实验十一 认识和描述矿物的力学性质和其他性质

2025-03-24 11:11:34
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一、目的要求

1.学会观察鉴定和描述矿物主要力学性质的方法;

2.理解裂开和解理的概念及其形成的根本原因;

3.充分注意观察和描述有利于肉眼鉴定矿物的其他性质。

二、难点

解理的观察和识别。

三、内容和方法

1.解理:矿物的解理是在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂,并能裂出光滑平面的性质。观察、记录解理的方法和步骤如下:

(1)确认解理主要根据是否能见到层层阶梯状的平面和平行的裂纹来加以判断。应特别要注意将一些不是解理的现象和解理区分开。初学者往往一见到平面就认为是解理面而忽略了可能是晶面。二者的区别在于表面特征———晶面不一定新鲜,面上可有不均匀的或不很平直的生长纹和聚形条纹;解理面一般光亮而平滑,有时可见到均匀而平直的双晶条纹,解理面常常由一系列平行的阶梯状平面组成。解理纹是规则的裂纹,而晶面条纹间并无裂纹存在。再一点则是不要将平行纤维状集合体误当作解理纹,那是单体之间的界线,而不是裂纹。

(2)判定解理等级根据解理片的厚薄、裂开的难易和平滑程度、是否能见到断口等情况加以判断,可分以下五个级别。

极完全解理:解理呈片状,很易裂开,解理面平整而光滑,不见断口;

完全解理:解理呈块状或厚板状,可以裂开,解理面较平整光滑,难见断口;

中等解理:解理面不够平滑,不易裂开,易见到断口,但在破裂面上仍能清晰见到断续出现小面积的阶梯状解理面闪闪发亮;

不完全解理:肉眼不易看到解理面,仅偶尔出现的解理面也不够平滑,断口较多;

极不完全解理:肉眼见不到解理,显微镜下有时偶见解理纹。

(3)确定解理组数及交角在单体中根据不同方向的阶梯状平面和平行裂纹加以确定。有时在解理面上可见到几组相交的解理纹,即可统计组数,但是一定不要将几个单体上不同方向的解理混合统计。

在确定解理交角时,肉眼下仅判定是直交还是斜交,不必测量其交角。如直交,记录为“=90°”;斜交,则记录为“≠90°”。

(4)写明单形符号完成上述观察后,最后可以用单形符号来描述解理的方向、组数和交角。这就要求掌握单形符号在各已知晶系中代表的单形名称,从而判定解理组数和交角。

2.裂开:矿物受外力作用后沿一定结晶方向裂成平面的性质称为裂开。

裂开和解理外观很相似,但由于二者成因不同,所以裂开在同一种矿物中,只在部分个体中可出现。而对解理来说,同一种矿物中,当具解理时,则在所有的个体中均出现。常具裂开的矿物有磁铁矿、刚玉等。

3.断口:矿物受外力作用时未断裂成光滑的平面时,其断面称为断口。据其断面形状分为

贝壳状断口:呈椭圆光滑曲面,如石英断口;

锯齿状断口:高低不平如锯齿,如自然铜的断口;

参差状断口:断口参差不齐,如磷灰石的断口;

平坦状断口:致密隐晶质矿物常有的近似平整的断面,如燧石和隐晶质块状铝土矿的断口。

4.硬度:是指矿物抵抗外来机械作用力侵入的能力,通常采用相对硬度的大小来表示。以十种矿物作为十个硬度等级的标准,其他矿物的硬度与此十种矿物比较得出硬度。但在实际工作中通常用指甲(硬度相当于2.5级)和小刀(硬度相当于5.5级)来刻划测试矿物硬度的大小。故将矿物的硬度划分为“﹤2.5”,“2.5~3.5”,“﹥5.5”三个等级。

在鉴定工作中需要注意事项有:①矿物的集合方式、矿物中的杂质和矿物的风化程度等对矿物硬度的判断都会有所影响,因此必须在矿物单体上的新鲜晶面、解理面或断口中较平的面上进行硬度测试。②测试硬度时,用刀尖刻划,但不可用力过大。当刻划后在矿物表面留下刀痕,并落下粉末时,矿物的硬度小于小刀。

5.相对密度:是指纯净的单矿物在空气中的重量与同体积4℃时的水的重量之比,矿物的相对密度可划分为三级。

重:相对密度大于4,如重晶石、黄铁矿、石榴子石等;

中等:相对密度2.5~4,如方解石等多数矿物;

轻:相对密度小于2.5,如自然硫、石膏、滑石等。

在野外工作中,通常粗略地估计出来就可以了,故采用手估法。要求同学们反复实践,通过实践建立四个等级差异的概念。注意手估对比时标本中矿物种类要单一,体积要近似。

6.磁性:矿物能被磁场吸引的性质。参观用磁铁、电磁仪测试矿物的磁性。

7.导电性:矿物对电流的传导能力称为导电性,可用万用电表进行测定。

大多数金属光泽的矿物为电的导体,如黄铁矿、石墨、方铅矿等。而非金属光泽的矿物是电的不良导体,如云母、石棉、石英、方解石等。

矿物的其他物理性质还很多,如压电性、热电性、放射性等,由于这些性质均需有专门仪器才能进行测定,而本次实习仅限于肉眼鉴定范围。若今后工作需用时,同学们可查阅有关参考书籍。

四、作业

1.观察不同解理等级的标本,学会观察解理并能正确确定其等级。

2.确定解理的方向和组数,观察方铅矿、萤石、方解石、长石、重晶石等标本,确定解理的等级、解理方向和组数,并用单形符号加以表示。

3.参观具解理纹的标本。

4.参观裂开、断口标本。

5.用指甲、小刀刻划石膏、方解石、石英等标本,掌握正确测试硬度的方法和确定硬度的大小。

6.用手估法比较矿物的相对密度,能正确地划分出相对密度的等级。在此基础上比较石膏、石英、方铅矿的相对密度,确定其相对密度的等级。

7.参观测试矿物的磁性。用磁铁和电磁仪测试矿物的磁性。

作业记录内容、顺序和格式:

矿物学简明教程

8.参观矿物的形态和物理性质的标准样品。

五、思考题

1.基本概念:解理、裂开、断口、硬度、相对密度。

2.解理是如何产生的?影响硬度和相对密度大小的因素有哪些?

3.裂开产生的原因是什么?与解理有何异同?

4.指出下列矿物解理的组数和夹角(用=90°或≠90°表示)

等轴晶系:方铅矿{100}、萤石{111}、闪锌矿{110}

三方晶系:方解石

四方晶系:金红石{110}

斜方晶系:重晶石{001}

单斜晶系:角闪石{110}、云母{001}

5.影响矿物硬度的因素有哪些?如何才能较准确获得矿物的硬度?

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