任务了解矿物鉴定的常用方法

任务明确肉眼矿物鉴定的方法和步骤~

矿物的肉眼鉴定一般应从矿物的形态着手，然后观察矿物的光学性质、力学性质，进而参照其他物理性质或借助于化学试剂与矿物的反应，最后综合上述观察结果，查阅有关矿物特征鉴定表，即可初步确定矿物的定名；对有疑问的矿物可将样品送实验室做仪器鉴定。
一、矿物的形态特征
1.结晶质矿物和非晶质矿物
绝大多数矿物呈固态，固态矿物中大多数为结晶质，少数为非晶质。
结晶质矿物的内部质点 (原子、分子或离子)在三维空间有规律的周期性排列。因此，在一定条件下，每种结晶质矿物都具有固定的规则几何外形，这就是矿物的固有形态特征。例如，石盐具有良好固有形态的晶体。在自然界中，这种自形晶较少见到，因为在晶体生长过程中，受生长速度和周围自由空间环境的限制，晶体发育不良，形成了不规则的外形，称为他形晶，而岩石中的造岩矿物多为粒状他形晶体的集合体。
2.矿物的形态习性
一向延伸类型 晶体向一个方向发育，形成柱状、针状、纤维状晶体，如辉锑矿、电气石等。
二向延伸类型 晶体向两个方向发育，形成板状、片状晶体，如石墨、云母等。
三向延伸类型 晶体向三个方向发育均等，形成立方体、八面体等晶体，如石榴子石、黄铁矿等。
3.晶面条纹
晶面条纹是指晶体的晶面上呈现的平行而宽窄不一的阶梯状条纹。如黄铁矿的晶面条纹、石英柱面上的横纹、电气石柱面上的纵纹等。
4.矿物集合体形态
同种矿物多个单体聚集在一起的整体，称为矿物的集合体。自然界中绝大多数矿物是以集合体方式出现的。矿物集合体的形态千姿百态、绚丽多彩。
矿物集合体的形态取决于单体的形状和它们的集合方式。常见的矿物集合体形态有:
(1)显晶集合体
柱状集合体——普通角闪石、电气石、红柱石 纤维状集合体——石膏、石棉
片状集合体——云母、镜铁矿 粒状集合体——橄榄石、石榴子石
晶簇——石英、方解石
(2)隐晶及胶态集合体
结核状——钙质结核、黄铁矿结核 鲕状及豆状——赤铁矿
钟乳状——方解石 土状——高岭土
二、矿物的光学性质
矿物的光学性质是指矿物对光线的反射、折射、吸收等所呈现的光学现象，矿物的光学性质包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度。
1.颜色
矿物的颜色取决于其化学成分和内部结构，矿物的颜色分为自色、假色和他色。自色是指矿物本身所固有的颜色，是由矿物成分中所含的色素离子决定的，因而比较稳定；他色是由带色杂质的机械混入所染成的颜色，他色在矿物中随着混入物的不同而不同，例如纯净的石英是无色透明的，而含有少量的氧化锰时呈紫色，含气泡时呈乳白色；假色是矿物表面的氧化物及内部的解理、裂隙、包裹体等引起光波的干射而呈现的颜色。对颜色的描述可采取标准色谱法、实物对比法及综合法 (详见学习情境2任务2)
描述时要注意:矿物颜色应以新鲜干燥矿物为准，如果矿物表面遭受风化而颜色发生了变化时，则需刮去风化表面后再进行观察描述。
2.条痕
条痕能够消除假色，减弱他色，因而比矿物的颜色更为稳定，是鉴定深色矿物的重要依据。条痕色的描述方法与颜色相似。鉴定时需注意:擦划条痕时，用力要均匀；观察测试的矿物应选新鲜标本。
3.光泽
光泽是指矿物表面对光的反射能力的表现。矿物表面对光的反射越大，光泽就越强，反之则弱。根据矿物对可见光的反射能力，将光泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽 (详见学习情境2任务2)。这四种光泽是指矿物单体晶面或解理面所呈现的光泽。如果矿物表面不平，或者为矿物的集合体，由于光线多次折射、反射而增加了散射光量，常使光泽发生变异，而呈现出各种特殊光泽。如油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、蜡状光泽、土状光泽等。
观察矿物光泽时，一定要在新鲜面上观察，主要观察晶面和解理面上的光泽。
4.透明度
透明度是指可见光能够透过矿物的程度，观察矿物的透明度时矿物的厚度应以0.03mm为标准。依据光线透过的程度，可将矿物分为透明、半透明、不透明三个等级。
观察描述矿物光学性质时，一定要注意掌握颜色、条痕、光泽和透明度四者之间的关系。金属光泽的矿物，其颜色一定为金属色，条痕为黑色或金属色，不透明；半金属光泽的矿物颜色为金属色或彩色，条痕呈深彩色或黑色，不透明至半透明；非金属光泽的矿物颜色为各种彩色或白色，条痕呈浅彩色到白色，半透明至透明。
三、矿物的力学性质
矿物的力学性质是指矿物在外力作用下所呈现的性质，包括矿物的硬度、解理和断口。
(1)解理
光滑的平面称为解理面。
观察解理等级 根据解理面的完好程度通常分为极完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理四个等级。中等解理和不完全解理有时难以区分，可写成中等-不完全解理。
观察解理组数 矿物中相互平行的一系列解理面称为一组解理。注意观察云母、正长石、方解石、萤石的解理组数。
观察解理面间的夹角 两组及两组以上的解理，其相邻两解理面间的夹角亦是鉴定矿物的标志之一。注意观察正长石、辉石、角闪石、萤石的解理夹角。
需要注意的是，肉眼观察矿物的解理只能在显晶质矿物中进行。确定解理组数和解理夹角必须在一个矿物单体上观察。
(2)断口
矿物在外力作用下破裂成不规则不平坦的断面，称为断口。矿物的解理和断口是互为消长的，解理完全时则不会出现断口，反之，解理不完全或无解理时则断口显著。
(3)硬度
硬度是指矿物抵抗机械作用的能力。由于矿物的化学成分和内部结构不同，所以矿物的软硬程度也不一样，肉眼鉴定矿物时常用摩氏硬度计测定矿物的相对硬度。
野外工作中为了方便，常采用指甲 (硬度为2.5±)、小刀 (硬度为5.5±)等作为标准测定相对硬度。
(4)矿物的其他性质
除了上述性质之外，矿物的其他性质，如云母的弹性，高岭石的吸水性、可塑性，磁铁矿的强磁性，方解石遇盐酸起泡等性质也是我们鉴定矿物的重要依据。

一、观察60余种常见矿物，根据每种矿物的形态、物理性质确定矿物名称，并按表8-3-1格式记录观察结果。

表8-3-1 常见矿物的肉眼鉴定特征描述

二、对比和区别下列各组中的矿物:
方铅矿、石墨、闪锌矿; 石英、萤石、方解石;
黄铜矿、黄铁矿; 正长石、斜长石;
磁铁矿、镜铁矿、方铅矿、赤铁矿; 普通角闪石、普通辉石;

一、鉴定矿物的化学方法

矿物鉴定的化学方法包括简易化学分析和化学全分析。

(一)简易化学分析法

简易化学分析法，就是以少数几种药品，通过简便的试验操作，能迅速定性地检验出样品 (待定矿物)所含的主要化学成分，达到鉴定矿物的目的。常用的有斑点法、显微化学分析法及珠球反应等。

1.斑点法

这一方法是将少量待定矿物的粉末溶于溶剂 (水或酸)中，使矿物中的元素呈离子状态，然后加微量试剂于溶液中，根据反应的颜色来确定元素的种类。这一试验可在白瓷板、玻璃板或滤纸上进行。此法对金属硫化物及氧化物的效果较好。

现以测试黄铁矿中是否含镍 (Ni)为例，说明斑点法的具体做法。将少许矿粉置玻璃板上，加一滴HNO₃并加热蒸干，如此反复几次，以便溶解进行完全，稍冷后加一滴氨水使溶液呈碱性，并用滤纸吸取，再在滤纸上加一滴2%的二甲基乙二醛肟酒精溶液(镍试剂)，若出现粉红色斑点 (二甲基乙二醛镍)，表明矿物中确有镍的存在。因此该矿物应为含镍黄铁矿。

2.显微化学分析法

该法也是先将矿物制成溶液，从中吸取一滴置载玻片上，然后加适当的试剂，在显微镜下观察反应沉淀物的晶形和颜色等特征，即可鉴定出矿物所含的元素。

这种方法用来区别某些相似矿物是很有效的，例如呈致密块状的白钨矿Ca[WO₄]与重晶石Ba[SO₄]相似，此时只要在前者的溶液中滴一滴1∶3H₂SO₄，如果出现石膏结晶(无色透明，常有燕尾双晶)，表明要鉴定的矿物为白钨矿而不是重晶石。

3.珠球反应

这是测定变价金属元素的一种灵敏而简易的方法。测定时将固定在玻璃棒上的铂丝之前端弯成一直径约为1mm的小圆圈，然后放入氧化焰中加热。清污后趁热粘上硼砂 (或磷盐)，再放入氧化焰中煅烧，如此反复几次，直到硼砂熔成无色透明的小球为止。此时即可将灼热的珠球粘上疑为含某种变价元素的矿物粉末 (注意！一定要少)，然后将珠球先后分别送入氧化焰及还原焰中煅烧，使所含元素发生氧化、还原反应，借反应后得到的高价态和低价态离子的颜色来判定为何种元素。例如在氧比焰中珠球为红紫色，放入还原焰中煅烧一段时间后变为无色时，表明所试样品应为含锰矿物，具体矿物的名称可根据其他特征确定之。

(二)化学全分析

化学全分析包括定性和定量的系统化学分析。进行这一分析时需要较为繁多的设备和标准试剂，需要较纯 (98%以上)和较多的样品，需要较高的技术和较长的时间。因此，这一方法是很不经济的，除非在研究矿物新种和亚种的详细成分、组成可变矿物的成分变化规律以及矿床的工业评价时才采用。通常在使用这一方法之前，必须进行光谱分析，得出分析结果以备参考。

二、鉴定矿物的物理方法

矿物鉴定的物理方法是以物理学原理为基础，借助各种仪器测定矿物的各种物理性质来鉴定矿物。主要方法有:

1.偏光显微镜和反光显微镜鉴定法

偏光显微镜鉴定方法是根据晶体的均一性和异向性，并利用晶体的光学性质而鉴定矿物的方法。应用这种方法时，须将矿物、岩石磨制成薄片，在透射光作用下，观察和测定矿物的晶形、解理和各项光学性质 (颜色、多色性、突起、干涉色、折射率、双折射、消光类型、消光角、延性符合以及轴性、光性符号等)。

反光显微镜 (也称矿相显微镜)主要用以观察和测定不透明矿物 (金属矿物)的光学性质 (矿物的反射率、双反射率、反射色、反射多色性、内反射等)，以确定矿石矿物成分、矿石结构、构造及矿床成因方面的问题。

2.电子显微镜研究法

电子显微镜研究法是一种适宜于研究粒度在1μm以下的微粒矿物的方法，尤以研究粒度小于5μm的具有高分散度的黏土矿物最为有效。可分为扫描电子显微镜和透射电子显微镜两种方法。

黏土类矿物由于颗粒极细 (一般2μm左右)，常呈分散状态，研究用的样品需用悬浮法进行制备，待干燥后，置于具有超高放大倍数的电子显微镜下，在真空中使通过聚焦系统的电子光束照射样品，可在荧光屏上显出放大数十万倍甚至百万倍的矿物图像，据此以研究各种细分散矿物的晶形轮廓、晶面特征、连晶形态等，用此来区别矿物和研究它们的成因。

此外，超高压电子显微镜发出的强力电子束能透过矿物晶体，这就使得人们长期以来梦寐以求的直接观察晶体结构和晶体缺陷的愿望得到实现。

3.X射线分析法

X射线分析法是基于X射线的波长与结晶矿物内部质点间的距离相近，属于同一个数量级(Å)，当X射线进入矿物晶体后可以产生衍射。由于每一种矿物都有自己独特的化学组成和晶体结构，其衍射图样也各有其独有的特征。对这种图样进行分析计算，就可以鉴定结晶矿物的相 (每个矿物种就是一个相)，并确定它内部原子 (或离子)间的距离和排列方式。因此，X射线分析已成为研究晶体结构和进行物相分析的最有效方法。

4.光谱分析

光谱分析法的理论基础是，各种化学元素在受到高温光源 (电弧或电火花)激发时，都能发射出它们各自的特征谱线，经棱镜或光栅分光测定后，既可根据样品所出现的特征谱线进行定性分析，也可按谱线的强度进行定量分析。这一方法是目前测定矿物化学成分时普遍采用的一种分析手段。其主要优点是样品用量少 (数毫克)，能迅速准确地测定矿物中的金属阳离子，特别是对于稀有元素也能获得良好的结果。缺点是仪器复杂昂贵，并需较好的工作条件。

5.电子探针分析

电子探针分析是一种最适用于测定微小矿物和包体成分的定性、定量以及稀有元素、贵金属元素赋存状态的方法。其测定元素的范围由从原子序数为5的硼直到92的铀。仪器主要由探针、自动记录系统及真空泵等部分组成，探针部分相当于一个X射线管，即由阴极发出来的高达35～50kV的高速电子流经电磁透镜聚焦成极细小 (最小可达0.3μm)的电子束——探针，直接打到作为阳极的样品上，此时，由样品内所含元素发生的初级X射线 (包括连续谱和特征谱)，经衍射晶体分光后，由多道记数管同时测定若干元素的特征X射线的强度，并用内标法或外标法算出元素含量。

6.红外吸收光谱

简称红外光谱，是在红外线的照射下引起分子中振动能级 (电偶极矩)的跃迁而产生的一种吸收光谱。由于被吸收的特征频率取决于组成物质的原子量、键力以及分子中原子分布的几何特点，即取决于物质的化学组成及内部结构，因此每一种矿物都有自己的特征吸收谱，包括谱带位置、谱带数目、带宽及吸收强度等。

红外吸收光谱分析样品一般需要1.5mg，最常使用的制样方法是压片法，即把试样与KBr一起研细，压成小圆片，然后放在仪器内测试。

目前红外吸收光谱分析在矿物学研究中已成为一种重要的手段。根据光谱中吸收峰的位置和形状可以推断未知矿物的结构，是X射线衍射分析的重要辅助方法，依照特征峰的吸收强度来测定混入物中各组分的含量。此外，红外光谱分析对考察矿物中水的存在形式、配阴离子团、类质同象混入物的细微变化和矿物相变等方面都是一种有效的手段。

三、鉴定矿物的物理-化学方法

当前用于矿物鉴定最主要的物理-化学方法有热分析、极谱分析及电渗分析等。其中，热分析是一种较为普遍的方法，几乎适用于各类矿物，特别是对黏土矿物，以及碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物矿物的鉴定最为有效。

热分析法是根据矿物在不同温度下所发生的脱水、分解、氧化、同质多象转变等热效应特征，来鉴定和研究矿物的一种方法。它包括热重分析和差热分析。

1.热重分析

热重分析是测定矿物在加热过程中的质量变化来研究矿物的一种方法。由于大多数矿物在加热时因脱水而失去一部分质量，故又称失重分析或脱水试验。用热天平来测定矿物在不同温度下所失去的质量而获得热重曲线。曲线的形式决定于水在矿物中的赋存形式和在晶体结构中的存在位置。不同的含水矿物具有不同的脱水曲线。

这一方法只限于鉴定、研究含水矿物。

2.差热分析

矿物在连续地加热过程中，伴随物理—化学变化而产生吸热或放热效应。不同的矿物出现热效应时的温度和热效应的强度是互不相同的，而对同种矿物来说，只要实验条件相同，则总是基本固定的。因此，只要准确地测定了热效应出现时的温度和热效应的强度，并和已知资料进行对比，就能对矿物做出定性和定量的分析。

差热分析法的具体工作过程是，将试样粉末与中性体 (在加热过程中不产生热效应的物质，通常用煅烧过的Al₂O₃)粉末分别装入样品容器，然后同时送入一高温炉中加热。

由于中性体是不发生任何热效应的物质，所以在加热过程中，当试样发生吸热或放热效应时，其温度将低于或高于中性体。此时，插在它们中间的一对反接的热电偶 (铂-铑-铂热电偶)将把两者之间的温度差转换成温差电动势，并借光电反射检流计或电子电位差计记录成差热曲线。

图1-1中的实线曲线为高岭石的差热曲线，其横坐标表示加热温度 (℃)，纵坐标表示发生热效应时样品与中性体的温度差 (ΔT)。高岭石的差热曲线特点是:在580℃时，由于结构水 (OH)^-的失去和晶格的破坏而出现一个大的吸热谷，980℃时，因新结晶成γ-Al₂O₃，而显出一个尖锐的放热峰。

图1-1 高岭石差热曲线(1)和脱水曲线(2)

差热分析的优点是样品用量少 (100～200mg)，分析时间短 (90min以下)，而且设备简单，可以自行装置。缺点是许多矿物的热效应数据近似，尤其当混合样品不能分离时，就会互相干扰，从而使鉴定工作复杂化。为了排除这种干扰，应与其他方法 (特别是X射线分析)配合使用。

对非专业鉴定人员而言，主要是根据工作的目的、要求和具体条件，正确地选择适当而有效的测试方法 (表1-1)，按送样要求进行加工，并正确地使用测试结果。

表1-1 矿物鉴定方法的选择

续表

以上介绍的是目前最常使用的方法，其他方法还很多，如中子活化分析、核磁共振、顺磁共振、穆斯堡尔效应、包裹体研究、稳定同位素研究等，需要时可查阅专门资料。

学习指导

通过学习情境的学习了解矿物鉴定的基本方法，目的是为了我们在今后工作中知道怎样去鉴定矿物，并不要求我们掌握所有的鉴定方法，目前只需要掌握肉眼鉴定和简易化学试验方法即可，但要知道鉴定矿物的一般步骤、正确选择鉴定方法。

练习与思考

1.名词解释

矿物 矿物鉴定 肉眼鉴定 仪器鉴定

2.选择题

(1)确定矿物的外部特征采用哪种方法? (　)

A.肉眼鉴定法

B.显微镜

C.化学分析

D.核磁共振

(2)测定矿物的化学成分用哪种方法? (　)

A.均一法

B.光谱分析

C.热分析

D.质谱分析

(3)测定矿物某种物性或晶体结构数据采用哪种方法? (　)

A.冷冻法

B.简易化学分析法

C.电子显微镜

D.中子活化分析

3.简答题

(1)怎样鉴定矿物? 怎样选择矿物鉴定方法?

(2)肉眼鉴定矿物时应注意的问题?

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甘洛县15853095383： 鉴别矿物方法有哪些 - ？
储柳回生： 手标本和显微镜

甘洛县15853095383： 如何识别矿物标本? - ？
储柳回生： 矿物标本鉴定方法:①外表特征鉴定法.凭借铁锤、放大镜、体视显微镜、小刀、瓷板、磁铁等简单工具,辅以盐酸、硼砂、钼酸铵等化学药物试剂,根据矿物的形态、颜色、光泽、透明度、比重、硬度、解理、断口、脆性、磁性、可燃性、...

甘洛县15853095383： 地质学家是怎样鉴别矿物 - ？
储柳回生： 如果是手表本的话就从矿物的物理性质来鉴定,比如颜色,硬度,光泽,晶形,条痕等,如果是显微镜下主要根据矿物的光学性质来鉴定,比如折射率,颜色,干涉色,消光角等,还可以根据晶体形态,双晶形态等来鉴定……但是在野外条件下,是没有那么好的条件的,一般都是通过自己积累的经验,和对矿物的熟悉程度来分辨,呵呵……

甘洛县15853095383： 野外肉眼鉴定矿物的方法有哪些 ？
储柳回生： 工具上,放大镜和地质锤以及小刀是不可缺少的.你必须清楚常见矿物的特征,基本造岩矿物石英,角闪石,云母,长石,辉石,橄榄石等.首先,根据基本特征进行初步鉴别,主要是从晶形,解理或断口,硬度,颜色,光泽,条痕色等方面来基本鉴定.其次,可以从色率上进行排除鉴定.当然,鉴定的基础是结晶学,矿物学和岩石学的基本理论.你要有兴趣了解更多可以详聊.

甘洛县15853095383： 地质矿物的辨别 - ？
储柳回生： 1、光学方法:将矿物制成薄片,运用偏光显微镜观察确定矿物类别;这种方法比较先进,但易受仪器限制.土壤组从西德进口了一台. 2、化学方法:有些矿物和化学试剂反应来加以鉴定.如方解石,磷灰石等. 3、物理方法:用矿物的一些物...

甘洛县15853095383： 面对一种不知名的矿物你从哪些方面进行观察,用什么方法研究 - ？
储柳回生： 肉眼鉴定矿物主要是根据矿物的颜色、光泽、条痕、解理、硬度的特点来进行鉴定工作.那么肉眼鉴定矿物所需的简易工具有:瓷板(用来刻划条痕)、小刀(用来刻硬度)、放大镜(用来看解理特点等).有时还可以随身带一小瓶盐酸、小磁...

甘洛县15853095383： 矿物学的研究方法 - ？
储柳回生： 野外研究方法包括矿物的野外地质产状调查和矿物样品的采集.室内研究方法很多.手标本的肉眼观察,包括双目显微镜下观察和简易化学试验,是矿物研究必要的基础.偏光和反光显微镜观察包括矿物基本光学参数的测定广泛用于矿物种的鉴...

甘洛县15853095383： 如何从矿物的形态去鉴定和掌握常见的主要造岩矿物 - ？
储柳回生：[答案] 单按形态难以鉴定,因为岩石是矿物集合体,不一定能用肉眼鉴定清楚.但是可以依据以下方法进行鉴定,首先区分是三大岩类的哪种,是岩浆岩,那么再分是超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩.这几种的岩性不同,其中矿物的成分及含量也是不同...

甘洛县15853095383： 科学题:小明采集了一些矿物想了解它们的性质但不知道怎样研究请你告诉他应该从哪些方面研究? - ？
储柳回生： 矿物有许多可用以鉴定的特性.在测试一种矿物时,必须采取科学的方法,首先观察颜色、光泽、集合体形态,然后测其硬度、比重和条痕.有些矿物的断口和解理很明显,有的须打碎矿物来观察.http://hpjx.hpjy.edu.cn/hpky/xxcf/21/cai/%D1%D2%CA%AF/yanshi1/category/mineral/m-feature.htm