同濟考研4-地球的物質(zhì)組成

第四章地球的物質(zhì)組成地球的物質(zhì)成分地球是一個特殊的物理化學系統(tǒng)，它的表層不僅有液態(tài)水圈和氮-氧型的大氣圈、由于生命的長期作用發(fā)育有生物圈，還有分異良好的內(nèi)部圈層——巖石圈、地幔和地核。從而決定了地球系統(tǒng)特有的物質(zhì)運動與元素行為特征。本章涉及的地球組成以地球的內(nèi)部圈層物質(zhì)為主，因為內(nèi)部圈層的物質(zhì)主要以固相存在，又被稱為固體地球部分。固體地球的組成通常分三種物質(zhì)層次來進行研究，它們是化學元素、礦物和巖石?；瘜W元素－礦物－巖石3·1地球中的元素

3·1·1元素在地球中的分布

3·1·2元素在地殼中的分布3·2自然界中的礦物3·2·1礦物的概念及其分類3·2·2礦物的特征及鑒定方法3·3礦物的肉眼鑒定3·3·1礦物的形態(tài)3·3·2礦物的光學性質(zhì)3·3·3礦物的力學性質(zhì)3·3·4礦物的其它性質(zhì)3·1·1元素在地球中的分布3·1地球中的元素

根據(jù)宇宙始于大爆炸的理論，地球上各種物質(zhì)都是從基本粒子聚變成氫開始的，然后是四個氫合成一個氦，氦再進一步合成其他各種元素。大爆炸大約發(fā)生在150億年前，在大爆炸后的50萬－100萬年時，現(xiàn)今的各種元素已通過核聚變逐漸形成。庸才的形成遠比太陽系的起源早?，F(xiàn)代物理、化學的理論研究和實驗表明，在太陽系內(nèi)目前仍在進行著氫合成氦及氦合成其他元素的熱核聚變，已經(jīng)可以肯定地說，宇宙中的元素通過熱核聚變反應，經(jīng)歷了從簡單到復雜的形成演化過程。

二千多年前我國的李耳最早提出了“道生一，一生二，二生三，三生萬物”的哲學思想。現(xiàn)今地球內(nèi)外主要元素的分布也可說明宇宙中元素從簡單到復雜的演化過程。元素豐度定義：化學元素在一定自然體系中的相對平均含量。是根據(jù)組成該體系的主要物質(zhì)的化學成分，用加權(quán)平均法計算出來的。地殼、地球、太陽系和宇宙作為不同的自然體系，各有自已的元素豐度。由于巖石是組成地殼的主要物質(zhì)，地殼元素豐度就是據(jù)此方法求得的。美國化學家F.W.克拉克（1889）發(fā)表了第一篇有關元素地球化學分布的論文，地殼元素豐度就稱為克拉克值。文獻中一般以ppm作為重量單位，表示百萬分之一。

1ppm=1克/噸=1X10-63·1·2元素在地殼中的分布

地殼是由各種化學元素組成的，要研究地殼的物質(zhì)組成，就必須研究元素在地殼中的分布情況及其分布規(guī)律。在1889年美國化學家克拉克根據(jù)其所采集的世界各地的5159個巖石樣品的化學分析資料，通過計算首次提出了地殼中50多種元素的分布量。鑒于克拉克在計算地殼內(nèi)元素分布量方面所作的貢獻，國際上把各種元素在地殼中的含量百分比，命名為克拉克值（Clarkvalue），又稱元素在地殼中的豐度。

1924年克拉克又和華盛頓一起對克拉克值作了進一步計算和修正。后人又陸續(xù)作了大量工作，對克拉克值進行了補充和修正?？死酥店U明了地殼中的化學成分及其分布，在理論上及實踐中都有重大意義。氧O46.3鈉Na2.36硅Si28.15鉀K2.09鋁Al8.23鎂Mg2.33鐵Fe5.63鈦Ti0.57鈣Ca4.15氫H0.15地殼中主要元素的克拉克值地殼元素組成與分類地殼中已發(fā)現(xiàn)元素周期表中1-92號元素，按重量%的前8名順序:

O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg占地殼總量的98%-，稱主量元素或常量元素，也稱造巖元素。其余84個元素僅占地殼總量的2%+。其他元素總體含量雖少，但對人類的重要性很大。微量元素：含量<0.1%的元素。如與K、Na主量元素同屬第一主族的Ru、Se，只能以類質(zhì)同像形式存在于K、Na組成的礦物中。硫(S)和鹵族元素(Cl、F)金屬成礦元素：貴金屬(Au-Ag-Hg-Pt)

賤金屬(Pb-Zn-Cu-Sb)

過渡（Co-Ni-Ti-V-W-Sn-Mo等）稀有稀土親生物元素

C-H-O-N和P-B放射性元素地球早期隕擊史據(jù)地球早期星子吸集形成史，地球元素豐度應與宇宙元素豐度大體相似。固體地球內(nèi)部不同圈層的垂向物理性質(zhì)和物質(zhì)成分分異，啟示原始地球在星子吸積高峰期后經(jīng)歷過整體熔融階段。目前尚未發(fā)現(xiàn)下地幔和地核存在明顯的空間物質(zhì)成份分異，地球物質(zhì)成分不均一性地殼和上地幔(400-670km以上)已發(fā)現(xiàn)物質(zhì)成分在空間分布上存在明顯的不均一性。南半球存在著名的鉛同位素異常，全球富鐵礦的分布存在地域?qū)傩浴：Ｄ蠉u石碌是中國富鐵礦(Fe60%）的唯一產(chǎn)地，地質(zhì)結(jié)構(gòu)類似澳洲。南北半球的鉛同位素比值

(208Pb/204Pb—206Pb/204Pb）明顯不同1，雖在地殼中存在的化學元素有180余種，但分布較多的只有O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H十種，這10種元素的重量之和占地殼總重量的99.96%，(其中O、Si、Al、Fe占88.31%），而其余百余種元素重量的總和不足地殼重量的千分之一。2，元素在地殼中的分布是不均勻，不僅各元素在總重量上是不均勻的，而且在不同地區(qū)、不同深度的分布也是不均勻的。在地殼上部以O、Si、Al、Ca、Na、K為主；在地殼下部則以O、Si、Fe、Mg為主。地殼中元素的分布特點3，地殼中的元素除少數(shù)以自然元素（如金、銀、鉑、銅、石墨）產(chǎn)出外，絕大部分是以化合物的形式產(chǎn)出。尤其以氧化物最常見。4，地殼中分布最廣的是Si和Al的氧化物，占總重量的74.48%，其次是Fe、Ca、Na、K、Mg的氧化物。在地殼深度16公里內(nèi)，主要元素按氧化物計算的重量百分比如下：SiO259.14Na2O2.36Al2O315.34MgO2.09FeO6.88K2O2.33Fe2O3H2O0.57CaO5.08TiO20.153·2自然界中的礦物3·2·1礦物的概念及其分類

人類最先面對和利用的固體地球物質(zhì)是巖石（石器工具），礦物則是構(gòu)成巖石的基本物質(zhì)載體。礦物是自然界形成的固態(tài)均勻物質(zhì)，絕大部礦物的原子或離子排列有序，具有一定范圍的化學成分和物理性質(zhì)。也有人認為“礦物是在地殼(地球)物理化學條件下形成的無機晶質(zhì)固體”。礦物一，礦物的概念礦物是地質(zhì)作用形成的（天然生成的）元素單質(zhì)或化合物。

礦物是組成地殼的基本單位之一，由礦物組成巖石和礦石。在自然界中礦物的種類很多，目前已發(fā)現(xiàn)三千余種。地殼中的礦物絕大多數(shù)呈固態(tài)，只有極少數(shù)呈液態(tài)、氣態(tài)（如水、自然汞、石油、天然氣等）或膠態(tài)（如蛋白石等）。因此，對礦物的概念目前有兩種不同看法：

廣義的概念包含固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)；狹義的概念僅指天然生成的固態(tài)的元素單質(zhì)或化合物。二，礦物的分類

礦物一般都具有一定的化學成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而也有一定的物理和化學性質(zhì)，但由于地質(zhì)條件的復雜性和多樣性，礦物的成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和它們的物理、化學性質(zhì)也并非絕對均一。礦物可按化學成分或內(nèi)部構(gòu)造進行分類。1，礦物的成分分類按礦物的化學成分，將礦物分成單質(zhì)礦物和化合物礦物兩大類。在化合物礦物類中再進一步按化合物的種類進行分類。【1】單質(zhì)礦物由同種元素組成的稱單質(zhì)礦物，又稱自然元素類礦物，有自然金（Au）、自然銅（Cu）、自然鉑（Pt）、自然銀（Ag）、自然硫（S）、金剛石（C）、石墨（C）等。自然元素類礦物的總量僅占地殼總重量的0.1%。自然金自然銅自然銅晶體自然銀自然硫晶體火山噴氣口的升華自然硫金剛石石墨【2】化合物礦物由兩種或兩種以上元素組成的稱化合物礦物。在地殼中最常見的是化合物礦物?；衔锏V物按化合物種類進一步分為：氧化物與氫氧化物類礦物;

硫化物類礦物;

鹵化物類礦物;

含氧鹽類礦物：硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物、磷酸鹽礦物等。

其中以硅酸鹽類礦物最多有800余種，占地殼總重量的80％，其次是氧化物類和硫化物類礦物。氧化物與氫氧化物類礦物石英SiO2硬錳礦mMnO·MnO2·nH2O赤銅礦Cu2O磁鐵礦Fe3O4赤鐵礦Fe2O3褐鐵礦Fe2O3·nH2O硫化物類礦物黃銅礦CuFeS2方鉛礦PbS閃鋅礦ZnS辰砂Sb2S3黃鐵礦FeS2鹵化物類礦物螢石CaF2石鹽NaCl含氧鹽類礦物－碳酸鹽礦物方解石CaCO3孔雀石Cu2CO3(OH)2白云石CaMg(CO3)2含氧鹽類礦物－硅酸鹽礦物長石（K、Na)(AlSi3O8)云母K(Mg、Fe)3(AlSi3O10)(OH)輝石(Mg、Fe、Ca)(Si2O8)角閃石(Mg、Fe、Ca)7(Si4O11)2(OH)2橄欖石(Mg、Fe)2(SiO4)石榴子石(Mg、Fe、Ca)3Al2(SiO4)3含氧鹽類礦物－硫酸鹽礦物硬石膏石膏晶簇石膏燕尾雙晶含氧鹽類礦物－磷酸鹽礦物磷灰石2，礦物的結(jié)構(gòu)分類

運用現(xiàn)代科技手段對礦物內(nèi)部進行觀察發(fā)現(xiàn)，有些礦物的內(nèi)部質(zhì)點（原子、離子）在三維空間作周期性重復排列，即作有序排列；而有些礦物則無序。凡內(nèi)部質(zhì)點在三維空間作有序排列的固體礦物稱為晶體或晶質(zhì)礦物；反之，內(nèi)部質(zhì)點排列無序者稱非晶體或非晶質(zhì)礦物?！?】晶質(zhì)礦物

礦物在其形成時，若有足夠的時間、空間、溫度、壓力、濃度等條件，容許其自由生長，其內(nèi)部質(zhì)點都可按一定規(guī)律排列成晶體。例如：含過飽和的鈉離子和氯離子的鹽水中可形成立方體形的石鹽晶體。

在液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)中的離子或原子互相結(jié)合形成晶體的過程稱為結(jié)晶。

晶體內(nèi)部質(zhì)點的排列方式稱晶體結(jié)構(gòu)。不同的離子或原子可構(gòu)成不同的晶體結(jié)構(gòu)。

相同的離子或原子在不同的地質(zhì)條件下也可形成不同的晶體結(jié)構(gòu)。

晶質(zhì)礦物因內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定，因此，具有特定的外形。

石鹽晶體的內(nèi)部，Na+與Cl-在三維空間呈立方體狀周期性重復排列。晶體的特性

自然界的礦物絕大多數(shù)是晶體，晶體是具有格子構(gòu)造的固體，因此，礦物晶體就具備了所共有的、由格子構(gòu)造所決定的基本性質(zhì)。自限性：指晶體能自發(fā)形成幾何多面體外形的性質(zhì)。晶體的多面體形態(tài)，是其格子構(gòu)造在外形上的直接反映。但實際晶體中呈完整幾何多面體形態(tài)的較少見，這是因晶體生長時受外界條件影響所致。均一性：由于同一個晶體的各個不同部分，質(zhì)點的分布是一樣的，所以晶體的各個部分的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)也是相同的，這就是晶體的均一性,由晶體的格子構(gòu)造決定。異向性：指晶體的特性（如晶形、電導率、磁化率等）在不同的方向上有所差異的性質(zhì)。非晶質(zhì)體是各向同性的。如藍晶石（又名二硬石）的硬度，隨方向的不同而有顯著的差別，平行晶體延長的方向可用小刀刻動，而垂直于晶體延長的方向則小刀不能刻動。對稱性：指晶體的等同部分能通過一定的操作而發(fā)生規(guī)律重復的性質(zhì)。晶體的外形上，也常有相同的晶面、晶棱和角頂重復出現(xiàn)。最小內(nèi)能：相同的熱力學條件下晶體與同種物質(zhì)的非晶體、液體、氣體相比較，其內(nèi)能最小。所謂內(nèi)能，就是晶體內(nèi)部所具有的能量（動能與勢能）。對于一個晶體來說，他要處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)，在結(jié)晶時就要將多余的能量釋放掉，從而達到有規(guī)律的排列的質(zhì)點間引力與斥力的平衡。穩(wěn)定性：由于晶體有最小的內(nèi)能，因而結(jié)晶狀態(tài)是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。物質(zhì)結(jié)晶的方式1、由氣體結(jié)晶,如火山口硫蒸氣冷凝直接形成硫磺晶體；2、從液體(溶液或熔融體)中結(jié)晶，如鹽湖中因蒸發(fā)使溶液達到過飽和而結(jié)晶出石鹽和硼砂等晶體,再如巖漿熔融體因過冷卻而結(jié)晶出長石、石英、云母等晶體等；3、由固態(tài)的非晶質(zhì)結(jié)晶，如非晶質(zhì)的火山玻璃經(jīng)過晶化而形成結(jié)晶質(zhì)的石髓等。晶體的要素

晶面是指晶體在生長過程中自發(fā)形成的包圍晶體表面的平面。

面角是指晶體上晶面法線間的夾角，其數(shù)值等于相應晶面間實際夾角的補角。

晶棱指的是晶體上面與面的交線。

晶帶晶體上彼此間的交棱（實際相交或延展后相交）均相互平行的一組晶面的組合。在結(jié)晶學中，礦物除了晶面、晶角、晶棱、晶帶和晶帶軸之外，還有一些對稱要素，如：對稱面、對稱軸、對稱中心、倒轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)反映軸等。對稱面(P)，是一個假想的平面，它將圖形平分為互為鏡像的兩個相等部分。對稱軸(Ln)是一根假想的直線。當圖形圍繞此直線旋轉(zhuǎn)一定角度后，可使相等部分重復。對稱中心(C)也是一個假想的點。如果通過此點作任意直線則在此直線上。距對稱中心等距離的兩端上必定可以找到對應點。旋轉(zhuǎn)反映軸空間群晶形按晶面種類是否單一而可分為單形與聚形兩類。【2】非晶質(zhì)礦物礦物在其形成時，若沒有足夠的時間、空間、溫度、壓力、濃度等條件的許可，其內(nèi)部質(zhì)點就不能按一定規(guī)律排列成晶體，只能形成內(nèi)部質(zhì)點排列無序的非晶質(zhì)體。非晶質(zhì)體有玻璃質(zhì)與膠質(zhì)兩類。因巖漿快速冷凝來不及結(jié)晶形成的非晶質(zhì)體稱玻璃質(zhì)。從水溶液中以膠體狀態(tài)沉淀形成的非晶質(zhì)體稱為膠質(zhì)。非晶質(zhì)體因內(nèi)部質(zhì)點排列無序，因此，一般無固定的外形。

二氧化硅在條件許可下，無論從巖漿中，還是在水溶液中，自由結(jié)晶形成六方柱狀的石英（透明的石英晶體稱水晶）。巖漿噴出地表，其中二氧化硅迅速冷凝形成玻璃質(zhì)－隱晶質(zhì)的礦物稱為石髓或玉髓。二氧化硅在水溶液中呈膠體狀態(tài)沉淀形成的膠質(zhì)礦物叫蛋白石（具花紋者稱瑪瑙）。

蛋白石與石髓的區(qū)別在于蛋白石含結(jié)晶水。蛋白石老化、失水變?yōu)橛袼杌蚴?。石?SiO2)玻璃質(zhì)(SiO2)瑪瑙(SiO2)3·2自然界中的礦物3·2·2礦物的特征及鑒定方法一，礦物的特征

礦物是巖石的基本組成單位，在不同的巖石中有不同的礦物組合。若要剖析一個地區(qū)的地質(zhì)情況，首先遇到的是各種巖石，要想正確識別這些巖石，必須認清這些巖石是由哪些礦物組成的。只有熟練地掌握了礦物的特征，才能有效地識辨礦物。

礦物具有下述特征：1，礦物都具有各自特有的分子式，即都有一定的化學成分。例如：磁鐵礦:Fe3O4赤鐵礦:Fe2O3；黃鐵礦:FeS2黃銅礦:CuFeS2；石英:SiO2方解石:CaCO3。2，礦物都具有一定的形態(tài)，有的呈固態(tài)，有的呈液態(tài)或氣態(tài)，有的是晶質(zhì)體，有的是非晶質(zhì)體。生長條件良好的礦物晶體都具有一定的幾何外形。例如：云母呈六方片狀；金剛石呈四面體。

礦物的形態(tài)由礦物晶形和結(jié)晶程度決定。礦物的結(jié)晶程度主要受礦物生長時的物理化學條件控制（生長速度慢的結(jié)晶程度高）；而礦物的晶形則與礦物的晶體結(jié)構(gòu)有關。晶格結(jié)構(gòu)的對稱性高，晶體的對稱性也高：三維對稱的晶體呈粒狀或等軸狀(如巖鹽、金剛石、黃鐵礦等)。二維對稱的晶體沿C軸發(fā)育成長柱狀(如石英、電氣石、輝銻礦)或毛發(fā)狀；C軸不發(fā)育的呈片狀(如云母、輝鉬礦等)。礦物的形態(tài)三維對稱晶體巖鹽（NaCl)黃鐵礦(FeS2)菱錳礦菱面體黃鐵礦呈立方體石英帶錐六方柱狀石榴石五角十二面體片狀晶體二維對稱晶體3，礦物都具有各自特有的物理性質(zhì)：顏色、硬度、光澤和比重等。例如：

磁鐵礦呈黑色黃銅礦呈銅黃色綠柱石呈綠色辰砂呈鮮紅色自然硫為鮮黃色蘭晶石呈蘭色

硬度：金剛石

>石英>方解石

>滑石比重：方鉛礦

>黃鐵礦>黃銅礦

>云母

因為石墨中層間距離比層內(nèi)原子間距大兩倍多，其層間結(jié)合力弱；而金剛石中的原子間距都是相等的，并且比石墨中的原子間距要小得多，質(zhì)點間的結(jié)合力很強。因此，石墨的比重?。?.2)，硬度也小（1~2），會污手；金剛石的比重大(8.5），硬度很大（10）。

金剛石與石墨的成份都是C。由于金剛石中的C原子呈四面體排列，石墨中的C原子呈六邊形層狀排列，因此，兩者雖成份相同，但形態(tài)各異。金剛石呈四面體等軸粒狀，石墨呈六邊形片狀。同質(zhì)多像－化學成分相同，晶體結(jié)構(gòu)不同。

閃鋅礦的分子式是ZnS，其晶格構(gòu)造中鋅離子與硫離子的排列方式與金剛石的相同，也呈四面體等軸粒狀外形。

由于閃鋅礦是由兩種性質(zhì)不同的離子組成，離子間的間距比金剛石大，質(zhì)點間的結(jié)合力比金剛石小，因此，閃鋅礦的比重比金剛石小(3.9~4.1)，閃鋅礦的硬度也比金剛石小(3.5~4)。類質(zhì)同像－化學成分不同，晶體結(jié)構(gòu)相同。

礦物晶體結(jié)構(gòu)中的某種原子或離子可以部分地被性質(zhì)相似的它種原子或離子替代而不破壞其晶體結(jié)構(gòu)。橄欖石:鎂、鐵的硅酸鹽類礦物。(Mg,Fe)2[SiO4]二，礦物的鑒定方法

不同的礦物具有不同的外部特征及物理性質(zhì)，而礦物的外部特征及其物理性質(zhì)是由其化學成份及內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的。因此識別礦物應從化學成份、晶體形態(tài)、物理性質(zhì)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)諸方面著手。1，化學成分的確定方法

確定礦物化學成份的常用方法有：

化學分析、直接電位及選擇性電極電位分析、光譜分析（原子吸收光譜、離子吸收光譜、等離子發(fā)射光譜）、質(zhì)譜分析、電子探針、差熱分析等。上述方法可定量測出各元素在礦物中的含量，從而推算出礦物的分子式。2，形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的確定方法礦物的形態(tài)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的常用研究方法有：雙目立體顯微鏡、偏光顯微鏡、電子顯微鏡、透視電鏡、X衍射等。偏光顯微鏡X衍射儀電子顯微鏡照片立方體黃鐵礦針狀多水高嶺石疊片狀高嶺石板狀鈉長石菱面體白云石晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)X衍射照片3，物理性質(zhì)的測定方法礦物的光學性質(zhì)經(jīng)常用于鑒定礦物，常用的研究方法有：偏光顯微鏡、礦相顯微鏡、折光率儀、分光鏡等；此外還有硬度計，密度計，用于測定礦物的硬度及密度。

上述各種方法用來鑒定未知礦物是比較精確的，但所需化費的時間較長，費用較高，還必須有一定的專用設備，只能在實驗室內(nèi)進行鑒定。但這不適應在野外現(xiàn)場須短時間內(nèi)就辯認出礦物，并確定巖石種類的工作需要。在野外現(xiàn)場主要用肉眼或借助放大鏡來觀察、描述和辯認礦物。3·3礦物的肉眼鑒定

根據(jù)肉眼可觀察到的礦物特征來識別礦物的方法稱礦物的肉眼鑒定。

肉眼可觀察到的礦物特征有：形態(tài)、顏色與條痕、光澤、透明度、硬度、解理或斷口、磁性、彈性、延展性等。礦物的形態(tài)包括單體形態(tài)與集合體形態(tài)。1，礦物的單體形態(tài)

礦物在生長條件合適時（有充分的物質(zhì)來源、足夠的空間和時間等）能按其晶體結(jié)構(gòu)特征長成有規(guī)則的幾何多面體外形，呈現(xiàn)出該礦物特有的晶體形態(tài)。良好的單體形態(tài)是識辨礦物的重要依據(jù)之一。

礦物的單體形態(tài)一般按其在三度空間上的發(fā)育程度進行描述，有一向延長型、二向延展型與三向等長型。3·3·1礦物的形態(tài)特征【1】一向延長型晶體沿一個方向延伸，有柱狀、針狀、毛發(fā)狀。柱狀晶體可進一步根據(jù)橫斷面的形狀進行描述：六方柱、四方柱、三方柱、斜方柱或單斜柱狀。柱狀針狀毛發(fā)狀四方三方斜方單斜六方【2】二向延展型晶體沿兩個方向延展，有板狀、片狀、鱗片狀。片狀黑云母板狀正長石鱗片狀綠泥石電鏡照片【3】三向等長型晶體在三度空間上大體等長，有等軸粒狀和不規(guī)則粒狀。等軸粒狀可進一步根據(jù)晶面形狀及數(shù)量加以描述：四面體、立方體、八面體、菱面體、菱形十二面體、四角三八面體、五角十二面體等。

礦物單體的形態(tài)還常根據(jù)礦物晶體發(fā)育的完善程度進行描述：①自形晶，所有晶面均發(fā)育完善，具有規(guī)則的幾何多面體外形。②半自形晶，部分晶面發(fā)育完善，具一定的規(guī)則外形。③它形晶無完善的晶面，無規(guī)則的外形。

在自形晶與半自形晶的晶面上，?？梢娋w生長時留下的印痕--晶面條痕。

不同的礦物具有的晶面條痕的特征不同，因此晶面條痕也是鑒定標志之一。

例如：石英晶面上有垂直柱面的橫紋；黃鐵礦晶體上有平行晶面的晶面條痕，斜長石有縱向聚片雙晶紋等。石英黃鐵礦斜長石2，礦物的集合體形態(tài)

在自然界中因受到生長條件的限制，礦物以單個晶體出現(xiàn)的情況少見，發(fā)育良好的晶體更少，通常由許多單體聚集在一起組成集合體。

不同礦物的集合體形態(tài)有所不同，因此，礦物集合體的形態(tài)也是識辯礦物的特征之一。礦物集合體的形態(tài)根據(jù)集合體中礦物的單體形狀、大小及其相互關系來描述：【1】顯晶質(zhì)集合體，集合體中的礦物單體肉眼可以分辯。根據(jù)集合體中礦物單體的形態(tài)和集合方式，可作進一步的描述。①粒狀集合體，由等軸粒狀單體集合而成。②放射狀集合體，由針狀、毛發(fā)狀單體呈放射狀排列。③晶簇狀集合體，具有共同底面的一組晶體。④束狀集合體，由針狀、毛發(fā)狀單體呈束狀排列。⑤纖維狀集合體，由針狀、毛發(fā)狀單體呈平行排列。⑥片狀集合體，由片狀單體呈平行疊置。⑦鱗片狀集合體，由細小片狀單體集合而成。⑧樹枝狀集合體，礦物單體集合成樹枝狀。粒狀集合體放射狀集合體晶簇狀集合體束狀集合體纖維狀集合體片狀集合體鱗片狀集合體樹枝狀集合體【2】隱晶質(zhì)集合體及玻璃質(zhì)或膠質(zhì)集合體

集合體中的礦物單體肉眼不能分辯。但在普通光學顯微鏡下可以分辯者，稱為隱晶質(zhì)集合體。集合體中的礦物單體不僅肉眼不能分辯，并且在普通光學顯微鏡下也不能分辯者，稱玻璃質(zhì)或膠質(zhì)集合體。

由高溫巖漿快速冷凝而成，稱玻璃質(zhì)集合體。從膠體溶液中凝聚而成者，稱膠質(zhì)集合體。由于膠體具較大的表面張力，因此，集合體表面常趨于球形，橫斷面多呈同心園狀或?qū)訝?。膠質(zhì)老化后可變成隱晶質(zhì)或顯晶質(zhì)，但在球狀體內(nèi)常成放射狀或纖維狀構(gòu)造。

隱晶質(zhì)集合體的斷口相對較粗糙，呈瓷狀。玻璃質(zhì)或膠質(zhì)集合體的斷口相對較細膩、光滑，呈貝殼狀。

在玻璃質(zhì)集合體中常拌生有巖漿流動留下的流紋或氣體從巖漿中逸出留下的氣孔，肉眼可據(jù)此區(qū)分它們。隱晶質(zhì)集合體的形態(tài)有：致密塊狀，土狀、粉（末）狀等。土狀隱晶質(zhì)集合體膠質(zhì)集合體玻璃質(zhì)集合體

膠質(zhì)集合體的形態(tài)有：皮殼狀、疊層狀、鐘乳狀、葡萄狀、分泌體狀、結(jié)核狀、腎狀、豆狀、鮞狀等。皮殼狀鐘乳狀疊層狀分泌體－瑪瑙硅質(zhì)結(jié)核大洋錳結(jié)核葡萄狀鐘乳石結(jié)核生長程序分泌體生長程序豆狀腎狀鮞狀鮞粒

礦物在可見光作用下所呈現(xiàn)的特征，包括顏色、條痕、透明度與光澤。一，顏色礦物的顏色是礦物對白光作不同程度的吸收或選擇吸收后，所剩下的色光的混合。礦物呈色的原因有下述三個方面：①由礦物的化學成份和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所固有的顏色。是固定不變的，稱為【自色】。不同礦物的自色不同，因而具鑒定意義。②因礦物含有氣泡、有色雜質(zhì)等包裹體，而使礦物呈色，這種顏色與礦物本身的化學成份和內(nèi)部結(jié)構(gòu)無關，稱【它色】。礦物所呈它色受所含雜質(zhì)及包裹體控制，是不固定的，故無鑒定意義。3·3·2礦物的光學性質(zhì)③由礦物內(nèi)部的裂面或表面氧化膜等所引起的光的色散、干涉作用，而產(chǎn)生的顏色稱【假色】，也無鑒定意義。鑒于礦物上述呈色原因，在觀察、描述礦物時，應選擇新鮮而無包裹體的礦物晶體，根據(jù)它的【自色】來鑒別礦物。

礦物的顏色一般采用與實物的顏色作對比的方法來描述，例如：鉛灰色、煙灰色、金黃色、銅黃色、橘黃色、乳白色、磚紅色、肉紅色、橄欖綠色，天蘭色等。因礦物的顏色較復雜，常采用在主色前加輔色的方法進行描述，例如：褐黃色、黃綠色、蘭灰色等?；旧珜懺诤竺?，次要色寫在前面為。二，條痕為排除它色與假色對礦物顏色的影響，往往用礦物的條痕來鑒定礦物。條痕是礦物礦物粉末的顏色。通常礦礦物在未上釉的瓷板上擦劃獲取條痕。無瓷板時可將礦物研成粉末進行觀察。

礦物的條痕比礦物的顏色更固定，是礦物的主要鑒定特征。例如：赤鐵礦的顏色有赤紅、鐵紅、鋼灰等色，可是其條痕總是櫻紅色。

條痕對于硬度小或脆性的有色礦物具有重要鑒定意義；但對于硬度大于瓷板的礦物無條痕色，無鑒定意義。三，透明度礦物透過可見光的能力稱為透明度。肉眼鑒定時通常根據(jù)礦物碎片邊緣的透光程度來確定其透明度?？蓪⒌V物的透明度分為：透明、半透明及不透明三類。

礦物的透明度常受顏色、厚薄及集合方式等影響。例如：帶色的厚度較大的透明礦物以及透明礦物呈細粒集合體時看起來似乎不透明。因此，觀察時應注意排除上述影響。一般無色及色很淺的礦物是透明的，金屬礦物都是不透明的。四，光澤礦物的光澤是指礦物放射可見光的能力。觀察時應迎亮光，搖晃手標本。根據(jù)反光強弱可分為：（1）金屬光澤，反光很強，類似鍍鉻金屬表面的反光。如方鉛礦、黃鐵礦。（2）半金屬光澤，反光較強，似一般金屬表面。如磁鐵礦。金屬光澤與半金屬光澤是不透明金屬礦物的特征。（3）非金屬光澤，是透明礦物所具有的光澤，按反光強弱可分為：金剛光澤、玻璃光澤、油脂光澤、珍珠光澤、絲絹光澤、土狀光澤。金剛光澤，反光很強，燦爛耀眼，如金剛石。玻璃光澤，反光較強，似普通玻璃表面。如石英晶面。油脂光澤或松脂光澤，反光較弱，似油脂或樹脂的反光。常見于礦物的斷口上，由于斷口不平坦，反射光線漫射后強度減弱所致，比如石英斷口。珍珠光澤，如珍珠表面據(jù)一定色散度的反光，常見于片狀礦物晶面，如云母。絲絹光澤，如同絲絹的反光。纖維狀或鱗片狀集合體礦物具此類光澤。如纖維狀石膏。土狀光澤，反光微弱，如同土塊的反光。是土狀集合體特有光澤。如高嶺石。

礦物的力學性質(zhì)是礦物受外力作用后所體現(xiàn)的特性，包括硬度、解理、斷口、彈性、延展性等。一，硬度礦物的硬度是指礦物抵抗外力刻劃的能力。一般用摩氏硬度計作標準，將礦物的硬度分為十個等級：3·3·3礦物的力學性質(zhì)利用摩氏硬度計確定礦物硬度的方法是：

將硬度計的標準礦物與欲鑒定的礦物互相刻劃、比較。如果該礦物可劃破磷灰石，但該礦物可被正長石劃破，則該礦物的硬度界于6－5間。摩氏硬