02 鉴定关键矿物性质
🌈 自色矿物
颜色一致:孔雀石(绿色)、蓝铜矿(蓝色)、黄铁矿(黄铜色)。颜色具有诊断性且可靠。
🎭 他色矿物
颜色多变:石英(无色、紫色、粉色、棕色)、萤石(紫色、绿色、黄色)。由于杂质导致颜色变化。
- 风化可能完全改变表面颜色
- 金属矿物的锈蚀产生假颜色
- 微量杂质可产生异常颜色变种
- 光照条件影响颜色感知
- 使用无釉瓷条痕板
- 用矿物在板上用力划过
- 观察留下的粉末颜色
- 在不同矿物间清洁板面
🔴 诊断性红色条痕
赤铁矿(Fe₂O₃)由于三价铁电荷转移吸收显示特征性红棕色条痕。朱砂(HgS)由于汞-硫共价键显示亮红色条痕。雄黄(As₄S₄)由于砷硫化物分子跃迁显示橙红色条痕。这些独特颜色源于特定的电子跃迁和晶体场效应。
⚫ 黑色条痕
磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿。许多深色矿物具有黑色条痕,需要额外测试。
🟡 黄/棕色条痕
针铁矿(黄棕色)、褐铁矿(黄棕色)、黄铁矿(绿黑色)。铁矿物常显示这些颜色。
⚪ 白色/无色条痕
大多数硅酸盐矿物(石英、长石、云母)。无诊断性但有助于排除金属矿物。
🔗 金属光泽
实例:黄铁矿(FeS₂)、方铅矿(PbS)、磁铁矿(Fe₃O₄)。金属键中离域电子产生高反射率。折射率>3.0且强吸收系数产生镜面外观。为具有自由电子行为的硫化物、氧化物和自然金属的诊断特征。
🪟 玻璃光泽
实例:石英(SiO₂)、石榴子石(X₃Y₂Si₃O₁₂)、橄榄石((Mg,Fe)₂SiO₄)。折射率1.4-2.0且中等色散产生玻璃状外观。源于架状和岛状硅酸盐中的共价-离子键。对区分透明到半透明非金属矿物至关重要。
🦪 珍珠光泽
实例:滑石、白云母、石膏。柔和的珍珠状反射。常与解理面相关。
🕯️ 油脂/树脂光泽
实例:霞石、闪锌矿。呈现油腻或蜡状外观。反射率低于玻璃光泽。
🪙 常用测试材料
指甲(2.5)、铜币(3.5)、钢刀(5.5)、玻璃板(5.5)、钢锉(6.5)
🔍 测试技术
使用坚定、受控的压力。在新鲜表面测试。寻找真正的划痕,而不只是粉末残留。
- 软(1-3):被指甲或硬币划伤
- 中等(4-6):被刀片划伤,划伤玻璃
- 硬(7+):划伤钢材,极其耐久
✂️ 完全解理
实例:云母(1个方向)、岩盐(3个方向)、方解石(3个方向)。沿光滑平整面破裂。
📐 解理角度
辉石(90°)、角闪石(120°)、长石(90°)。解理面间夹角具有诊断意义。
🌊 贝壳状断口
实例:石英、黑曜石、燧石。弯曲的贝壳状断面。常见于脆性材料。
⚡ 不规则断口
粗糙、不均匀的破裂面。当无解理时大多数矿物显示某些不规则断口。
🪶 轻矿物(比重2-3)
石英(2.65)、长石(2.6)、方解石(2.7)。相对于体积感觉"正常"重量。
⚖️ 重矿物(比重4-7)
磁铁矿(5.2)、赤铁矿(5.3)、黄铁矿(5.0)。相对于体积明显较重。
🏋️ 极重矿物(比重7+)
方铅矿(7.5)、金(19.3)、铂(21.5)。令人惊讶地重,通常为金属。
🔷 立方晶系
实例:岩盐、黄铁矿、方铅矿。等轴且呈90°夹角。常形成立方体或八面体。
📏 四方晶系
实例:锆石、金红石、锡石。方形横截面且垂直轴不同。
🔶 六方晶系
实例:石英、绿柱石、磷灰石。六棱柱状且具六角横截面。
📊 其他晶系
斜方、单斜和三斜晶系显示各种不对称性和角度。
🫧 酸反应
碳酸盐(方解石、白云石)与稀盐酸起泡。白云石需要粉碎才能反应。
🔥 焰色反应
某些矿物产生特征火焰颜色。铜矿物呈绿色,钠呈黄色。
🧲 磁性响应
磁铁矿强磁性。磁黄铁矿弱磁性。大多数矿物无磁性。
⚡ 电性
某些矿物导电(石墨、黄铁矿)或显示压电效应(石英)。
💡 荧光
萤石、方解石、硅锌矿在紫外光下发光。野外测试需紫外灯。
🌈 变彩效应
蛋白石显示彩虹色,拉长石显示晕彩效应。内部结构产生光学现象。
🔥 放射性
铀矿物(沥青铀矿、钙铀云母)具放射性。需盖革计数器检测。
👅 味觉
岩盐味咸,钾盐味苦。仅对已知、清洁标本安全。
两者都呈黄色且具金属光泽,但黄铁矿较硬(6-6.5)、脆性且具绿黑色条痕。金较软(2.5-3)、可锻且具金黄色条痕。
- 观察光泽(金属vs非金属)
- 用简单工具测试硬度
- 检查条痕颜色
- 检验解理/断口
- 估测比重
- 注意晶习和颜色
- 必要时进行化学测试
🏛️ 研究标本
参观博物馆标本以观察标记良好的样品。处理参考样品以发展触觉记忆。
📖 使用多种参考
比较不同野外指南中的描述。不同来源间性质范围可能有变化。
🔍 定期练习
重复测试已知标本。为硬度测试和性质识别建立肌肉记忆。
📝 保持记录
记录您的观察并与参考数据比较。注意哪些性质最具诊断价值。
- 晶体学:原子排列如何控制物理性质
- 光性矿物学:使用偏光显微镜鉴定
- 晶体化学:化学置换如何影响性质
- 相关系:温度和压力如何影响矿物稳定性