礦物的簡易鑑定方法包括野外人工或肉眼鑑定和室內輔助設備鑑定。 在室外或野外,大部分常見礦物一般都可以用簡易的方法進行初步的人工鑑定。 筆者根據多年的經驗,把常見礦物的簡易鑑定方法總結為 “
看、 摸、 刻、 掂” 。一、看
觀察礦物晶體的外形、顫色、光澤、透明度、解理和其礦物組合是識別鑑定礦物最基本、最重要的步驟。 這些觀察內容是礦物主要物理性質的反映。
( 1 )顏色
這是鑑定礦物最大的特徵之一。不少礦物是根據其顏色來命名的。礦物的顏色可以分成三種:礦物中主要的化學元素顯示色,代表其固有的特徵色,稱為自色,是鑑定礦物的可靠依據,例如藍銅礦為藍色,孔雀石為綠色;有的礦物表面的氧化或水化膜或裂縫等造成光線干涉所表現出來的彩虹狀色, 稱為假色,用來鑑定礦物的輔助色,例如金屬礦物表面常見錆色;礦物中微量元素或雜質所引起的顏色叫他色, 例如水晶的自色為無色透明,但含鐵質時呈紅色, 含有機質時呈黑色,所以他色不能用來鑑定礦物。
綠色的孔雀石
藍色的藍銅礦
(2)外形
礦物外形反映了結晶習性。而結晶習性可用晶體在三維空間上的發育程度來描述。如果單晶體在三維空間中朝一個方向特別發育,形成柱狀、針狀或長條狀礦物, 如柱狀電氣石、針狀文石、長條狀輝銻礦。 如果晶體朝著兩個方向生長,則形成片狀、板狀礦物,如片狀雲母、板狀重晶石等。如果單體在三維空間的發育程度基本相同,則形成三向等長的礦物,多呈等軸狀,如立方體黃鐵礦、 粒狀石榴子石等。
重晶石
雲母
輝銻礦
電氣石
黃鐵礦
石榴子石
黃玉晶面上的豎紋
水晶晶面上的橫紋
(3)礦物的透明度和光澤
透明度取決於礦物的化學組成和內部結構,根據其透光能力,可以將礦物分為透明、半透明和不透明礦物。所有珍貴的寶石半寶石礦物都是透明或半透明晶體,如紅寶石、水晶、海藍寶石晶體等。而大部分金屬礦物均是不透明的, 如磁鐵礦、黃鐵礦、輝銻礦等。
透明的海藍寶石
不透明的磁鐵礦
(4)光澤
光澤是礦物的又一重要屬性。按強度依次分為金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤、玻璃光澤、絲絹光澤、油脂光澤、樹脂光澤、珍珠光澤、土狀光澤。 不同的礦物有不同的光澤,例如毒砂、黃鐵礦等硫化物礦物有很強的金屬光澤;而石膏、雲母顯現絲絹光澤;一些方解石顯示油脂光澤;水晶、 螢石顯示玻璃光澤等。一般而言,金屬光澤、 半金屬光澤和土狀光澤的礦物都是不透明礦物, 而玻璃光澤、 油脂光澤和金剛光澤的礦物大都是半透明或透明礦物。
螢石的玻璃光澤
【攝影】R. Sicher
石膏的絲絹光澤
【攝影】R. Sicher
方解石的油脂光澤
毒砂的金屬光澤
(5)晶面生長紋
礦物晶體的實際晶面雖然平整光滑,但大都發育了各種細小的線狀紋飾, 這些紋飾主要是晶面條紋、晶面螺紋等生長紋和多次結晶形成的晶面階步與稜面。不同的礦物有不同的結晶習性,從而產生了不同的晶面紋,比如水晶晶面上常見橫紋,黃玉晶面上常見有豎紋。有些礦物還發育了後期受物理擠壓和化學腐蝕所形成的各種蝕象,反映了它們的物理、化學特性。
通過仔細觀察礦物的以上特徵, 結合查閱有關的礦物鑑定手冊或書籍, 可以基本上確定礦物的大致類型, 然後再用以下手段來做進一步的礦物確認。
發育晶面條紋的黃鐵礦晶體
二、摸
用手摸晶休可以確定礦物的晶面、晶紋、解理、裂理和斷口等物理特徵。 有不少礦物能夠通過觸摸來判斷其類型。
解理是晶體在外力作用下沿一定方向(結晶面)規則破裂的一種性質, 其破裂面被稱為解理面。 解理面一般較平整光滑,與晶面的區別是無晶紋發育而常見多層細小斷裂臺階,與斷口的區別是破裂面規則平整、相互平行。有些礦物只有一組單方向的解理,破裂後呈板狀、薄片狀,如雲母等。有些礦物有兩個方向的兩組解理,破裂後呈塊狀,如方解石、菱錳礦。 還有些礦物有三個甚至四個方向以上的多組解理,破裂後呈菱形或錐狀至雙錐狀,如螢石等。 根據礦物沿解理方向開裂的難易程度,礦物解理可以劃分為完全解理(極易開裂)、 中等程度解理、 弱解理和無解理(無解理面只有斷口)。
斷口是指晶體受打擊後產生的不規則破裂面。 由於晶體內部結構的不同, 斷口的類型也不同,從而可以用來鑑定礦物,斷口一般可分為:
貝殼狀斷口。 斷面呈彎曲的凸面或凹面,並具同心弧狀構造,像貝殼, 如水晶的斷口。
平坦狀斷口。 斷面平坦,但不光滑,如高嶺石的斷口。
參差狀斷口。 斷面不規則,極其粗糙,如電氣石的斷口。
鋸齒狀斷口。 呈尖銳而起伏的鋸齒狀 ,許多金屬礦物和絲髮狀礦物具有此特徵 ,如輝銻礦、 石膏、 石棉等的斷面。
憑手感還可以根據礦物表面光滑程度來確定某些礦物類型,一些硬度較低的礦物如輝鉬礦、 蛇紋石、 滑石、 石墨和其他黏土礦物都具有滑溜的感覺,而自然銅、 銻華、 孔雀石等礦物表面則有粗糙感。
【攝影】B. Ottens
滑石
三、刻
用未知礦物晶體去刻劃、 擠壓已知礦物或器具,可以瞭解到被鑑定礦物的硬度、 彎撓性、 延展性和條痕色等特徵。 在應用本方法時,一定要注意不要破壞晶體的完整性,要用碎片或礦晶的裂面、 背面或底面去刻試。
礦物硬度是鑑定礦物最有效、 最常用的特徵。 硬度確定方法通常是用未知礦物晶體去刻劃已知硬度的晶體或硬度計,礦物硬度常採用10級來劃分(摩氏硬度,簡稱硬度)。從極軟到極硬的標準礦物為:1.滑石; 2.石膏; 3.方解石;4.螢石;5.磷灰石;6.正長石;7.石英; 8.黃玉;9.剛玉;10.金剛石。
如果沒有現成的標準硬度礦物,可以採用一些簡便的工具來進行劃刻。 如指甲的硬度為2~2.5,銅鑰匙硬度為3,小刀硬度為5~5.5,玻璃硬度為6, 劃玻璃刀硬度為9 ~ 10。
礦物的條痕色是指礦物在自瓷板(瓷碟)等物品上刻劃留下來的條痕的顏色, 它往往比礦物的顏色更能反映礦物晶體的本色。礦物顏色常常受光澤、 光線、氧化層和表面汙染物的影響,而條瘟色代表礦物粉末的自色。例如赤鐵礦的顏色可以是黑色、 灰色和紫紅色,但其條痕色永遠是櫻紅色。
通過刻壓礦物晶體還可以確定礦物的塑性和彈性(又稱撓性)。 前者表示晶休被擠壓變形後,不能恢復原狀,如滑石、綠泥石、蛭石等礦物具有明顯的塑性。後者是指晶休刻壓時變形,壓力撤除後又能恢復原狀的特徵, 如雲母等礦物均具有此特徵。
四、掂
通過用手掂礦物的質量可以估計出晶休的比重。礦物比重是礦物質密度的反映, 也是鑑定礦物的最主要參數之一。根據比重大小一般把礦物分為輕、 中 、 重三類:前者比重小於2.5,中者為2.5 ~ 4,後者大於 4。在野外主要憑手掂礦物的感覺與經驗來比較不同礦物的比重而確定礦物類型, 如重晶石與方解石的區別是前者重, 後者輕;錫石和閃鋅礦的區別也是如此。嚴格的比重測定一般採用排水法, 即先稱一下礦物質量,然後再在水中稱其質量,並用下列公式計算其比重:
比重=空氣中質量/(空氣中質量-水中質量)
比重一詞是非法定計量單位,已不再使用,而用相對密度(簡稱密度) 代替,本書一律使用密度一詞。
通過看、摸、刻、掂,瞭解礦物特徵,並通過查閱礦物鑑定手冊和書籍, 可以將常見的礦物識別或確定其大概範圍。有些礦物還具有一些特殊的性質, 可以輕易地鑑別,如自然硫、煤、琥珀的可燃性,雄黃的變色性,光鹵石、 石鹽、石膏等的可溶性。還有,燃燒自然碗與黃鐵礦、撞擊毒砂時可發出臭味的特徵等,均是礦物簡易鑑定的好方法。
此外, 對於較難識別的礦物還可以藉助實驗室工具與設備作進一步鑑定, 如利用一些化學試劑、火焰燒試、顯微鏡觀察等手段。例如,用稀鹽酸可以鑑定方解石、文石、白雲石等碳酸鹽類礦物,方解石、文石遇酸起泡明顯;白雲石起泡不明顯,但放到耳邊可聽到起泡聲。
對於疑難礦物,則需要請專業人員採用實驗室鑑定方法,如化學分析,X光粉晶衍射分析、電子顯微鏡觀察等。
文章選自《岩石與礦物》,地質出版社出版
本書從地球概況入手,介紹了岩石的形成與轉化,敘述了礦物的形成、分類、命名及收藏常識,從岩石成因類型、結構、礦物組成、鑑定特徵、常見礦晶、主要用途與分佈等多個方面,描述了40種各類岩石,約130幅圖片;從礦物類別、晶系、光澤、硬度、密度、透明度、條痕、解理、常見晶形、鑑定特徵、成因產狀、主要產地等多個方面,描述了340種各類礦物,約570幅圖片。書後附有礦物名稱英文、中文索引。
本書可供岩石學、礦物學及相關專業科研人員、高校師生及岩石與礦物的收藏者、愛好者參閱。
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