《结晶学与矿物学》课程教学资源（课件讲稿）10 矿物的物理性质

第九章 矿物的物理性质 对矿物的物理性质进行测定时， 应用矿物的新鲜面。 决定因素 矿物的成分、晶体结构、晶格类型 矿物的形成条件

第九章 矿物的物理性质 对矿物的物理性质进行测定时， 应用矿物的新鲜面。 决定因素：￾￾矿物的成分、晶体结构、晶格类型 ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾矿物的形成条件

第一节矿物的光学性质 矿物的光学性质主要是指矿物对自 然光的反射、透射和吸收所表现出来的各种 性质以及矿物引起光波干涉、散射等现象。 包括： 颜色 条痕 光泽 透明度 发光性

第一节 矿物的光学性质 矿物的光学性质主要是指矿物对自 然光的反射、透射和吸收所表现出来的各种 性质以及矿物引起光波干涉、散射等现象。 包括： v ￾￾￾颜色 v ￾￾￾条痕 v ￾￾￾光泽 v ￾￾￾透明度 v ￾￾￾发光性

一、矿物的颜色：矿物对可见光吸收的结果 紫 红 自然可见光由红、橙、黄、 靛 橙 绿、蓝、靛、紫七色光波混合组 成。凡能混合成白色的两种光波 蓝 黄 的颜色，互称补色。 绿 黄绿 不同色光的互补关系 1)当矿物对各色光同等程度地均匀吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度： ①若均匀地全部吸收，矿物呈黑色 ②若基本上均不吸收，矿物呈无色或白色： ③若各色光皆被均匀吸收一部分，视吸收量多少，而呈现不同浓度的灰色

一、矿物的颜色：矿物对可见光吸收的结果 1）当矿物对各色光同等程度地均匀吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度： ① 若均匀地全部吸收，矿物呈黑色； ② 若基本上均不吸收，矿物呈无色或白色； ③ 若各色光皆被均匀吸收一部分，视吸收量多少，而呈现不同浓度的灰色。 不同色光的互补关系 自然可见光由红、橙、黄、 绿、蓝、靛、紫七色光波混合组 成。凡能混合成白色的两种光波 的颜色，互称补色

2)当矿物选择性地吸收某种波长的色光时，矿物呈现彩色： ①对于透明和半透明矿物，因反光能力弱，其颜色主要是光波通过矿物内 部吸收后所呈现的透射光波的混合色，称为体色，即被吸收光波的补色； ②对于不透明矿物而言，由于其对光波的吸收特别强，入射光难以深入矿 物内部，其颜色主要是矿物表层对光波吸收后再辐射光波的混合色，称 表面色或反射色。由于被吸收多的光波，其辐射强度也大，因此，表面 色与被吸收光波的颜色相同或相近，而不是其补色

2）当矿物选择性地吸收某种波长的色光时，矿物呈现彩色： ① 对于透明和半透明矿物，因反光能力弱，其颜色主要是光波通过矿物内 部吸收后所呈现的透射光波的混合色，称为体色，即被吸收光波的补色； ② 对于不透明矿物而言，由于其对光波的吸收特别强，入射光难以深入矿 物内部，其颜色主要是矿物表层对光波吸收后再辐射光波的混合色，称 表面色或反射色。由于被吸收多的光波，其辐射强度也大，因此，表面 色与被吸收光波的颜色相同或相近，而不是其补色

根据矿物呈色的机理，通常将矿物的颜色分为自色、他色和 假色。 1.自色 ν自色是指由矿物本身固有的化学成分（包括类质同象混入物）》 和晶体结构的自身因素所产生的矿物颜色。 ⅴ一般无特殊说明的情况下，矿物的颜色多指自色。对同种矿 物来说，因其化学成分和晶体结构基本是固定的，所以它的 自色也比较固定，是鉴定矿物的重要依据

v 根据矿物呈色的机理，通常将矿物的颜色分为自色、他色和 假色。 1. 自色 v 自色是指由矿物本身固有的化学成分（包括类质同象混入物） 和晶体结构的自身因素所产生的矿物颜色。 v 一般无特殊说明的情况下，矿物的颜色多指自色。对同种矿 物来说，因其化学成分和晶体结构基本是固定的，所以它的 自色也比较固定，是鉴定矿物的重要依据

① 含过渡型离子的矿物，呈现出被吸收色光的补色。 色素离子：能使矿物呈色的过渡型离子，主要有Ti、V、 Cr、Mn、Fe、Co、Ni离子；次有W、Mo、U、Cu和稀土元素 等的离子。如含铁，锰多的矿物，如黑云母、普通角闪石、 普通辉石等。 ② 由惰性气体型离子所构成的矿物，对可见光不吸收，故 呈无色或白色。如含硅、铝、钙等成分多的矿物，如石英、 长石、方解石等

① 含过渡型离子的矿物，呈现出被吸收色光的补色。 v 色素离子： 能使矿物呈色的过渡型离子，主要有Ti、V、 Cr、Mn、Fe、Co、Ni离子；次有W、Mo、U、Cu和稀土元素 等的离子。如含铁，锰多的矿物，如黑云母、普通角闪石、 普通辉石等。 ② 由惰性气体型离子所构成的矿物，对可见光不吸收，故 呈无色或白色。如含硅、铝、钙等成分多的矿物，如石英、 长石、方解石等

2.他色 他色是指由于矿物含带色机械混入物等杂质所引起的颜色， 这些杂质包括气、液包裹体、其它矿物微粒及炭质、有机质 等固态包裹体。 ν他色随混入杂质的种类不同而异，与矿物本身的化学成分和 晶体结构无关，不能作为鉴定矿物的主要依据。如石英（无 色)，紫晶（紫色，Fe多），蔷薇石英(Fe少)，烟水晶（含Mn) 烟水晶紫水晶

2. 他色 v 他色是指由于矿物含带色机械混入物等杂质所引起的颜色， 这些杂质包括气、液包裹体、其它矿物微粒及炭质、有机质 等固态包裹体。 v 他色随混入杂质的种类不同而异，与矿物本身的化学成分和 晶体结构无关，不能作为鉴定矿物的主要依据。如石英(无 色),紫晶(紫色,Fe多),蔷薇石英(Fe少), 烟水晶(含Mn) 烟水晶 紫水晶

3.假色 ⅴ假色是指自然光在矿物的表面或内部的某种物理界面（氧化 膜、裂隙、包裹体与主矿物的界面等)发生干涉、衍射、散 射等某些光学效应所引起的颜色。 V假色一般对鉴定矿物无什么意义。 v假色主要包括锖色和晕色： 锖色是指由于矿物表面形成氧化膜而引起光线干涉的现象， 如斑铜矿的新鲜面为暗铜红色，但其氧化表面常呈蓝紫混杂 的锖色。 ν晕色是指由于矿物内部一系列平行密集的裂隙面或解理面对 光波的层层反射，引起光波干涉所呈现的彩虹般色调，如在 方解石、重晶石等无色透明矿物的解理面上可见晕色

3. 假色 v 假色是指自然光在矿物的表面或内部的某种物理界面（氧化 膜、裂隙、包裹体与主矿物的界面等）发生干涉、衍射、散 射等某些光学效应所引起的颜色。 v 假色一般对鉴定矿物无什么意义。 v 假色主要包括锖色和晕色： v 锖色是指由于矿物表面形成氧化膜而引起光线干涉的现象， 如斑铜矿的新鲜面为暗铜红色，但其氧化表面常呈蓝紫混杂 的锖色。 v 晕色是指由于矿物内部一系列平行密集的裂隙面或解理面对 光波的层层反射，引起光波干涉所呈现的彩虹般色调，如在 方解石、重晶石等无色透明矿物的解理面上可见晕色

颜色的描述方法有如下3种： (1)标准色谱法 标准色谱法即用标准色谱的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫以及白、 灰、黑等色来描述矿物的颜色。如辰砂为红色、铬酸铅矿为橙色、雌 黄为黄色、孔雀石为绿色、蓝铜矿为蓝色、紫水晶为紫色、电气石为 黑色、高岭石为白色、水晶（纯净者）为无色等。 也常常根据实际情况在标准色谱前加上适当的形容词，如浅绿色、 深灰色等

颜色的描述方法有如下3种： （1）标准色谱法 标准色谱法即用标准色谱的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫以及白、 灰、黑等色来描述矿物的颜色。如辰砂为红色、铬酸铅矿为橙色、雌 黄为黄色、孔雀石为绿色、蓝铜矿为蓝色、紫水晶为紫色、电气石为 黑色、高岭石为白色、水晶(纯净者)为无色等。 也常常根据实际情况在标准色谱前加上适当的形容词，如浅绿色、 深灰色等

(2)类比法 以生活中常见的实物颜色来描述。如橘红色（雄黄）、 橄榄绿色（橄榄石）、肉红色（正长石）。 对于具金属光泽及部分半金属光泽的矿物来说，类比 法尤为常用，如：磁铁矿为铁黑色、镜铁矿为钢灰色、方铅 矿为铅灰色、毒砂为锡白色、自然铜为铜红色、黄铜矿为铜 黄色、黄铁矿为浅铜黄色、自然金为金黄色等 (3)三名法： 用两种标准色来描述，其中主要颜色放在后面。 如黄绿色，以绿色为主，带有黄色色调。如褐铁矿为黄褐色、 绿帘石为黄绿色、角闪石为绿黑色（至黑色）、斜长石为灰自 色等

（2）类比法 ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾以生活中常见的实物颜色来描述。如橘红色(雄黄)、 橄榄绿色(橄榄石)、肉红色(正长石)。 ￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾对于具金属光泽及部分半金属光泽的矿物来说，类比 法尤为常用，如：磁铁矿为铁黑色、镜铁矿为钢灰色、方铅 矿为铅灰色、毒砂为锡白色、自然铜为铜红色、黄铜矿为铜 黄色、黄铁矿为浅铜黄色、自然金为金黄色等 （3）二名法： 用两种标准色来描述，其中主要颜色放在后面。 如黄绿色，以绿色为主，带有黄色色调。如褐铁矿为黄褐色、 绿帘石为黄绿色、角闪石为绿黑色(至黑色)、斜长石为灰白 色等