礦物的物理力學性質

2022-10-13 16:39:07 字數 5114 閱讀 5922

礦物的物理性質,決定於礦物的化學成分和內部構造。由於不同礦物的化學成分或內部構造不同,因而反映出不同的物理性質。所以,礦物的物理性質,是鑑別礦物的重要依據。

(一)光學性質:

1.顏色

礦物的顏色,是礦物對可見光波的吸收作用產生的。按成色原因,有自色、他色、假色之分。

自色:是礦物固有的顏色,顏色比較固定。 一般來說,含鐵,錳多的礦物,如黑雲母、普通角閃石、普通輝石等,顏色較深;含矽、鋁、鈣等成分多的礦物,如石英、長石、方解石等,顏色較淺。

他色:是礦物混入了某些雜質所引起的,與礦物的本身性質無關。他色不固定,對鑑定礦物沒有很大意義。

假色:是由於礦物內部的裂隙或表面的氧化薄膜對光的折射、散射所引起的。如方解石解理面上常出現的虹彩;斑銅礦表面常出現斑駁的藍色和紫色。

2.光澤

礦物表面呈現的光亮程度,稱為光澤。它是礦物表面的反射率的表現。 按其反射強弱程度,分金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。 造岩礦物絕大部分屬於非金屬光澤。

玻璃光澤:反光如鏡,如長石、方解石解理面上呈現的光澤。

珍珠光澤:象珍珠一樣的光澤,如雲母等。

絲絹光澤:纖維狀或細鱗片狀礦物,形成絲絹般的光澤,如纖維石膏和絹雲母等。

油脂光澤:礦物表面不平,致使光線散射,如石英斷口上呈現的光澤。

蠟狀光澤:石蠟表面呈現的光澤,如蛇紋石、滑石等緻密塊體礦物表面的光澤。

土狀光澤:礦物表面暗淡如土,如高嶺石等松細粒塊體礦物表面所呈現的光澤。

3.條痕

礦物在無釉瓷板上摩擦時所留下的粉末痕跡,它是指礦物粉末的顏色。對不透明礦物的鑑定很重要。

(二)力學性質

1.硬度

礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力,稱為硬度。硬度是礦物的乙個重要鑑定特徵。 在鑑別礦物的硬度時,是用兩種礦物對刻的方法來確定礦物的相對硬度。

摩氏硬度計:

是硬度對比的標準,從軟到硬依次由下列10種礦物組成,稱為摩氏硬度計。 (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

可以看出,摩氏硬度只反映礦物相對硬度的順序,它並不是礦物絕對硬度的等級。 礦物硬度的確定,是根據兩種礦物對刻時互相是否刻傷的情況而定。

野外工作中,常用指甲(2~2.5)、鐵刀刃(3~5.5)、玻璃(5~5.5)、鋼刀刃(6~6.5)鑑別礦物的硬度。

礦物硬度,對岩石的強度有明顯影響。風化、裂隙、雜質等會影響礦物的硬度。所以在鑑別礦物的硬度時,要注意在礦物的新鮮晶面或解理面上進行。

2. 解理、斷口

礦物受打擊後,能沿一定方向裂開成光滑平面的性質,稱為解理。裂開的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規則破裂面,稱為斷口。

不同的晶質礦物,由於其內部構造不同,在受力作用後開裂的難易程度、解理數目以及解理面的完全程度也有差別。

根據解理出現方向的數目,有乙個方向的解理,如雲母等; 有兩個方向的解理,如長石等; 有三個方向的解理,如方解石等。

根據解理的完全程度,可將解理分為以下幾種:

極完全解理極:易裂開成薄片,解理面大而完整,平滑光亮,如雲母。

完全解理:沿解理方向開裂成小塊,解理面平整光亮,如方解石。

中等解理:既有解理面,又有斷口,如正長石。

不完全解理:常出現斷口,解理面很難出現,如磷灰石。

礦物解理的完全程度和斷口是互相消長的,解理完全時則不顯斷口。反之,解理不完全或無解理時,則斷口顯著。如不具解理的石英,則只呈現貝殼狀的斷口。

解理是造岩礦物的另乙個鑑定特徵。

(三)常見的主要造岩礦物

礦物的鑑定方法:

主要是運用礦物的形態以及礦物的物理性質等特徵來鑑定的。一般可以先從形態著手、然後再進行光學性質、力學性質及其他性質的鑑別。

對礦物的物理性質進行測定時,應找礦物的新鮮面,這樣試驗的結果才會正確,因風化面上的物理性質已改變了原來礦物的性質,不能反映真實情況。

在使用礦物硬度計鑑定礦物硬度時,可以先用小刀(其硬度在5度左右),如果礦物的硬度大於小刀,這時再用硬度大於小刀的標準硬度礦物來刻劃被測定的礦物,以便能較快的進行。

在自然界中也有許多礦物,它們之間在形態、顏色、光澤等方面有相同之處,但一種礦物確具有它自己的特點,鑑別時應利用這個特點,即可較正確地鑑別礦物。

三大岩石的分類、結構、構造、肉眼鑑別

岩漿巖一、岩漿巖的分類:(成岩的地質環境)

(1) 深成巖:

岩漿侵入地殼某深處(約距地表3km)冷凝而成的岩石。由於岩漿壓力和溫度較高,溫度降低緩慢,組成岩石的礦物結晶良好。

(2) 淺成巖:

岩漿沿地殼裂縫上公升距地表較淺處冷凝而成的岩石。由於岩漿壓力小,溫度降低較快,組成岩石的礦物結晶較細小。

(3) 噴出巖:

岩漿沿地表裂縫一直上公升噴出地表,這種活動叫火山噴發,對地表產生的一切影響叫火山作用,形成的岩石叫噴出巖。在地表的條件下,溫度降低迅速,礦物來不及結晶或結晶較差。肉眼不易看清楚。

二、岩漿巖的產狀:

是反映岩體空間位置與圍岩的相互關係及其形態特徵。由於岩漿本身成分的不同,受地質條件的影響,岩漿巖的產狀大致有下列幾種:

岩基:深成巨大的侵入岩體,範圍很大,常與矽鋁層連在一起。形狀不規則,表面起伏不平。與圍岩成不諧和接觸,露出地面大小決定當地的剝蝕深度。

巖株:與圍岩接觸較陡,面積達幾平方公里或幾十平方公里,其下部與岩基相連,比巖基小。

岩盤:岩漿冷凝成為上凸下平呈透鏡狀的侵入岩體,底部通過頸體和更大的侵入體連通,直徑可大至幾千公尺。

岩床:岩漿沿著成層的圍岩方向侵入,表面無凸起,略為平整,範圍一公尺至幾公尺。

岩脈:沿圍岩裂隙冷凝成的狹長形的岩漿體,與圍岩成層方向相交成垂直或近於垂直。另外,垂直或大致垂直地面者,稱為岩牆。

三、岩漿巖的結構和構造

1、結構

岩漿巖的結構,是指組成岩石的礦物的結晶程度、晶粒的大小、形狀及其相互結合的情況。岩漿巖的結構特徵,是岩漿成分和岩漿冷凝時物理環境的綜合反映。

(1)結晶程度上:

半晶質結構: 岩石由結晶的礦物顆粒和部分未結晶的玻璃質組

全晶質結構: 岩石全部由結晶的礦物顆粒組成

非晶質結構: 岩石全部由熔岩冷凝的玻璃質組成(玻璃質)

(2)顆粒大小上:

a、相對大小:

等粒結構(全晶質):同一種礦物的結晶顆粒大小近似者

似斑狀結構(全晶質):岩石中的同一種主要礦物,其結晶顆粒如大小懸殊

斑狀結構(半晶質):由結晶顆粒和基質組成

b、絕對大小(針對全晶質結構中):

粗粒結構:礦物的結晶顆粒大於5mm;

中粒結構:礦物的結晶顆粒5~2mm;

細粒結構:礦物的結晶顆粒2~0.2mm;

微粒結構:礦物的結晶顆粒小於0.2mm。

注:似斑狀結構岩石中,晶形比較完好的粗大顆粒稱為斑晶,小的結晶顆粒稱為石基。

2、構造

岩漿巖的構造:是指礦物在岩石中的組合方式和空間分布情況。構造的特徵,主要取決於岩漿冷凝時的環境。

岩漿巖最常見的構造主要有:塊狀構造 、流紋狀構造、氣孔狀構造 、杏仁狀構造 。

塊狀構造:礦物在岩石中分布雜亂無章,不顯層次,呈緻密塊狀。如花崗岩、花崗斑巖等一系列深成巖與淺成巖的構造。

流紋狀構造:由於熔岩流動,由一些不同顏色的條紋和拉長的氣孔等定向排列所形成的流動狀構造。這種構造僅出現於噴出岩中,如流紋岩所具的構造。

氣孔狀構造:岩漿凝固時,揮發性的氣體未能及時逸出,以致在岩石中留下許多圓形、橢圓形或長管形的孔洞。氣孔狀構造常為玄武岩等噴出岩所具有。

杏仁狀構造:岩石中的氣孔,為後期礦物(如方解石、石英等)充填所形成的一種形似杏仁的構造。如某些玄武岩和安山岩的構造。氣孔狀構造和杏仁狀構造,多分布於熔岩的表層。

四、岩漿巖的分類及其鑑定方法

岩漿巖的分類:

根據岩漿巖的形成條件、產狀、礦物成分和結構、構造等方面,將岩漿巖分為三大類:即深成巖、淺成巖、噴出巖,每類中又根據成分的不同又可分出具體的各類,見表1-3。

岩漿巖的肉眼鑑定方法:

確定岩漿巖的產狀:對岩石標本鑑定之前,首先了解它的野外產狀。

觀察岩石的結構、構造,如等粒塊狀為深成的花崗岩。

確定礦物成分:根據礦物的顏色、晶形、解理等特徵,初步確定幾種主要的造岩礦物,判斷出哪些是主要礦物,哪些是次要礦物,大致目估各種礦物的顆粒大小及百分含量。在觀察礦物成分時首先觀察與鑑定淺色礦物,如有石英,當數量較多時,則該岩石為酸性巖,再看長石存在的情況,如不含長石,即為無長石的巖應屬超基性巖類。

此時,若暗色礦物以橄欖石為主的為橄欖岩,若以輝石為主的則為輝巖。如果岩石含長石,必須定出是正長石還是斜長石,確定主次,以區分酸性、中性或基性巖。

按次序說,觀察岩石整體的顏色要優先於岩石的結構構造、礦物成分及其他特徵。

鑑定岩漿巖時,必須注意岩石的風化面的顏色,往往風化面的顏色不代表岩石的本色,風化嚴重的岩石必須開啟新鮮面進行觀察,這樣才能確定其真正的本色。

在現場對岩石鑑定時,只是初步的鑑定,要準確地定出岩石名稱,必須結合室內儀器鑑定,只有經室內外綜合研究,最後才能作出正確的分類定名。

沉積岩一、沉積岩的分類

碎屑岩類:主要由碎屑物質組成的岩石。其中由先成岩石風化破壞產生的碎屑物質形成的,稱為沉積碎屑岩,如礫岩、砂岩及粉砂岩等;由火山噴出的碎屑物質形成的,稱為火山碎屑岩,如火山角礫岩、凝灰岩等。

粘土岩類: 主要由粘土礦物及其他礦物的粘土粒組成的岩石,如泥岩、頁岩等。

化學及生物化學岩類: 主要由方解石、白雲石等碳酸鹽類的礦物及部分有機物組成的岩石,如石灰岩、白雲岩等。

二、沉積岩的結構和構造

1、沉積岩的結構

組成物質、顆粒大小及其形狀等方面的特點。

(1)碎屑結構:由碎屑物質被膠結物膠結而成。

a、按碎屑粒徑的大小,可分為:

礫狀結構碎屑粒徑大於2mm。磨圓程度分:角礫狀結構、礫狀結構。

砂質結構碎屑粒徑介於2~0.05mm之間。2~0.

5mm,為粗粒結構,如粗粒砂岩;0. 5~0.25mm,為中粒結構,如中粒砂岩;0.

25~0.05mm,為細粒結構,如細粒砂岩。

粉砂質結構碎屑粒徑0.05~0.005mm,如粉砂岩。

b、按膠結物的成分,可分為:

矽質膠結:由石英及其他二氧化矽膠結而成。 顏色淺,強度高。

鐵質膠結:由鐵的氧化物及氫氧化物膠結而成。 顏色深,呈紅色,強度次於矽質膠結。

鈣質膠結:由方解石等碳酸鈣一類物質膠結而成。 顏色淺,強度比較低,容易遭受侵蝕。

泥質膠結:由細粒粘土礦物膠結而成。 顏色不定,膠結鬆散,強度最低,容易遭受風化破壞。

(2)泥質結構:幾乎全部由小於0.005mm的粘土質點組成。是泥岩、頁岩等粘土巖的主要結構。

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