（二）矿物

矿物的概念

矿物（mineral）是地壳中天然形成的单质或化合物，它具有一定的化学成分和内部结构，因而具有一定的物理、化学性质及外部形态。

自然界大多数矿物是由两种以上的元素组成的化合物，如石英（SiO2）、方解石（CaCO3）、磁铁矿（Fe3O4）等；少数是由一种元素组成的单质矿物，如自然金（Au）、自然硫（S）、金刚石(C)等。在通常状况下，绝大多数矿物是固体，只有极少数是液体（如自然汞（Hg）、水（H2O）等）。

固体矿物按其内部质点的结构不同可分为晶质矿物和非晶质矿物两类。晶质矿物的内部质点（原子、离子或分子）呈有规律的排列，如石盐（NaCl）内部的 Na^{+和
Cl-离子在任一方向上都是按一定间隔重复出现并组成网格状}

（图 3.7）。晶质矿物在有利的条件下都能生长成规则的几何多面体外形，这种几何多面体称为晶体，包围晶体的平面称晶面。晶体的大小不等，小的可以是几微米到几毫米，大的可以达几十厘米甚至几米以上。非晶质矿物的内部质点排列无规律，颇类似于液体，可以说是硬化了的液体，它在外形上常表现为均一的、无颗粒的不定形凝固体面貌。自然界中绝大多数固体矿物是晶质矿物，只有少数矿物，如火山玻璃及一些胶体凝固矿物属非晶质矿物，而且非晶质矿物随时间增长可自发转变为晶质矿物。

矿物的形态与物理性质

不同矿物的化学成分与内部结构不同，决定其具有不同的外部形态与物理性质，这种特定的矿物形态与物理性质是鉴定矿物的重要依据。

矿物的形态

晶质矿物在有利的条件下形成的单个完整晶体（称单体）往往具有特殊的几何形态。这种单体的形态多种多样，但归纳起来，可分为三种类型（图3.8）：

一向延伸型呈柱状或针状的晶形，如石英、辉锑矿、角闪石等；二向延伸型呈片状或板状的晶形，如云母、长石等；

三向等长型呈粒状或等轴状晶形，如黄铁矿、石榴子石、磁铁矿等。由同种矿物的多个单体或颗粒聚合在一起时称为矿物集合体。矿物集合

体也常具有某种习惯性的形态，它们多取决于矿物单体形态及集合方式。一向延长型单体常集合成晶簇状、纤维状、放射状等集合体形态；二向延长型单体常集合型成片状、鳞片状等集合体形态；三向延长型单体常集合成粒状等集合体形态。由胶体凝聚而成的非晶质及隐晶质矿物集合体常呈鲕状、肾状和钟乳状等集合体形态（图 3.9）。

矿物的物理性质

矿物的物理性质中重要的是矿物的光学性质和力学性质。

矿物的光学性质是指矿物对可见光的吸收、透射和反射等的程度不同所引起的各种性质。它包括颜色、条痕、透明度和光泽等。

颜色是矿物吸收可见光后所呈现的色调。如矿物对可见光中各种波长的光波均匀吸收，则随吸收程度的由小变大而呈白、灰、黑色；如对各种波长的光波选择性吸收，则呈现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种鲜艳的颜色。矿物有时因混有不同杂质或其它原因使本身的颜色发生一定的变化。

条痕是矿物粉末的颜色，通常用矿物在毛瓷板上刻划来观察。由于条痕色消除或减低了矿物中杂质或其它原因对矿物颜色的影响，突出了矿物本身的颜色，因而更稳定、更具有鉴定意义。

透明度是指可见光透射矿物的程度。随透射程度的由大变小可分为透明、半透明和不透明三个等级。透明度由强变弱通常与矿物颜色由浅变深呈对应关系。

光泽是矿物表面反射光波的能力。按反射光的由强到弱分为三级：金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。非金属光泽中最常见的是玻璃光泽，此外尚见有一些特殊光泽，如油脂光泽、丝绢光泽、金刚光泽、珍珠光泽等。矿物的光泽与其颜色和透明度具反相关关系，即透明度强、颜色浅则偏向非金属光泽，反之则偏向金属光泽。

矿物的力学性质是指矿物受外力作用（敲打、刻划等）后所表现出的性质，包括硬度、解理与断口等。

硬度是指矿物抵抗外力刻划的能力。测定矿物硬度的绝对值需用特殊装置。为了应用方便，德国矿物学家弗里德里克·摩斯（Friedrich Mohs）选择了 10 种软硬不同的矿物作为 10 个等级标准，组成相对硬度系列，称为摩氏硬度计（表 3.3）。摩氏硬度计中硬度等级高的矿物可刻动硬度等级

低的矿物，但各等级之间的绝对硬度值并不成倍数或等差关系。