矿物的性质

发布时间:2024-03-28
矿物的比重
矿物的比重是指纯净、均匀的单矿物在空气中的重量与同体积水在4℃时重量之比。如果矿物在空气中的重量为p克,同体积水在4℃时的重量为p1克,则矿物比重为
矿物的密度(d)是指矿物单位体积的重量,度量单位为克/立方厘米(g/cm3)。矿物的比重在数值上等于矿物的密度。
矿物比重的变化幅度很大,可由小于1(如琥珀)至23(如饿钉族矿物)。自然金属元素矿物的比重zui大,盐类矿物比重较小。
矿物比重可分为三级:
轻级比重小于2.5。如石墨(2.5)、自然硫(2.05-2.08)、食盐(2.1-2.5)、石膏(2.3)等。
中级比重由2.5到4。大多数矿物的比重属于此级。如石英(2.65)、斜长石(2.61-2.76)、金刚石(3.5)等。
重级比重大于4。如重晶石(4.3-4.7)、磁铁矿(4.6-5.2)、白钨矿(5.8-6.2)、方铅矿(7.4-7.6)、自然金(14.6-18.3)等。
矿物的比重决定于其化学成分和内部结构,主要与组成元素的原子量、原子和离子半径及堆积方式有关。此外矿物的形成条件--温度和压力对矿物的比重的变化也起重要的作用。
应该指出,同一种矿物,由于化学成分的变化、类质同象混入物的代换、机械混入物及包裹体的存在、洞穴与裂隙中空气的吸附等等对矿物的比重均会造成影响。所以,在测定矿物比重时,必须选择纯净、未风化矿物。
矿物的硬度
矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作用力(如刻画、压入、研磨等)侵入的能力。
早在1822年,friedrichmohs提出用10种矿物来衡量世界上zui硬的和zui软的物体,这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级:
各级之间硬度的差异不是均等的,等级之间只表示硬度的相对大小。
晶族利用摩氏硬度计测定矿物硬度的方法很简单。将预测矿物和硬度计中某一矿物相互刻划,如某一矿物能划动方解石,说明其硬度大于方解石,但又能被萤石所划动,说明其硬度小于萤石,则该矿物的硬度为3到4之间,可写成3-4。
指甲的硬度为2.5、小刀的硬度为5.5。因而它把矿物的硬度粗劣的划分为小于指甲(<2.5)、指甲与小刀之间(2.5-5.5)和大于小刀(>5.5)三个级别。
作为宝石,通常都有较高的硬度。如蛋白石的硬质为5.5-6.5,水晶为6.5-7,锌尖晶石为7.5-8。金绿宝石为8.5,蓝宝石和红宝石的硬度为9,仅次于金刚石。人们选择硬度高的矿物作宝石,可能是它们耐磨损,寓意着流传千古吧!
风化、裂隙、杂质以及集合体方式等因素会影响矿物的硬度。风化后的矿物硬度一般会降低。有裂隙及杂质的存在,会影响矿物内部连接能力,也会使硬度降低。集合体如呈细粒状、土状、粉末状或纤维状,则很难确定单体的硬度。因此测试矿物硬度要尽量在颗粒大的单体的新鲜面上进行。有时某些矿物具明显脆性,当他被小刀刻化时极易碎裂成小粒脱落,这并非表示该矿物的硬度小于小刀。
有时在同一矿物的相同晶面的不同方向上,会测定出不同的硬度数值,这就是矿物晶体的硬度的异向性。由于在同一截面上,不同方向的行列中质点排列的密度不同,沿着质点排列紧密的行列刻画较为容易,而垂直质点排列紧密的行列刻划则较为困难。
再如晶体内部结构的缺陷、机械混入物等等也要影响矿物的硬度。
矿物的硬度是矿物的重要物理常数和鉴定标志。某些矿物的硬度的细微变化常与形成条件有关,因此根据硬度可以探讨矿物的成因。
矿物的硬度在工业技术上有重要意义。例如高精度的金刚石广泛的用于研磨、切割、抛光等重要工具,低硬度的石墨是重要的固体润滑剂。
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