矿物的物理性质和矿物形态一样,也是矿物的化学成分、内部结构和形成条件的综合反映。它是肉眼鉴定矿物的主要依据,因不同矿物可具相同形态,且完好形态的晶体少见,而物理性质既固定又易识别。
矿物的物理性质有很多方面,下面主要介绍一些不需借助仪器即可观察或测定的性质。
(一)颜色和条痕
颜色是矿物最直观的性质之一,通常分为以下三类:
1.自色在成因上与矿物本身的固有化学成分直接有关的颜色。例如黄铜矿的深黄铜色,孔雀石的翠绿色,蔷薇辉石的粉红色等等。矿物的自色相当固定而具有特征性。上述几种矿物的名称就与它们的颜色有关。
2.他色由非矿物本身固有的组分所引起的颜色。例如纯净的刚玉为白色,当含有微量的类质同象替代元素Cr3+时便呈鲜红色(红宝石),含Ti4+时呈蓝色(蓝宝石)。他色也可因含有染色杂质的细微机械混入物而产生,且颜色随杂质组分的不同而异。
矿物粉末的颜色称为条痕,因为通常是将矿物在素瓷板上摩擦以观察其留下的粉末痕迹的颜色。对一种矿物来说,其条痕的呈色通常都是固定的,且可以不同于矿物块体的颜色。例如金的条痕为金黄色,而黄铜矿的条痕则为绿黑色。
(二)光泽
光泽系指矿物表面对可见光的反射能力。通常将光泽自强而弱分为以下四级:
1.金属光泽反射很强,如同镀了克罗米的平滑金属表面那样的反光。
2.半金属光泽反射强,如同一般金属表面那样的反光。
3.金刚光泽反射较强,如金刚石般的灿烂反光。
4.玻璃光泽反射强,如同玻璃板表面那样的反光。
以上都是指矿物在平坦面上的反光。如矿物表面不平坦光滑或成集合体时,就会出现一些特殊的光泽,有油脂光泽,树脂光泽,蜡状光泽,土状光泽,丝绢光泽和珍珠光泽。其中土状光泽也就是光泽暗淡,或者说无光泽,而丝绢光泽只出现在纤维集合体上。
(三)硬度
物体抵抗外力机械作用的强度称为硬度。在矿物学中作一般测定时都采用所谓的摩斯(Mohs)硬度计。它是以选定10种矿物为标准,将它们的硬度分别定为1到10,即:
1滑石2石膏3方解石4萤石5磷灰石
6正长石7石英8黄玉9刚玉10金刚石
等级越高,硬度便越大,金刚石是迄今已知物体中硬度最大的。但摩斯只是相对硬度,逐级间的差值并不相等,例如按所谓的维克尔硬度计算,石英是滑石的倍,而金刚石则是滑石的约倍。
通常还可借助于其他常见物体的帮助来测定矿物的硬度。例如已知指甲的硬度为2+,铜钥匙约为3,小钢刀为5+,窗玻璃为5.5,钢锉为6.5,都可作为辅助标准。
(四)解理和断口
晶体在受到应力作用而超过弹性极限时,能沿着一定方向的面网发生破裂的固有特性,称为解理;沿解理裂成的平面称为解界面。
矿物晶体或其集合体,若无规则地沿着除解理面以外的方向破裂时,其断裂面称为断口。
(五)比重
比重是人们很熟悉的一项物性。矿物的比重可以从小于1(如琥珀)一直到约23(铂族自然元素矿物)。通常可凭经验用手掂量,将矿物的比重很粗略地分为轻、中和重三等。绝大多数矿物的比重属中等,即介于2.5~4之间。但有些矿物,如方铅矿(7.4~7.6)、黑钨矿(7.1~7.5)、锡石(6.8~7.0)以及金属自然元素矿物,具有特大的比重,成为它们一项突出的特性。
此外,经常也将矿物区分为重矿物和轻矿物两大类。凡在三溴甲烷液体中下沉的,即比重大于2.9的,均归属于重矿物。