概念：的概念：的概念：矿物的条痕是矿物粉末的颜色通常是指矿物在白色无釉瓷板上矿物的条痕是矿物粉末的颜色通常是指矿物在白色无釉瓷板上矿物的条痕是矿物粉末的颜色通常是指矿物在白色无釉瓷板上矿物的条痕是矿物粉末的颜色通常是指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色擦划所留下的粉末的颜色擦划所留下的粉末的颜色擦划所留下的粉末的颜色 2 2 2 2、矿物的条痕的意义：、矿物的条痕的意义：、矿物的条痕的意义：、矿物的条痕的意义：能消除假色、减弱他色、突出自色能消除假色、减弱他色、突出自色能消除假色、减弱他色、突出自色能消除假色、减弱他色、突出自色 条痕对于鉴定不透明矿物和鲜艳彩色的透明条痕对于鉴定不透明矿物和鲜艳彩色的透明条痕对于鉴定不透明矿物和鲜艳彩色的透明条痕对于鉴定不透明矿物和鲜艳彩色的透明————半透明矿物，尤其半透明矿物，尤其半透明矿物，尤其半透明矿物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具有重要意义。
是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具有重要意义是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具有重要意义是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具有重要意义根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的形成条件形成条件形成条件形成条件 矿物的物理性质 矿物的物理性质 （三）矿物的透明度（三）矿物的透明度1 1 1 1、矿物透明度、矿物透明度、矿物透明度、矿物透明度(transparency(transparency(transparency(transparency或或或或diaphaneity)diaphaneity)diaphaneity)diaphaneity)的概念：的概念：的概念：的概念：透明度是指矿物允许可见光透过的程度透明度是指矿物允许可见光透过的程度透明度是指矿物允许可见光透过的程度透明度是指矿物允许可见光透过的程度一般将矿物的透明度划分为三级：一般将矿物的透明度划分为三级：一般将矿物的透明度划分为三级：一般将矿物的透明度划分为三级：(1) (1) (1) (1) 透明透明透明透明(transparent(transparent(transparent(transparent或或或或diaphanous)diaphanous)diaphanous)diaphanous)：：：：能允许绝大部分光透过，矿物条痕常为无色、白色或略浅色。
如石英、方解石和普能允许绝大部分光透过，矿物条痕常为无色、白色或略浅色如石英、方解石和普通角闪石等通角闪石等(2) (2) (2) (2) 半透明半透明半透明半透明(translucent)(translucent)(translucent)(translucent)：：：：可允许部分光透过，矿物条痕呈各种彩色可允许部分光透过，矿物条痕呈各种彩色( (如红、褐等色如红、褐等色) )如辰砂、雄黄和黑钨矿如辰砂、雄黄和黑钨矿等(3) (3) (3) (3) 不透明不透明不透明不透明(opaque)(opaque)(opaque)(opaque)：：：：基本不允许光透过，矿物具黑色或金属色条痕如方铅矿、磁铁矿和石墨等基本不允许光透过，矿物具黑色或金属色条痕如方铅矿、磁铁矿和石墨等2 2 2 2、判别透明度等级的依据：、判别透明度等级的依据：、判别透明度等级的依据：、判别透明度等级的依据：1 1 1 1））））矿物边缘的透光程度＋条痕；矿物边缘的透光程度＋条痕；2 2 2 2））））0.03mm0.03mm厚度的矿物薄片，在偏光显微镜下观察厚度的矿物薄片，在偏光显微镜下观察矿物的物理性质 3 3、影响透明度的因素：、影响透明度的因素：1 1 1 1）化学组成和晶体结构。
化学组成和晶体结构化学组成和晶体结构化学组成和晶体结构吸收系数大的矿物，其透明度即低一般地，金属晶格吸收系数大的矿物，其透明度即低一般地，金属晶格吸收系数大的矿物，其透明度即低一般地，金属晶格吸收系数大的矿物，其透明度即低一般地，金属晶格由于内部存在着自由电子，因而其对光的吸收比原子晶格由于内部存在着自由电子，因而其对光的吸收比原子晶格由于内部存在着自由电子，因而其对光的吸收比原子晶格由于内部存在着自由电子，因而其对光的吸收比原子晶格和离子晶格要强得多而离子晶格的吸收程度又因离子类和离子晶格要强得多而离子晶格的吸收程度又因离子类和离子晶格要强得多而离子晶格的吸收程度又因离子类和离子晶格要强得多而离子晶格的吸收程度又因离子类型而异：铜型离子对光的吸收很强，过渡型离子、惰性气型而异：铜型离子对光的吸收很强，过渡型离子、惰性气型而异：铜型离子对光的吸收很强，过渡型离子、惰性气型而异：铜型离子对光的吸收很强，过渡型离子、惰性气体型离子的吸收能力则依次降低体型离子的吸收能力则依次降低体型离子的吸收能力则依次降低体型离子的吸收能力则依次降低2 2 2 2）颜色深浅和厚度；）颜色深浅和厚度；）颜色深浅和厚度；）颜色深浅和厚度；3 3 3 3）矿物中的裂隙、包裹体；）矿物中的裂隙、包裹体；）矿物中的裂隙、包裹体；）矿物中的裂隙、包裹体；4 4 4 4）矿物的集合方式；）矿物的集合方式；）矿物的集合方式；）矿物的集合方式；5 5 5 5）表面风化程度。
表面风化程度表面风化程度表面风化程度矿物的物理性质 （四）矿物的光泽（四）矿物的光泽1 1、矿物光泽、矿物光泽(luster)(luster)的概念：的概念：指矿物表面对可见光的反射能力矿物对光的折射和吸收越强，反光能力越大，指矿物表面对可见光的反射能力矿物对光的折射和吸收越强，反光能力越大，光泽越强，反之则弱光泽越强，反之则弱2 2、矿物光泽的等级：、矿物光泽的等级：(1) (1) (1) (1) 金属光泽金属光泽金属光泽金属光泽(metallic luster)(metallic luster)(metallic luster)(metallic luster)：：：：(2) (2) (2) (2) 半金属光泽半金属光泽半金属光泽半金属光泽(submetallic luster)(submetallic luster)(submetallic luster)(submetallic luster)：：：：(3) (3) (3) (3) 金刚光泽金刚光泽金刚光泽金刚光泽(adamantine luster)(adamantine luster)(adamantine luster)(adamantine luster)：：：：(4) (4) (4) (4) 玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽(vitreous luster)(vitreous luster)(vitreous luster)(vitreous luster)：：：：矿物的物理性质 注意：注意：矿物肉眼鉴定时，根据矿物新鲜平滑的晶面、解理面或磨光面上反光能矿物肉眼鉴定时，根据矿物新鲜平滑的晶面、解理面或磨光面上反光能力的强弱，同时配合矿物的条痕和透明度进行光泽等级的判定。
力的强弱，同时配合矿物的条痕和透明度进行光泽等级的判定n n金刚光泽、玻璃光泽（半金属光泽）统称为非金属光泽金刚光泽、玻璃光泽（半金属光泽）统称为非金属光泽金刚光泽（辰砂）金刚光泽（辰砂）金属光泽（金）金属光泽（金）半金属光泽半金属光泽（针铁矿）（针铁矿）玻璃光泽玻璃光泽（水镁石）（水镁石）金属光泽金属光泽（黄铁矿）（黄铁矿）半金属光泽半金属光泽（铬铁矿）（铬铁矿）金刚光泽金刚光泽（金刚石）（金刚石）玻璃光泽玻璃光泽（水晶）（水晶）矿物的物理性质 3 3、矿物的特殊光泽：、矿物的特殊光泽：(1) (1) (1) (1) 油脂光泽油脂光泽油脂光泽油脂光泽(greasy luster)(greasy luster)(greasy luster)(greasy luster)：：：：(2) (2) (2) (2) 树脂光泽树脂光泽树脂光泽树脂光泽(resinous luster)(resinous luster)(resinous luster)(resinous luster)：：：：(3) (3) (3) (3) 沥青光泽沥青光泽沥青光泽沥青光泽(pitchy luster)(pitchy luster)(pitchy luster)(pitchy luster)：：：：(4) (4) (4) (4) 蜡状光泽蜡状光泽蜡状光泽蜡状光泽(waxy luster)(waxy luster)(waxy luster)(waxy luster)：：：：(5) (5) (5) (5) 丝绢光泽丝绢光泽丝绢光泽丝绢光泽(silky luster)(silky luster)(silky luster)(silky luster)：：：：(6)(6)(6)(6)珍珠光泽珍珠光泽珍珠光泽珍珠光泽(pearly luster)(pearly luster)(pearly luster)(pearly luster)：：：：(7) (7) (7) (7) 土状光泽土状光泽土状光泽土状光泽(earthy luster)(earthy luster)(earthy luster)(earthy luster)：：：：矿物的物理性质 一般来说，具金属键的矿物，一般呈现金属或一般来说，具金属键的矿物，一般呈现金属或半金属光泽；具共价键、离子键或分子键的矿物半金属光泽；具共价键、离子键或分子键的矿物呈现金刚光泽或玻璃光泽。
呈现金刚光泽或玻璃光泽矿物的物理性质 珍珠光泽（白云石）珍珠光泽（白云石）丝绢光泽（石棉）丝绢光泽（石棉）土状光泽（高岭土）土状光泽（高岭土）矿物的物理性质 二二 矿物的力学性质矿物的力学性质矿物的力学性质矿物的力学性质矿物的力学性质矿物的力学性质(mechanical properties)(mechanical properties)(mechanical properties)(mechanical properties)是指矿物在外是指矿物在外是指矿物在外是指矿物在外力力力力( ( ( (如敲打、挤压、拉引和刻划等如敲打、挤压、拉引和刻划等如敲打、挤压、拉引和刻划等如敲打、挤压、拉引和刻划等) ) ) )作用下所表现出来的性质作用下所表现出来的性质作用下所表现出来的性质作用下所表现出来的性质 包括：包括：包括：包括： 解理、裂开和断口；解理、裂开和断口；解理、裂开和断口；解理、裂开和断口； 硬度；硬度；硬度；硬度； 脆性；脆性；脆性；脆性； 延展性；延展性；延展性；延展性； 弹性和挠性。
弹性和挠性弹性和挠性弹性和挠性矿物的物理性质 ( (一一) ) 矿物的解理、裂开和断口矿物的解理、裂开和断口 1 1 1 1、解理、解理、解理、解理(cleavage)(cleavage)（（1 1）解理的概念）解理的概念 矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一定结晶学方向破裂成一系列光矿物晶体在应力（敲打、挤压等）作用下，沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平面称为解理面滑平面的固有特性称为解理，这些光滑的平面称为解理面(cleavage plane)(cleavage plane)2 2 2 2）解理的分级）解理的分级）解理的分级）解理的分级：：：： 通常按照破裂的难易程度，将解理分为五个等级通常按照破裂的难易程度，将解理分为五个等级I.I.I.I.极完全解理极完全解理极完全解理极完全解理(eminent cleavage)(eminent cleavage)(eminent cleavage)(eminent cleavage)：：：：矿物受力后矿物受力后极易极易极易极易裂成裂成薄片薄片薄片薄片，，如云母的｛，，如云母的｛001001｝解理；石墨的｛｝解理；石墨的｛00010001｝解理｝解理 II. II. II. II. 完全解理完全解理完全解理完全解理(perfect cleavage)(perfect cleavage)(perfect cleavage)(perfect cleavage)：：：：矿物受力后矿物受力后易易易易裂成光滑的裂成光滑的平面平面平面平面或规则的或规则的解理块解理块解理块解理块，常见平行解理面的阶梯。
如方铅，常见平行解理面的阶梯如方铅矿的｛矿的｛100100｝解理；方解石的｛｝解理；方解石的｛10101 11 1｝解理等｝解理等III. III. III. III. 中等解理中等解理中等解理中等解理(good or fair cleavage)(good or fair cleavage)(good or fair cleavage)(good or fair cleavage)：：：：解理面较小解理面较小解理面较小解理面较小而不很平滑，且而不很平滑，且不太连续不太连续不太连续不太连续，常呈阶梯状，如蓝晶石的｛，常呈阶梯状，如蓝晶石的｛010010｝解理等｝解理等IV. IV. IV. IV. 不完全解理不完全解理不完全解理不完全解理(poor or imperfect cleavage)(poor or imperfect cleavage)(poor or imperfect cleavage)(poor or imperfect cleavage)：：：：V. V. V. V. 极不完全解理极不完全解理极不完全解理极不完全解理(cleavage in traces)(cleavage in traces)(cleavage in traces)(cleavage in traces)：：：：矿物的物理性质 (3)(3)(3)(3)解理发育的一般规律及其主要影响因素有：解理发育的一般规律及其主要影响因素有：解理发育的一般规律及其主要影响因素有：解理发育的一般规律及其主要影响因素有：（（I I）解理沿着晶格中面网密度最大的方向发育。
例如金刚石平）解理沿着晶格中面网密度最大的方向发育例如金刚石平行｛行｛100100｝、｛｝、｛110110｝、｛｝、｛111111｝的面网间距分别为｝的面网间距分别为0.089nm0.089nm、、0.126nm0.126nm、、0.154nm0.154nm，因而其解理沿｛，因而其解理沿｛111111｝产生IIII）解理面平行于由异号离子组成的电性中和面例如石盐）解理面平行于由异号离子组成的电性中和面例如石盐具平行｛具平行｛100100｝解理IIIIIIIIIIII）当相邻面网为同号离子组成的面网时，解理面易平行于）当相邻面网为同号离子组成的面网时，解理面易平行于）当相邻面网为同号离子组成的面网时，解理面易平行于）当相邻面网为同号离子组成的面网时，解理面易平行于该面网发育该面网发育该面网发育该面网发育如萤石结构中，｛如萤石结构中，｛111111｝面网的间距虽非最大，但该方｝面网的间距虽非最大，但该方向存在均由向存在均由F F- -离子组成的相邻面网，由于静电斥力使其面网间联结力离子组成的相邻面网，由于静电斥力使其面网间联结力弱，导致解理沿｛弱，导致解理沿｛111111｝面网产生｝面网产生。
（（（（IVIVIVIV）解理面易平行于晶体内化学键最强的方向发育解理面易平行于晶体内化学键最强的方向发育解理面易平行于晶体内化学键最强的方向发育解理面易平行于晶体内化学键最强的方向发育对多键对多键型的分子晶格，解理面平行于由分子键联结的面网，如石墨具层状结型的分子晶格，解理面平行于由分子键联结的面网，如石墨具层状结构，层内键力远比层间的分子键强，故其解理平行｛构，层内键力远比层间的分子键强，故其解理平行｛00010001｝矿物的物理性质 注意：注意：1）解理是某些晶体固有的性质，解理面总是平行晶格中特定的面网，它既表现出明显的异向性，也反映了晶体的对称性2）描述：单形符号----方向、组数、夹角 等级3）解理的概念只适用于矿物显晶质单晶体矿物的物理性质 (4)(4)解理面和晶面的区别：解理面和晶面的区别：（（（（1 1 1 1）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现；）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现；）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现；）本质上说，晶面受力消失，解理面受力后出现；（（（（2 2 2 2）晶面黯淡，解理面光亮；）晶面黯淡，解理面光亮；）晶面黯淡，解理面光亮；）晶面黯淡，解理面光亮；（（（（3 3 3 3）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦，或）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦，或）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦，或）晶面微观不平坦，常有晶面花纹，解理面平坦，或出现规则解理台阶。
出现规则解理台阶出现规则解理台阶出现规则解理台阶矿物的物理性质 2 2 2 2裂开裂开裂开裂开（（（（1 1 1 1））））裂开裂开( (或称裂理，或称裂理，parting)parting) 是指某些矿物晶体在应力作用下，有时可沿着晶格内一定的结晶方向破裂成是指某些矿物晶体在应力作用下，有时可沿着晶格内一定的结晶方向破裂成平面的性质裂开的平面称为裂开面平面的性质裂开的平面称为裂开面(parting plane)(parting plane)2 2 2 2））））裂开裂开————解理区别解理区别 产生的原因不同表示方式相同产生的原因不同表示方式相同————单形符号单形符号 裂开：裂开：杂质夹层杂质夹层、、聚片双晶聚片双晶的接合面不是矿物本身固有的特性的接合面不是矿物本身固有的特性 解理：结构决定矿物本身固有的特性解理：结构决定矿物本身固有的特性 如某些含钛磁铁矿可见平行｛如某些含钛磁铁矿可见平行｛111111｝的裂开；方解石在应力作用下，常可沿｝的裂开；方解石在应力作用下，常可沿｛｛01011 12 2｝聚片双晶裂开等。
｝聚片双晶裂开等 裂开面不直接受晶体结构控制因而裂开不是矿物本身固有的特性，它只出现裂开面不直接受晶体结构控制因而裂开不是矿物本身固有的特性，它只出现于某些矿物在特定环境下形成的某些晶体上于某些矿物在特定环境下形成的某些晶体上矿物的物理性质 3 3断口断口(fracture) (fracture) 断口是矿物受力后沿任意方向破裂而形成的断面，称为断口是矿物受力后沿任意方向破裂而形成的断面，称为断口是矿物受力后沿任意方向破裂而形成的断面，称为断口是矿物受力后沿任意方向破裂而形成的断面，称为断口常见的矿物断口，主要有如下几种：常见的矿物断口，主要有如下几种：常见的矿物断口，主要有如下几种：常见的矿物断口，主要有如下几种：(1) (1) (1) (1) 贝壳状断口贝壳状断口贝壳状断口贝壳状断口(conchoidal fracture)(conchoidal fracture)(conchoidal fracture)(conchoidal fracture)(2) (2) (2) (2) 锯齿状断口锯齿状断口锯齿状断口锯齿状断口(hackly fracture) (hackly fracture) (hackly fracture) (hackly fracture) (3) (3) (3) (3) 参差状断口参差状断口参差状断口参差状断口(uneven fracture) (uneven fracture) (uneven fracture) (uneven fracture) (4) (4) (4) (4) 平坦状断口平坦状断口平坦状断口平坦状断口(even fracture) (even fracture) (even fracture) (even fracture) (5) (5) (5) (5) 土状断口土状断口土状断口土状断口(earthy fracture) (earthy fracture) (earthy fracture) (earthy fracture) (6) (6) (6) (6) 纤维状断口纤维状断口纤维状断口纤维状断口(fibrous fracture) (fibrous fracture) (fibrous fracture) (fibrous fracture) 矿物的物理性质 ( (二二) ) 矿物的硬度矿物的硬度1 1、矿物的硬度、矿物的硬度(hardness)(hardness)：：是指矿物抵抗外来机械作用是指矿物抵抗外来机械作用是指矿物抵抗外来机械作用是指矿物抵抗外来机械作用( ( ( (如刻划、压入或研磨等如刻划、压入或研磨等如刻划、压入或研磨等如刻划、压入或研磨等) ) ) )的能力。
它的能力它的能力它的能力它是鉴定矿物的重要特征之一是鉴定矿物的重要特征之一是鉴定矿物的重要特征之一是鉴定矿物的重要特征之一 2 2、测定硬度的方法：、测定硬度的方法： 大致可分为刻划法、压入法、研磨法等，其中前两种目前应用大致可分为刻划法、压入法、研磨法等，其中前两种目前应用大致可分为刻划法、压入法、研磨法等，其中前两种目前应用大致可分为刻划法、压入法、研磨法等，其中前两种目前应用最广1 1 1 1）刻划法1812181218121812年奥地利年奥地利年奥地利年奥地利Friedrich MohsFriedrich MohsFriedrich MohsFriedrich Mohs提出用十种硬度递提出用十种硬度递提出用十种硬度递提出用十种硬度递增的矿物为标准来测定矿物的相对硬度，以确定矿物抵抗外来刻划增的矿物为标准来测定矿物的相对硬度，以确定矿物抵抗外来刻划增的矿物为标准来测定矿物的相对硬度，以确定矿物抵抗外来刻划增的矿物为标准来测定矿物的相对硬度，以确定矿物抵抗外来刻划的能力，此即摩斯硬度计的能力，此即摩斯硬度计的能力，此即摩斯硬度计的能力，此即摩斯硬度计(Mohs scale of hardness)(Mohs scale of hardness)(Mohs scale of hardness)(Mohs scale of hardness)。
摩氏硬度计：摩氏硬度计：摩氏硬度计：摩氏硬度计：1 1 1 1－滑石；－滑石；－滑石；－滑石；2 2 2 2－石膏；－石膏；－石膏；－石膏；3 3 3 3－方解石；－方解石；－方解石；－方解石；4 4 4 4－萤石；－萤石；－萤石；－萤石；5 5 5 5－磷灰石；－磷灰石；－磷灰石；－磷灰石；6 6 6 6－长石；－长石；－长石；－长石；7 7 7 7－石英；－石英；－石英；－石英；8 8 8 8－黄玉；－黄玉；－黄玉；－黄玉；9 9 9 9－刚玉；－刚玉；－刚玉；－刚玉；10101010－金刚石－金刚石－金刚石－金刚石 指甲指甲指甲指甲(2.0(2.0(2.0(2.0～～～～2.5)2.5)2.5)2.5)、小钢刀、小钢刀、小钢刀、小钢刀(5(5(5(5～～～～6)6)6)6)、铜针、铜针、铜针、铜针(3)(3)(3)(3)、玻璃、玻璃、玻璃、玻璃(5.5(5.5(5.5(5.5～～～～6.0)6.0)6.0)6.0)、钢针、钢针、钢针、钢针(5.5(5.5(5.5(5.5～～～～6.0)6.0)6.0)6.0)矿物的物理性质 3 3、影响矿物硬度的主要因素：、影响矿物硬度的主要因素：（（1 1）化学键的类型及强度。
化学键的类型及强度 一般地，典型原子晶格一般地，典型原子晶格> >离子晶格离子晶格> > 金属晶格金属晶格> >分分子晶格子晶格> >氢键为主的矿物氢键为主的矿物2 2）含）含H H2 2O O或或OHOH- -者硬度通常都很低者硬度通常都很低如石膏如石膏(Ca(Ca［［SO4SO4］］·2H2O)·2H2O)和硬石膏和硬石膏(Ca(Ca［［SO4SO4］］) )的硬度分别为的硬度分别为2 2和和3 3～～3.53.5矿物的物理性质 3 3、影响矿物硬度的主要因素：、影响矿物硬度的主要因素：（（3 3）离子晶格矿物：）离子晶格矿物：当矿物结构类型相同当矿物结构类型相同当矿物结构类型相同当矿物结构类型相同( ( ( (等型结构等型结构等型结构等型结构) ) ) )时，若离子电价也相同，时，若离子电价也相同，时，若离子电价也相同，时，若离子电价也相同，则矿物的硬度随离子半径的减小而增高则矿物的硬度随离子半径的减小而增高则矿物的硬度随离子半径的减小而增高则矿物的硬度随离子半径的减小而增高例：例：rMgrMg2+2+＝＝0.066nm0.066nm，，rCarCa2+2+＝＝0.108nm——H0.108nm——H菱镁矿菱镁矿(Mg(Mg［［CO3CO3］］)=3.5)=3.5～～4.5>H4.5>H方解石方解石(Ca(Ca［［CO3CO3］］)(3) )(3) 若离子半径相近，则离子电价越高的矿物硬度越大。
若离子半径相近，则离子电价越高的矿物硬度越大若离子半径相近，则离子电价越高的矿物硬度越大若离子半径相近，则离子电价越高的矿物硬度越大例例: rCa: rCa2+2+ⅧⅧ=0.112nm, rTh=0.112nm, rTh4+4+ⅧⅧ=0.105nm——H=0.105nm——H萤石萤石(CaF(CaF2 2)= 4
矿物的物理性质 ( (三三) ) 矿物的弹性与挠性矿物的弹性与挠性 1 1、矿物的弹性、矿物的弹性(elasticity)(elasticity)：： 矿物在外力作用下发生弯曲形变，当外力撤除后，在弹性限度内能够自行恢复原状的性质，称为弹性 具层状结构的云母及链状结构的角闪石石棉表现出明显的弹性 2 2、矿物的、矿物的挠性挠性(flexibility)：： 某些矿物在撤除使其发生弯曲形变的外力后，不能恢复原状，这种性质称为挠性如滑石、绿泥石、蛭石、石墨和辉钼矿等 3、弹性和挠性的本质：弹性和挠性的本质： 矿物的弹性和挠性取决于晶格内结构层间或链间键力的强弱如果键力很微弱，受力时基本上不产生内应力，故形变后内部无力促使晶格恢复到原状而表现出挠性；反之则表现出弹性矿物的物理性质 ( (四四) ) 矿物的脆性与延展性矿物的脆性与延展性 1 1 1 1、矿物的脆性、矿物的脆性、矿物的脆性、矿物的脆性(brittleness)(brittleness)(brittleness)(brittleness)：：：：是指矿物受外力作用时易发生碎裂的性质，它与矿物的硬度无关。
自然界绝大是指矿物受外力作用时易发生碎裂的性质，它与矿物的硬度无关自然界绝大多数非金属晶格矿物都具有脆性，如自然硫、萤石、黄铁矿、石榴子石和金刚石等多数非金属晶格矿物都具有脆性，如自然硫、萤石、黄铁矿、石榴子石和金刚石等2 2 2 2、矿物的延展性、矿物的延展性、矿物的延展性、矿物的延展性(ductility)(ductility)(ductility)(ductility)：：：：矿物受外力拉引时易成为细丝的性质称为延性矿物受外力拉引时易成为细丝的性质称为延性(ductility)(ductility)，指矿物在锤击或碾，指矿物在锤击或碾压下易形变成薄片的性质称为矿物的展性压下易形变成薄片的性质称为矿物的展性(malleability)(malleability)物体的延性和展性往往总物体的延性和展性往往总是同时并存，故一般统称为延展性是同时并存，故一般统称为延展性(ductility)(ductility)3 3 3 3、矿物延展性的本质：、矿物延展性的本质：、矿物延展性的本质：、矿物延展性的本质：它是矿物受外力作用发生晶格滑移形变的一种表现，是金属键矿物的一种特性它是矿物受外力作用发生晶格滑移形变的一种表现，是金属键矿物的一种特性。
自然金属元素矿物，如自然金、自然银和自然铜等均具强延展性；某些硫化物矿物，自然金属元素矿物，如自然金、自然银和自然铜等均具强延展性；某些硫化物矿物，如辉铜矿等也表现出一定的延展性如辉铜矿等也表现出一定的延展性肉眼鉴定矿物时，用小刀刻划矿物表面，若留下光亮的沟痕，而不出现粉末或肉眼鉴定矿物时，用小刀刻划矿物表面，若留下光亮的沟痕，而不出现粉末或碎粒，则矿物具延展性，借此可区别于脆性矿物碎粒，则矿物具延展性，借此可区别于脆性矿物矿物的物理性质 三三 矿物的其它性质矿物的其它性质包括：矿物的密度、磁性、电性等矿物的物理性质 （一）（一） 矿物的相对密度矿物的相对密度1 1 1 1、矿物的密度、矿物的密度、矿物的密度、矿物的密度(density)(density)(density)(density)：：：： 指矿物单位体积的质量，其单位为指矿物单位体积的质量，其单位为g/cmg/cm3 3它可以根据矿物的晶胞大小及其它可以根据矿物的晶胞大小及其所含的分子数和分子量计算得出例如，石英的密度为所含的分子数和分子量计算得出例如，石英的密度为2.65g/cm2.65g/cm3 3；；4°C4°C时纯水的密时纯水的密度为度为1g/cm1g/cm3 3。
2 2 2 2、矿物的相对密度、矿物的相对密度、矿物的相对密度、矿物的相对密度(relative density):(relative density):(relative density):(relative density): 指纯净的单矿物在空气中的质量与指纯净的单矿物在空气中的质量与4°C4°C时同体积的水的质量之比无量纲）时同体积的水的质量之比无量纲）3 3 3 3、矿物、矿物、矿物、矿物相对密度分级：相对密度分级： (1) (1) 轻级：轻级：轻级：轻级：相对密度小于相对密度小于2.52.5 如石墨如石墨(2.09(2.09～～2.23)2.23)，石盐，石盐(2.1(2.1～～2.2)2.2)和石膏和石膏(2.3)(2.3)等(2) (2) 中级中级中级中级：：：：相对密度在相对密度在2.52.5～～4 4之间 大多数非金属矿物属此级别大多数非金属矿物属此级别 如石英如石英(2.65)(2.65)，萤石，萤石(3.18)(3.18)和金刚石和金刚石(3.52)(3.52)等(3) (3) 重级重级重级重级：：：：相对密度大于相对密度大于4 4。
硫化物及自然金属元素矿物如黄铁矿硫化物及自然金属元素矿物如黄铁矿(4.9(4.9～～5.2)5.2)，自然金，自然金(1.56(1.56～～1.93) 1.93) 矿物的物理性质 4 4、影响矿物相对密度的主要因素：、影响矿物相对密度的主要因素：（（1 1）组成元素的原子量越大，相对密度越大组成元素的原子量越大，相对密度越大2 2）半径增大，相对密度减小半径增大，相对密度减小（（3 3）质点堆积越紧密，即原子或离子的配位）质点堆积越紧密，即原子或离子的配位数越高的，其相对密度则越大数越高的，其相对密度则越大4 4）高压环境下形成的矿物的相对密度较大；）高压环境下形成的矿物的相对密度较大；高温下相对密度较小高温下相对密度较小矿物的物理性质 （二）（二） 矿物的磁性矿物的磁性1 1、矿物的磁性、矿物的磁性(magnetism)(magnetism)：：：：是指矿物能被外磁场吸引、排斥或对外界产生磁场的性质是指矿物能被外磁场吸引、排斥或对外界产生磁场的性质2 2、矿物的磁性分类：、矿物的磁性分类：（（1 1））磁性矿物磁性矿物磁性矿物磁性矿物(magnetic mineral)(magnetic mineral) ：：：：包括包括铁磁性铁磁性铁磁性铁磁性(ferromagnetism)((ferromagnetism)(如自然铁等如自然铁等) )和和亚铁磁性亚铁磁性亚铁磁性亚铁磁性(ferrimagnetism)((ferrimagnetism)(磁黄磁黄铁矿和磁铁矿等铁矿和磁铁矿等) )矿物。
在外磁场被强烈磁化，矿物在外磁场被强烈磁化，磁化方向与外磁场方向相同磁化方向与外磁场方向相同，，既可既可被被永久磁铁所吸引，又能吸引铁质物体永久磁铁所吸引，又能吸引铁质物体2 2 2 2）电磁性矿物）电磁性矿物）电磁性矿物）电磁性矿物(electromagnetic mineral)(electromagnetic mineral)包括反铁磁性包括反铁磁性(antiferromagnetism) ((antiferromagnetism) (赤铁矿、自然铂和方锰矿等赤铁矿、自然铂和方锰矿等) )和顺磁性和顺磁性(paramagnetism) ((paramagnetism) (如黑云母、普通辉石和黑钨矿等如黑云母、普通辉石和黑钨矿等) ) 在外磁场中在外磁场中磁化微弱，与外磁化微弱，与外磁场磁化方向相同，只能被电磁铁吸引磁场磁化方向相同，只能被电磁铁吸引3 3 3 3）抗磁性或逆磁性矿物）抗磁性或逆磁性矿物）抗磁性或逆磁性矿物）抗磁性或逆磁性矿物（（（（diamagnetism)diamagnetism)磁化方向磁化方向与外磁场方向相反与外磁场方向相反，，微略表现出被排斥微略表现出被排斥的性质的性质 ( (如方解石、萤石和自如方解石、萤石和自然银等然银等) ) 。
矿物的物理性质 4 4、肉眼鉴定时的矿物磁性分类：、肉眼鉴定时的矿物磁性分类：据矿物被据矿物被马蹄形磁铁或磁化小刀吸引的马蹄形磁铁或磁化小刀吸引的马蹄形磁铁或磁化小刀吸引的马蹄形磁铁或磁化小刀吸引的强弱，将矿物分为三类：强弱，将矿物分为三类：（（（（1 1 1 1）强磁性）强磁性）强磁性）强磁性(stronger magnetism)(stronger magnetism)(stronger magnetism)(stronger magnetism)：：：：矿物块体或较大的颗粒能被吸引如磁铁矿矿物块体或较大的颗粒能被吸引如磁铁矿(2) (2) (2) (2) 弱磁性弱磁性弱磁性弱磁性(weaker magnetism)(weaker magnetism)(weaker magnetism)(weaker magnetism)：：：：矿物粉末能被吸引如铬铁矿矿物粉末能被吸引如铬铁矿(3) (3) (3) (3) 无磁性无磁性无磁性无磁性(non(non(non(nonmagnetism)magnetism)magnetism)magnetism)：：：：矿物粉末也不能被吸引。
如黄铁矿矿物粉末也不能被吸引如黄铁矿矿物的物理性质 （三）（三） 矿物的电性与放射性矿物的电性与放射性 1 1导电性和介电性导电性和介电性 （（1 1）矿物的导电性）矿物的导电性(electric conductivity)(electric conductivity)：： （（a a）具有金属键的自然元素矿物和某些金属硫化物为）具有金属键的自然元素矿物和某些金属硫化物为电的良导体电的良导体(conductor)(conductor)，如自然铜、石墨、辉铜矿和镍黄，如自然铜、石墨、辉铜矿和镍黄铁矿等；铁矿等； （（b b）离子键或共价键矿物具弱导电性或不导电，）离子键或共价键矿物具弱导电性或不导电，非金属矿物为绝缘体非金属矿物为绝缘体(insulator)(insulator)，如石棉、白云母、石英，如石棉、白云母、石英和石膏等；和石膏等； （（c c）大部分深色硫化物、硫盐和氧化物，当温度）大部分深色硫化物、硫盐和氧化物，当温度升高时，导电性增强，温度降低时则不导电，为半导体升高时，导电性增强，温度降低时则不导电，为半导体(semiconductor)(semiconductor)，如闪锌矿、黄铁矿及，如闪锌矿、黄铁矿及ⅡⅡ型金刚石等。
型金刚石等矿物的物理性质 （（2 2）矿物的介电性）矿物的介电性(dielectricity)(dielectricity)：：：：指指指指不导电的不导电的不导电的不导电的( ( ( (即电介质的，即电介质的，即电介质的，即电介质的，dielectric)dielectric)dielectric)dielectric)或导电性极弱或导电性极弱或导电性极弱或导电性极弱的矿物的矿物的矿物的矿物在外电场中被极化产生感应电荷在外电场中被极化产生感应电荷在外电场中被极化产生感应电荷在外电场中被极化产生感应电荷的性质，常通过测的性质，常通过测的性质，常通过测的性质，常通过测定其介电常数定其介电常数定其介电常数定其介电常数( ( ( (即电容率，即电容率，即电容率，即电容率，dielectric constant)dielectric constant)dielectric constant)dielectric constant)来研究介电常数的大小主要取决于阴、阳离子的类型、半径、介电常数的大小主要取决于阴、阳离子的类型、半径、介电常数的大小主要取决于阴、阳离子的类型、半径、介电常数的大小主要取决于阴、阳离子的类型、半径、极化率及矿物的内部结构。
极化率及矿物的内部结构极化率及矿物的内部结构极化率及矿物的内部结构硫化物和氧化物的介电常数较大硫化物和氧化物的介电常数较大硫化物和氧化物的介电常数较大硫化物和氧化物的介电常数较大————————用于矿物分选、用于矿物分选、用于矿物分选、用于矿物分选、划分成矿阶段、判断矿床成因等划分成矿阶段、判断矿床成因等划分成矿阶段、判断矿床成因等划分成矿阶段、判断矿床成因等矿物的物理性质 2 2压电性压电性压电性和热释电性均主要存在于无对称中心、具极轴压电性和热释电性均主要存在于无对称中心、具极轴( (即在该轴两端无对称关系即在该轴两端无对称关系) )的电的电介质晶体中介质晶体中1 1 1 1）矿物的压电性）矿物的压电性）矿物的压电性）矿物的压电性(piezoelectricity)(piezoelectricity)(piezoelectricity)(piezoelectricity)：：：：是指某些电介质的单晶体，当受到定向压力或张力的作用时，能使晶体垂直于应力的是指某些电介质的单晶体，当受到定向压力或张力的作用时，能使晶体垂直于应力的两侧表面上分别带有等量的相反电荷的性质若应力方向反转时，则两侧表面上的电荷易号。
两侧表面上分别带有等量的相反电荷的性质若应力方向反转时，则两侧表面上的电荷易号晶体在机械压、张应力不断交替作用下，即可产生一个交变电场，这种效应称为压电效应晶体在机械压、张应力不断交替作用下，即可产生一个交变电场，这种效应称为压电效应(piezoelectric effect). (piezoelectric effect). （短录像）（短录像）（短录像）（短录像） 矿物的物理性质 （（3 3）矿物的放射性）矿物的放射性某矿物由于含有放射性元素（如某矿物由于含有放射性元素（如U U、、ThTh、、RaRa等）而使得该矿物具有放射性等）而使得该矿物具有放射性放射性：放射性元素自发地从原子核内释放出粒子或射线，同时释放出能放射性：放射性元素自发地从原子核内释放出粒子或射线，同时释放出能量，称作放射性元素释放离子、能量的过程称作衰变过程放射性衰变可以导量，称作放射性元素释放离子、能量的过程称作衰变过程放射性衰变可以导致晶体结构破坏，甚至把晶体转变为非晶体衰变过程中释放出的粒子和能量可致晶体结构破坏，甚至把晶体转变为非晶体衰变过程中释放出的粒子和能量可以氧化临近矿物中所含的过渡金属离子（如以氧化临近矿物中所含的过渡金属离子（如FeFe2 2＋＋），使其变为高价离子，从而使），使其变为高价离子，从而使晶体结构遭受破坏。
晶体结构遭受破坏矿物的物理性质 （五）矿物的发光性（五）矿物的发光性（五）矿物的发光性（五）矿物的发光性1 1 1 1、定义：、定义：、定义：、定义：自然界有些矿物在外加能量的激发下，往往能明显地发出可见光，这种性质自然界有些矿物在外加能量的激发下，往往能明显地发出可见光，这种性质称为矿物的发光性称为矿物的发光性(luminescence)(luminescence)2 2 2 2、矿物发光的激发源：、矿物发光的激发源：、矿物发光的激发源：、矿物发光的激发源：能使矿物发光的激发源很多，主要有：紫外线、阴极射线、能使矿物发光的激发源很多，主要有：紫外线、阴极射线、X X射线、射线、γγ射线射线和高速质子流等各种高能辐射，以及加热、摩擦等和高速质子流等各种高能辐射，以及加热、摩擦等矿物发光的实质是矿物晶格中的原子或离子的外层电子受外加能量的激发时，矿物发光的实质是矿物晶格中的原子或离子的外层电子受外加能量的激发时，首先从基态跃迁到较高能级的激发态，由于激发态不稳定，受激电子随即会自发首先从基态跃迁到较高能级的激发态，由于激发态不稳定，受激电子随即会自发地分段向基态跃迁，同时将吸收的部分能量以一定波长的可见光的形式释放出来。
地分段向基态跃迁，同时将吸收的部分能量以一定波长的可见光的形式释放出来即即光－能－光转换光－能－光转换光－能－光转换光－能－光转换过程矿物的物理性质 3 3 3 3、矿物发光性的类型：、矿物发光性的类型：、矿物发光性的类型：、矿物发光性的类型：按外加激发源的不同，矿物的发光性主要可分为以下几种：按外加激发源的不同，矿物的发光性主要可分为以下几种：(1) (1) (1) (1) 热发光热发光热发光热发光( ( ( (或称热释光，或称热释光，或称热释光，或称热释光，thermoluminescence)thermoluminescence)thermoluminescence)thermoluminescence)：：：：以一定的升温速率对矿物样品加热使其发光具体地有两种研究方法：以一定的升温速率对矿物样品加热使其发光具体地有两种研究方法：① ① 天然热天然热发光发光(natural thermoluminescence)(natural thermoluminescence)，，② ② 辐射热发光辐射热发光(radiothermoluminescence) (radiothermoluminescence) 。
目前，热发光技术已广泛应用于地质学领域，用以提供矿床成因和找矿信息、矿目前，热发光技术已广泛应用于地质学领域，用以提供矿床成因和找矿信息、矿床床( (体体) )的评价和预测、地质年龄的测定、地层对比和划分、岩相古地理分析及地质温的评价和预测、地质年龄的测定、地层对比和划分、岩相古地理分析及地质温度计研究等此外，热发光还在材料、考古、陨石、核试验及环境保护等领域均有深度计研究等此外，热发光还在材料、考古、陨石、核试验及环境保护等领域均有深入和独到的应用入和独到的应用(2) (2) (2) (2) 阴极发光阴极发光阴极发光阴极发光(cathodoluminescence)(cathodoluminescence)(cathodoluminescence)(cathodoluminescence)：：：：用电子枪产生的高速电子流（阴极射线）激发矿物，导致矿物发光用电子枪产生的高速电子流（阴极射线）激发矿物，导致矿物发光阴极射线具有较高的激发密度，能使大多数矿物发光，因此，目前在矿物发光研阴极射线具有较高的激发密度，能使大多数矿物发光，因此，目前在矿物发光研究中得到更为普遍的应用例如，人们成功地利用阴极发光成像技术研究沉积岩石学究中得到更为普遍的应用。
例如，人们成功地利用阴极发光成像技术研究沉积岩石学问题：通过碳酸盐矿物的发光研究进行地层对比；对石英砂颗粒的发光研究以确定变问题：通过碳酸盐矿物的发光研究进行地层对比；对石英砂颗粒的发光研究以确定变质程度阴极发光也广泛应用于宝石鉴定方面阴极发光也广泛应用于宝石鉴定方面(3) X(3) X(3) X(3) X射线发光射线发光射线发光射线发光(X-ray luminescence)(X-ray luminescence)(X-ray luminescence)(X-ray luminescence)：：：：是用是用X X射线激发样品，导致矿物发光射线激发样品，导致矿物发光对那些在紫外光和阴极射线激发下发光特征不明显的矿物，是一种有效的手段对那些在紫外光和阴极射线激发下发光特征不明显的矿物，是一种有效的手段 矿物的物理性质 (4) (4) (4) (4) 光致发光光致发光光致发光光致发光(photoluminescence)(photoluminescence)(photoluminescence)(photoluminescence)：：：：是由紫外光或可见光等激发矿物而产生的发光现象。
是由紫外光或可见光等激发矿物而产生的发光现象这是过去矿物发光研究和鉴定的主要方法，特别是对白钨矿和金刚石的鉴定、这是过去矿物发光研究和鉴定的主要方法，特别是对白钨矿和金刚石的鉴定、找矿和选矿更为有效找矿和选矿更为有效尚有质子发光尚有质子发光(protonoluminescence)(protonoluminescence)、摩擦发光、摩擦发光(triboluminescence)(triboluminescence)和场致和场致发光发光(electroluminescence)(electroluminescence)等 按照发光持续时间的长短，将矿物发出的光分为两种：按照发光持续时间的长短，将矿物发出的光分为两种：磷光和荧光磷光和荧光磷光和荧光磷光和荧光矿物在外加能量的激发下发光，当撤除激发源后，若发光的持续时间矿物在外加能量的激发下发光，当撤除激发源后，若发光的持续时间( (即原子即原子处于激发态的平均寿命处于激发态的平均寿命) )在在1010-8-8s s以上的发光，称为以上的发光，称为磷光磷光磷光磷光(phosphorescence)(phosphorescence)，而小于，而小于1010-8-8s s的发光称的发光称荧光荧光荧光荧光(fluorescence)(fluorescence)。
矿物的物理性质 4 4 4 4、矿物发光的本质：、矿物发光的本质：、矿物发光的本质：、矿物发光的本质：1 1 1 1））））矿物的发光性几乎总是与晶格中存在微量杂质元素及因杂质而产生的晶格缺陷矿物的发光性几乎总是与晶格中存在微量杂质元素及因杂质而产生的晶格缺陷有关特别是矿物中含有的过渡元素有关特别是矿物中含有的过渡元素( (包括稀土元素和某些锕系元素包括稀土元素和某些锕系元素) )这些杂质元素的这些杂质元素的种类和数量决定了矿物的发光性以及发射光的颜色和强度种类和数量决定了矿物的发光性以及发射光的颜色和强度因为过渡元素具有未填满的因为过渡元素具有未填满的d d d d轨道和轨道和f f f f轨道，是电子在外加能量作用下发生跃迁和再轨道，是电子在外加能量作用下发生跃迁和再发射可见光的最好条件例如，含有稀土元素的萤石和方解石通常能产生荧光；有镧系发射可见光的最好条件例如，含有稀土元素的萤石和方解石通常能产生荧光；有镧系元素替代元素替代CaCa的磷灰石常具磷光目前彩色电视显像系统所用的荧光材料即主要是由稀土的磷灰石常具磷光目前彩色电视显像系统所用的荧光材料即主要是由稀土元素的磷酸盐构成的元素的磷酸盐构成的。
2 2 2 2））））大多数矿物具有发光性，但许多矿物的发光性不稳定，产地不同的同种矿物往大多数矿物具有发光性，但许多矿物的发光性不稳定，产地不同的同种矿物往往有的发光，有的不发光，甚至同一晶体不同部位的发光性也可有所差异往有的发光，有的不发光，甚至同一晶体不同部位的发光性也可有所差异3 3 3 3））））当矿物不含杂质元素或杂质含量过多，都将导致矿物不发光如方解石含微量当矿物不含杂质元素或杂质含量过多，都将导致矿物不发光如方解石含微量MnMn具发光性，而锰方解石却不发光显然，这些矿物的发光性特征，可指示矿物的形成具发光性，而锰方解石却不发光显然，这些矿物的发光性特征，可指示矿物的形成条件及杂质含量等条件及杂质含量等5 5 5 5、矿物发光性的意义：、矿物发光性的意义：、矿物发光性的意义：、矿物发光性的意义：自然界只有少数矿物的发光性比较稳定，故可作为矿物鉴定及找矿、探矿、选矿、自然界只有少数矿物的发光性比较稳定，故可作为矿物鉴定及找矿、探矿、选矿、品位估计的重要依据如在紫外光照射下，白钨矿发特征的浅蓝色荧光，独居石呈鲜绿品位估计的重要依据如在紫外光照射下，白钨矿发特征的浅蓝色荧光，独居石呈鲜绿色荧光，钙铀云母发鲜明的黄绿色荧光等。
色荧光，钙铀云母发鲜明的黄绿色荧光等矿物的物理性质 本章重点本章重点 1. 1. 掌掌握握矿矿物物颜颜色色（（自自色色、、他他色色、、假假色色））、、条条痕痕、、光光泽泽及及透透明明度度的的标标本本观观察察、、描描述述方方法法及及它它们们之之间间的的关关系系；；了了解解矿矿物物发发光光性性的的概念及其测试方法概念及其测试方法 2. 2. 掌握矿物摩斯硬度等级、解理的含义掌握矿物摩斯硬度等级、解理的含义矿物的物理性质 1． 何谓矿物的自色、他色、假色？2． 矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有何关系?3． 为什么矿物的条痕比矿物的颜色稳定?4． 理解与裂开有何异同?5． 某矿物有两组解理；该矿物是否属于等轴晶系?为什么?6． 等轴晶系的{110}解理的组数和夹角与斜方晶系的(110)解理的是否一样?为什么?7． 影响矿物硬度的因素有哪些?如何才能较准确地获得矿物的硬度?8． 用手掂量矿物的相对密度时需要注意哪些事项？9. 萤石（对称型m3m）具有（111）完全解理试问：萤石共有几个方向的解理面？在平行萤石晶体的（100）和（111）切面上，分别可见到几个方向的解理纹（解理面在切面上的迹线）？本章思考题本章思考题矿物的物理性质 。