礦物學基礎

一、礦物的概念礦物指在自然過程中形成的具有特定晶體結構和化學成分的無機物,大多數寶石都屬於礦物。二、礦物的光學特徵1.礦物的顏色顏色是眼底視神經對光波的感應而在大腦中產生的感覺。可見光經礦物體選擇性吸收後,其殘餘光的混合色即是該礦物的顏色。色度學中通常使用色調、明度和飽和度這三要素來表示顏色的特徵。

圖3-2-1 寶石的顏色2.條痕將硬度較低的礦物在白色無釉瓷板上刻劃後留下的礦物粉末的痕迹,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。條痕測試是破壞性測試,只能用於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徵。它主要與材料的折射率、反光率有關,但也與材料顆粒的集合方式、表面平整程度以及拋光質量和硬度有關。礦物學中,通常按光澤的強弱將光澤分為四級:金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤和玻璃光澤 。寶石還常見一些特殊的光澤,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可見光光的程度。 礦物的透明與不透明不是絕對的,例如自然金是不透明礦物,但金箔亦能透過一部分光。因此,在研究礦物透明度時應以同一的厚度為準。透明度可分以5個級別: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、礦物的力學性質1.解理礦物受外力(敲打、擠壓等)作用後,沿著一定的結晶方向發生破裂,並能裂出光滑平面的性質稱為解理。解理是由礦物的晶體結構決定的。由於晶體中的化學鍵力在不同的結晶方向存在差異,導致面網間化學鍵力最弱的方向易於產生破裂,形成解理。解理按產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生的隨即的無方向性的破裂。由於斷口常具有一定的形態,因此可用來作為鑒定礦物的一種輔助特徵。常見的斷口類型有: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,沿著一定結晶方向裂開策劃能夠光滑平面的性質。裂開的面稱為裂理面,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:一是雙晶結合面,特別是聚片雙晶的結合面造成裂理;另一種原因是,當細微包裹體或固溶體離溶物分部在某一種面網上,並成為這一方向面網間的夾層重複有地分布時,也可造成裂理。4.硬度礦物的硬度是指礦物抵抗外來刻劃、壓入或研磨等機械作用的能力。它是鑒定礦物的重要特徵之一。(1)測定硬度的方法:刻劃法、壓入法、研磨法、彈跳法等,以前兩種方法應用最廣。以刻劃法為基礎的摩氏硬度是最常用的礦物硬度分類。(2)摩氏硬度:礦物學家摩斯選擇了十種有代表性的礦物,依據他們相互刻劃的能力分成十級:滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、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(3)差異硬度:由於礦物晶體結構的對稱性和異向性,導致了礦物硬度的對稱性和異向性。如鑽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生破裂的能力。大多數的多晶質材料(玉石)具交織結構,不同顆粒的解理方向不同,當受到敲擊並在表面產生解理或斷口裂隙時,裂隙通常只穿過近表面為數不多的顆粒,不易進入縱深並發生整體的破壞。這樣的材料具有較好的韌性,或者說韌度較高,例如軟玉。6.脆性材料受外力作用容易破碎的性質稱為「脆性」。脆性與寶石材料的晶體結構、解理髮育程度、多晶質材料的顆粒集合方式等密切相關。通常情況下,韌度越強,脆性越差;韌性越差,脆性越強。如:鋯石的硬度雖大,但脆性卻很大,將鋯石包在紙內,由於和包裝紙間的摩擦碰撞,導致鋯石的刻面棱產生破損。這種現像稱為紙蝕。

圖3-2-11鋯石的紙蝕
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