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礦物學(xué)基礎(chǔ)

 華夏董氏大全 2011-12-12
一、礦物的概念

礦物指在自然過(guò)程中形成的具有特定晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的無(wú)機(jī)物,大多數(shù)寶石都屬于礦物。

二、礦物的光學(xué)特征

1.礦物的顏色
顏色是眼底視神經(jīng)對(duì)光波的感應(yīng)而在大腦中產(chǎn)生的感覺(jué)。可見(jiàn)光經(jīng)礦物體選擇性吸收后,其殘余光的混合色即是該礦物的顏色。色度學(xué)中通常使用色調(diào)、明度和飽和度這三要素來(lái)表示顏色的特征。


圖3-2-1 寶石的顏色

2.條痕
將硬度較低的礦物在白色無(wú)釉瓷板上刻劃后留下的礦物粉末的痕跡,條痕色是指留下的礦物粉末的顏色。礦物的條痕可消除假色,減弱他色,因而比礦物顏色更有鑒定意義。條痕測(cè)試是破壞性測(cè)試,只能用于未加工的寶石或琢型寶石不顯眼的部位。
3.光澤
材料表面反光的能力和特征。它主要與材料的折射率、反光率有關(guān),但也與材料顆粒的集合方式、表面平整程度以及拋光質(zhì)量和硬度有關(guān)。礦物學(xué)中,通常按光澤的強(qiáng)弱將光澤分為四級(jí):金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤和玻璃光澤 。寶石還常見(jiàn)一些特殊的光澤,如:絲絹光澤、珍珠光澤、蠟狀光澤、油脂光澤等。

圖3-2-2 鋯石的亞金剛光澤

圖3-2-3 軟玉的油脂光澤

4.透明度
指寶石材料透過(guò)可見(jiàn)光光的程度。 礦物的透明與不透明不是絕對(duì)的,例如自然金是不透明礦物,但金箔亦能透過(guò)一部分光。因此,在研究礦物透明度時(shí)應(yīng)以同一的厚度為準(zhǔn)。

透明度可分以5個(gè)級(jí)別:透明、亞透明、 半透明、微透明、不透明。

圖3-2-4 寶石的不同透明度


三、礦物的力學(xué)性質(zhì)

1.解理
礦物受外力(敲打、擠壓等)作用后,沿著一定的結(jié)晶方向發(fā)生破裂,并能裂出光滑平面的性質(zhì)稱為解理。解理是由礦物的晶體結(jié)構(gòu)決定的。由于晶體中的化學(xué)鍵力在不同的結(jié)晶方向存在差異,導(dǎo)致面網(wǎng)間化學(xué)鍵力最弱的方向易于產(chǎn)生破裂,形成解理。解理按產(chǎn)生的難易程度分為以下幾種類型:完全解理、中等解理、不完全解理。

圖3-2-5瑩石的八面體完全解理 圖3-2-6黃玉的底面解理

2.斷口
晶體或材料受到外力作用發(fā)生的隨即的無(wú)方向性的破裂。由于斷口常具有一定的形態(tài),因此可用來(lái)作為鑒定礦物的一種輔助特征。常見(jiàn)的斷口類型有:貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、土狀斷口。

圖3-2-7貝殼狀斷口 圖3-2-8參差狀斷口 圖3-2-9剛玉的裂理

3.裂理
是晶體在外力作用下,沿著一定結(jié)晶方向裂開(kāi)策劃能夠光滑平面的性質(zhì)。裂開(kāi)的面稱為裂理面,裂理面的外觀和解理面相似。但是裂理的成因與解理不同,裂理有兩種成因:一是雙晶結(jié)合面,特別是聚片雙晶的結(jié)合面造成裂理;另一種原因是,當(dāng)細(xì)微包裹體或固溶體離溶物分部在某一種面網(wǎng)上,并成為這一方向面網(wǎng)間的夾層重復(fù)有地分布時(shí),也可造成裂理。
4.硬度
礦物的硬度是指礦物抵抗外來(lái)刻劃、壓入或研磨等機(jī)械作用的能力。它是鑒定礦物的重要特征之一。

(1)測(cè)定硬度的方法:刻劃法、壓入法、研磨法、彈跳法等,以前兩種方法應(yīng)用最廣。以刻劃法為基礎(chǔ)的摩氏硬度是最常用的礦物硬度分類。
(2)摩氏硬度:礦物學(xué)家摩斯選擇了十種有代表性的礦物,依據(jù)他們相互刻劃的能力分成十級(jí):滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長(zhǎng)石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。滑石硬度最低,金剛石硬度最大。

圖3-2-10摩氏硬度計(jì)

(3)差異硬度:由于礦物晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和異向性,導(dǎo)致了礦物硬度的對(duì)稱性和異向性。如鉆石警惕的八面體面與立方體面的硬度不同。
5.韌性
寶石材料抗拒因敲擊發(fā)生破裂的能力。大多數(shù)的多晶質(zhì)材料(玉石)具交織結(jié)構(gòu),不同顆粒的解理方向不同,當(dāng)受到敲擊并在表面產(chǎn)生解理或斷口裂隙時(shí),裂隙通常只穿過(guò)近表面為數(shù)不多的顆粒,不易進(jìn)入縱深并發(fā)生整體的破壞。這樣的材料具有較好的韌性,或者說(shuō)韌度較高,例如軟玉。
6.脆性
材料受外力作用容易破碎的性質(zhì)稱為“脆性”。脆性與寶石材料的晶體結(jié)構(gòu)、解理發(fā)育程度、多晶質(zhì)材料的顆粒集合方式等密切相關(guān)。通常情況下,韌度越強(qiáng),脆性越差;韌性越差,脆性越強(qiáng)。鋯石的硬度雖大,但脆性卻很大,將鋯石包在紙內(nèi),由于和包裝紙間的摩擦碰撞,導(dǎo)致鋯石的刻面棱產(chǎn)生破損。這種現(xiàn)像稱為紙蝕。

 

圖3-2-11鋯石的紙蝕

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