實驗一 主要造巖礦物的識別
一、目的意義
各種巖石的風化物，對形成土壤類型和性狀有很大的影響。在研究土壤特性與植物生長的關系時，首先應了解形成母質的巖石類型，而巖石是由礦物組成的，為了鑒別各種巖石，必須學會識別主要的造巖礦物。
礦物是地殼中各種地質作用所形成的具有一定物理和化學性質的自然產物。大多數(shù)礦物呈固態(tài)。鑒別礦物的方法很多，室內可測定其化學成分，鑒別其物理性質；野外調查時，可用一些簡單的工具和試劑（如放大鏡、小刀、鹽酸等），對礦物的物理性狀和化學組成進行現(xiàn)場鑒別。
二、礦物的主要物理性質
1.結晶性狀：晶質礦物具有一定的結晶性狀，如石英呈六方柱和六方錐復合體的單晶或晶簇，在巖石中則成粒狀，集合體則呈塊狀。有的礦物則出現(xiàn)雙晶，如正長石的卡氏雙晶，斜長石的聚片雙晶，晶體石膏的燕尾雙晶。這些是造巖礦物各自的結晶特征，具有特殊的鑒別意義。
2.顏色：是礦物對光線吸收、反射、折射的物理性質的表征。各種礦物都有相對固定的顏色，如正長石呈肉紅色，斜長石呈灰白色，角閃石暗綠至黑色，這是礦物本身固有的，是鑒定礦物的重要特征。但當?shù)V物中含有的雜質時，則呈現(xiàn)另一些顏色，如無色透明或乳白色的石英，含雜質時則呈灰、黑、紫等色，可見不能僅憑顏色來鑒定礦物。
3.條痕：是礦物粉末的顏色，硬度小的礦物在未上釉的白瓷板上刻劃，留下的粉末痕跡。條痕可清除雜色，保存自色，更具有鑒定意義。如黃鐵礦和黃銅礦都為黃色，但前者的條痕呈黑色，后者呈黑綠色。
4.光澤：是礦物反射光的能力?？煞譃榻饘俟鉂?、半金屬光澤和非金屬光澤。
（1）金屬光澤：具有金屬光滑表面所呈現(xiàn)的光亮。如金、銀、黃鐵礦等。
（2）非金屬光澤：為透明或半透明淺色礦物常具有的光澤?？煞譃橐韵聨最悾?/span>
①金剛光澤：光亮很強，光輝奪目。如金剛石的光澤。
②玻璃光澤：似玻璃反射的光亮。如石英晶面、方解石、長石的光澤。
③珍珠光澤：似珍珠的明亮光潤。如云母的光澤。
④絲絹光澤：似絲絹的瑰麗多采。如石綿、纖維石膏的光澤。
⑤脂肪光澤：似油膩的脂肪。如乳白色的斷口具有這種光澤。
（3）半金屬光澤：介于金屬光澤和非金屬光澤之間。如赤鐵礦等。
5.硬度：是礦物抵抗外力磨擦或刻劃的能力。一般采用摩氏硬度計來確定礦物的相對硬度（表1-1）。表1-1
硬度 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
代表礦物 | 滑石 | 石膏 | 方解石 | 螢石 | 磷灰石 | 正長石 | 石英 | 黃玉 | 剛玉 | 金剛石 |
野外測定礦物硬度，常用一些簡單的器具來代替摩氏硬度計。如指甲（硬度2.5）、銅器（硬度3.0）、鐵器（硬度5~5.5）、鋼器（6.5）、玻璃片(硬度7）軟鉛筆（硬度1.0）；自然界中硬度大于7的礦物是很少見的。
6.解理：礦物受外力作用后，沿著一定方向的面裂開，稱解理。裂開后形成的光滑面稱為解理面。有如下幾種：
（1）極完全解理：礦物極易裂成薄片狀，解理面完整而光滑。如云母、綠泥石等。
（2）完全解理：受力后沿解理面裂成小塊，解理面光滑，斷口少見。如方解石。
（3）中等解理：在破裂面上可大致看出平整的解理面，斷口經?？梢?。如長石、輝石等。
（4）不完全解理：解理面不清晰，難以發(fā)現(xiàn)。如磷灰石。
（5）極不完全解理：實際上是無解理。
7.斷口：是礦物受力打擊后，不沿一定方向斷裂，而出現(xiàn)不規(guī)則的斷裂面?？煞譃橐韵聨追N：
（1）貝殼狀斷口：斷裂面有類似同心圓的起伏，似貝殼的外形。如石英。
（2）鋸齒狀（參差狀）斷口：斷裂面有鋸齒狀或片狀的尖棱。如纖維石膏。
（3）階梯狀斷口：斷裂面局部與解理面相交形成一個角。如斜長石。
（4）土狀斷口：有平坦而粗糙的表面。如高嶺土。
除以上幾種物理性質外，還有透明度、比重、彈性、氣味、感覺等。
三、實驗材料
石英、正長石、斜長石、云母、角閃石、輝石、方解石、高嶺土、褐鐵礦、赤鐵礦等。
四、實驗工具
小刀、瓷板、放大鏡、稀鹽酸、鐵釘、玻璃片等。
五、鑒定步驟
根據各種礦物的主要物理性質，按以下步驟進行鑒定：
1.先觀察礦物的顏色、結晶性狀和光澤。
2.以簡單的工具確定礦物的硬度，對硬度小的可在未上釉的白瓷板上刻劃，觀察條痕顏色。
3.觀察礦物的解理及斷口情況。
4.對白色或硬度小的礦物可滴加稀HCl，觀察是否有泡沫產生。將觀察鑒定結果，填入
表1-2主要造巖礦物觀察鑒定結果表
編號 | 性狀 | 光澤 | 顏色 | 解理 | 斷口 | 硬度 | 條痕 | 主要化學成分 | 其它 | 礦物名稱 |
野外礦物鑒定及簡易分析 (2009-10-26 10:08:23)
礦物的野外鑒定是尋找有用礦產和識別巖石的不可缺少的基本技術。礦物的野外鑒定主要是根據礦物的條痕、顏色、硬度及解理等外表特征，首先按礦物的條痕(即礦物粉末的顏色〉劃分大類，另外在每一類中或以顏色、或以硬度再進行劃分，更次一級劃分的根據則視礦物的特征而定。現(xiàn)對條痕、顏色、解理等特征觀察時應注意的一些問題作簡要的說明。
1 .條痕 即礦物粉末的顏色。對于硬度不大的礦物，在瓷板上劃出粉末后，即可觀察其條痕色；如遇到礦物硬度較大(如在6、7以上)或無瓷板時，可把礦物軋成粉末，在白紙上觀察其顏色即可。
礦物的條痕與透明度、光澤有相互的關系；條痕為無色或白色者，為透明礦物，多數(shù)屬玻璃光澤，少部分屬金剛光澤；條痕為黑色者，為不透明礦物，多數(shù)屬金屬光澤，少部分屬半金屬光澤；條痕為彩色（淺彩或深彩色）者，多數(shù)為半透明礦物，屬金剛或半金屬光澤。所以正確觀察條痕的顏色對于判斷礦物的光澤及透明度均會有所幫助。
因為礦物的條痕比較穩(wěn)定，也比較容易準確描述，而礦物的光澤常?？赡芤蚴艿侥承┮蛩氐挠绊?/span>(如礦物表面風化作用，礦物由細小單體聚合而成等〉而變暗，不易統(tǒng)一描述，所以本鑒定表首先采用條痕作劃分大類的根據。
有些呈強金屬光澤的礦物(如自然金、自然銀、自然銅…等) ，因它們均具良好的延展性，所以在瓷板上劃條痕時不易立刻劃出它們的粉末，而是呈薄片附在瓷板上，故觀察者看到的只是它們的薄片顏色，并非粉末的顏色(如自然金呈金黃色，自然銅呈銅黃色，自然銀呈銀白色等) ，如果把這些薄片再繼續(xù)摩擦幾下，則立即能呈現(xiàn)黑色粉末。
本鑒定表中有時提出“摩擦條痕”這就是指把條痕再用干凈的玻璃棒或瓷板等繼續(xù)摩擦幾下，這樣可使粉末更細，此時某些礦物的條痕色要發(fā)生變化，藉此有助于區(qū)別某些相似礦物（如石墨與輝鉬礦；輝銻礦與輝鉍礦等）。
2.顏色 這里只著重說明具金屬光澤的(包括部分半金屬光澤)礦物顏色描述時應注意的事項。具金屬光澤的礦物，其顏色的描述常常同時體現(xiàn)出其金屬光澤的特征。如銀白色、錫白色、鉛灰色、鋼灰色、鐵黑色，這就是指具金屬光澤的白色（銀白色比錫白色更淺一些）、灰色（鉛灰色比鋼灰色更淺一些）、黑色；又如金黃色、銅紅色，也就是指具金屬光擇的黃色(像金子那樣的顏色〉、紅色〈像銅那樣的紅色〉。所以對于金剛光澤或玻璃光澤的礦物，就不采用上述的描述方法了。
3.解理 系礦物受外力打擊后沿著一定結晶方向裂成平面的能力。因此只有結晶物質才有可能出現(xiàn)解理，非晶質不可能出現(xiàn)解理。礦物的解理必需在其單個晶體上進行觀察，故遇單個晶體很細小時，肉眼就難以看出它的解理是否存在。
解理面的特點是：它嚴格平行某結晶方向；平整，閃亮，在解理面上可出現(xiàn)解理紋，這些解理紋也嚴格平行某結晶方向，并為多數(shù)呈階梯狀的裂縫。
肉眼觀察礦物解理時，首先要解決的是有無解理？如有解理，則需進一步觀察其解理等級、組數(shù)及夾角。
(1)有無解理是比較容易判斷的。在野外采集到礦石或巖石標本時，可將其新鮮的破碎面對著陽光轉動，看欲鑒定的同種礦物，在其許多單體上有無閃亮而平整的面，如一塊標本還不能立即確定，可多觀察一些標本，如果都能看到這些平面，則該礦物必定有解理。如果很難見到平面、或偶而出現(xiàn)一個平面，則很大可能是無解理。
( 2 )解理的等級，通俗說就是解理的好壞，也即解理出現(xiàn)的難易程度。一般分為極完全、完全、中等、不完全及極不完全五個等級。前三個等級的解理，一般用肉眼均能見到，不完全解理肉眼難以見到，極不完全解理就是無解理，所以后二個等級均可視為無解理。判斷解理等級應該從獲得解理的難易程度及解理面的平整程度兩個方面去觀察分析。如果用力打擊礦物時，在任何方向敲打，均能極容易地沿一定方向裂成薄片，解理面平整而光滑，此即為極完全解理。如果用力在任何方向打擊時，也是很容易地沿一定方向裂成平面，但不能剝成薄片，則為完全解理。如果用力打擊后，不太容易裂成平整的面，只是當所用力的方向接近于該礦物的解理方向時，則解理面可以較平整，此為中等解理。對于不完全解理，一般情況下打擊后均不出現(xiàn)平面，只有當某些特殊情況下才可出現(xiàn)較平整的面，但這種機會是很少的。所以對于不完全解理就可認為無解理。 極完全、完全、中等三級解理，對礦物的鑒定具有重要意義，因為礦物的解理是很穩(wěn)定的物理性質。同時由于它是嚴格受內部結晶構造所控制，所以它的方向性也是很明顯的。有的礦物只有一個方向的解理（稱為一組解理），有些礦物則有二、三、四甚至更多方向的解理（稱為二、三、四……組解理)，這就決定于該礦物的解理平行那一單形。如云母的解理平行{001} （平行雙面)方向，則為一組；方解石平行{10T1} (菱面體)則為三組；閃鋅礦平行{110} (菱形十二面體〉則為六組。在一種礦物上可出現(xiàn)幾個不同單形方向、不同等級的解理：如重晶石有平行{010}的完全解理、{20l}的中等解理及{001}的不完全解理。所以不但要能判斷解理的有無、等級，還要會判斷解理組數(shù)、夾角（具二組以上的解理就有夾角，肉眼判斷解理夾角只要求很粗略的判斷直角、鈍角或銳角等即可）。 判斷解理組數(shù)必須在同一單體上觀察。在一塊標本上，首先要認定單個晶體的范圍（一般是對著陽光看，閃光一致的范圍即為一個單體出露的范圍），然后在此范圍內觀察閃亮而平整的面有幾個方向。這也必需在許多塊標本上敲打出新鮮面后進行，不能只看了一塊標本就下結論。另外解理紋的出現(xiàn)可以幫助確定解理組數(shù)。
解理紋的特點是：①嚴格平行一定結晶方向；②常呈階梯狀，斷續(xù)出現(xiàn)； ③常常成組出現(xiàn)，不能只出現(xiàn)一條； ④因為它是欲裂而未裂成的解理縫，所以用力敲打后就可以沿該裂縫方向裂出解理面。例如方鉛礦，在平行立方體{100}方向有三組完全解理，則在(l00) 解理面上可以看到平行{010}、{001}方向的解理紋，成階梯狀斷續(xù)出現(xiàn)，同樣在{010}、{001}能看到平行{001}及{100}、{100}及{010}之解理紋。
應該注意區(qū)分解理面與晶面、解理紋與聚形紋或聚片雙晶紋。它們的不同點是：
1、晶面與解理面的區(qū)別 :晶面：是晶體生長到最外面的一層面網，多數(shù)不光滑不閃亮；受外力打擊后，立刻消失；可出現(xiàn)蝕象、聚形紋，這些花紋如經外力打擊后，隨晶面消失而消失。
解理面：是晶體上受外為打擊后出現(xiàn)的一系列平面，故比較新鮮、閃亮、光滑；受外力打擊后沿比方向仍出現(xiàn)平面；不出現(xiàn)聚形紋、蝕象，而出現(xiàn)解理紋，這些理紋經敲打|后，在同方向仍能出現(xiàn)。
2、聚形紋與解理紋的區(qū)別:聚形紋：在晶面上出現(xiàn)，隨晶面消失而消失；呈一定結晶方向的直條紋分布，寬窄不一，條紋微微突起于晶面上。解理紋：在解理面上出現(xiàn)，敲打后仍能出現(xiàn)；呈一定結晶方向，多數(shù)呈階梯狀分布，不突出于解理面，而成裂縫狀凹下，受外力打擊后沿解理紋方向可破裂出解理面。
3、聚片雙品紋與解理紋區(qū)別:聚片雙晶紋：嚴格平行一定結晶方向，細而密直；受外力打擊后，不能沿聚片雙晶紋方向裂成解理面。解理紋：呈一定結晶方向，多數(shù)呈階梯狀；受外力打擊后，沿解理紋方向可出現(xiàn)解理面。
解理與裂開在成因上是不同的，但在現(xiàn)象上二者難以肉眼區(qū)別。所以一般不要求嚴格區(qū)分它們。但是可以在觀察許多標本的過程中注意這個問題。解理是穩(wěn)定的物理性質，凡是有解理的礦物不論在什么形成條件下，均能出現(xiàn)解理，只是有時顆粒太細小，肉眼看不到，但在顯微鏡下能看到，而裂開的有無與該礦物的形成條件有關，所以同種礦物(如磁鐵礦、剛玉……等〉在不同成因中產出時，有的可能出現(xiàn)裂開，有的不能出現(xiàn)，因此裂開的穩(wěn)定性就差多了。
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