矿物的物理性质kuangwu de wuli xingzhi

指矿物的光学性质、力学性质以及矿物的比重、磁性、电性、发光性、易燃性和气味等。有些矿物的物理性质如折光率、膨胀系数、导电性和压电性等必须借助仪器才能测定，有些矿物性质如颜色、光泽、气味等可凭人们的感官来识别。不同矿物对光线的吸收、反射和折射性质不同而表现出不同的颜色、条痕、光泽和透明度等性质。颜色是识别矿物的最明显标志，如硫磺、赤铁矿、蓝铜矿等就是以其颜色而命名的。因在矿物本身固有的化学组成中含有某些色素离子而呈现的颜色称为自色。大多数化学元素对光线没有特殊的吸收与反射现象，这些元素的离子称为无色离子，由无色离子组成的矿物 一般也是无色或白色的，例如石盐(NaCl)、石英(SiO₂)等。元素周期表上过渡金属离子对光谱某些波段往往特别敏感，含这些离子的矿物一般都带有颜色，这些离子叫色素离子。如Ti⁴⁺，褐红色（石榴子石）;V³⁺，橄榄绿色（辉石）;Cr³⁺，红色（红宝石）; Mn⁴⁺，黑色 （软锰矿）; Fe²⁺，瓶绿色 （绿泥石）; Fe³⁺，樱红色 （赤铁矿）; Cu⁺，深红色 （赤铜矿）;Cu²⁺，蓝色（蓝铜矿）、绿色（孔雀石）等。凡是与矿物本身固有的化学组成无关，因混入矿物中的杂质染成的颜色称为他色。如纯水晶SiO₂是无色透明的，如混入少量杂质使水晶染成紫色（紫水晶）、玫瑰色（蔷薇石英）、褐色（烟水晶）、墨色（墨晶）等。由于某种物理或化学原因而产生的颜色称为假色，如黄铜矿、斑铜矿表面的氧化薄膜，在光线照射下形成干涉色称为锖色； 云母、方解石等有解理的矿物常因光程差而引起干涉色称为晕色。
将矿物在白色无釉的瓷板 （条痕板）上擦划，瓷板上便留下矿物粉末痕迹，称为条痕。矿物粉末可以消除假色，减弱他色，保存自色，所以条痕的颜色比矿物的颜色更固定，对鉴定矿物更可靠。如赤铁矿的颜色有铁黑色的，也有褐红色的，但其条痕总是樱红色的。矿物条痕的颜色可以与矿物颜色一致，如自然金，二者都为金黄色。而有些矿物的条痕颜色与矿物颜色不一致，如黄铁矿为浅铜黄色，而条痕则为绿黑色。所有透明矿物的条痕都是白色或近于白色，所以条痕对鉴定透明矿物意义不大。
矿物表面对光线的反射能力，或者说矿物表面的总光量称为光泽。光泽的强弱主要取决于矿物折光率的大小。光泽可以分为以下几种：
❶金属光泽，矿物表面反光极强，如同光亮的金属器皿表面所呈现的光泽，如金、黄铁矿、方铅矿、辉锑矿等均具有金属光泽。
❷非金属光泽，是一种不具金属感的光泽，主要为透明或半透明矿物； 非金属光泽又可分为玻璃光泽(水晶、萤石等)、金刚光泽(金刚石、闪锌矿等)、脂肪光泽 （如石英断口处）、松脂光泽 （叶蜡石等）、土状光泽 （如高岭石等）、丝绢光泽 (石棉、纤维石膏等)、珍珠光泽 （云母等）。
❸半金属光泽，反射光的强度介于金属光泽与非金属光泽之间，暗淡而不刺眼，如赤铁矿、黑钨矿等。
光线透过矿物多少的程度为透明度。透明度可以分为三级：
❶透明矿物，如水晶、黄玉、冰洲石等。
❷半透明矿物如辰砂、闪锌矿等。
❸不透明矿物，如黄铁矿、磁铁矿、石墨等。
矿物在外力作用下 (如刻划、敲打等) 常常表现出一定的特性，称为矿物的力学性质，主要有硬度、解理、断口和韧性等。矿物抵抗外力的刻划、压入、研磨的能力为硬度。1822年德国摩氏(F·Mohs)选择10种硬度不同的矿物作为标准，将硬度分为10级，这10种矿物顺序排列称为摩氏硬度计。摩氏硬度计只代表矿物硬度的相对顺序，而不是绝对硬度的等级，如滑石的硬度为石英的1/3500，而金刚石的硬度为石英的1150倍。
在力的作用下，矿物晶体沿一定方向发生破裂并产生光滑平面的性质叫解理。沿一定方向裂开的面叫解理面。如果矿物受力不是按一定方向破裂，破裂面呈不规则形状叫断口。无解理的矿物敲打时形成断口破裂面，如石英的破裂面是不规则的，多呈贝壳状断口。有解理的矿物敲打后经常按一定方向裂开而形成规则的解理面，如方解石，可以沿三个方向裂开，形成菱形。不同矿物的解理可能有一个方向，也可能有几个方向。如石墨只有一个方向，称一向解理，普通角闪石的解理有两个方向称二向解理，石盐晶体和方解石为三向解理，萤石为四向解理，闪锌矿为六向解理等。不同矿物不仅解理方向不同，而且解理程度也不同，根据劈开的难易和肉眼能观察的程度，将解理分为：
❶最完全解理 (云母、石膏等);
❷完全解理(方解石、石盐等);
❸中等解理 (角闪石、辉石等);
❹不完全解理（磷灰石等）;
❺极不完全解理或无解理(石英、磁铁矿等)。不同矿物解理性质不同，而同种矿物的解理方向和解理程度总是相同的，所以解理是鉴定矿物的重要特征之一。
矿物抵抗切割、锤击、弯曲、拉引等外力作用的能力为韧性。根据韧性的表现形式又可分为脆性、延展性、弹性 (屈而能伸的性质，如云母) 和挠性 (屈而不能伸的性质，如绿泥石)等。矿物的这些性质对于鉴定某些矿物具有重要意义。
矿物的重量与4C同体积水的重量比称为矿物的比重。矿物比重的变化幅度很大，从小于1 （如石蜡）到23(如铱—锇族矿物)。矿物比重的大小主要决定于矿物的原子量和内部构造，凡是由原子量大的元素所组成的矿物，比重就大，原子或离子的排列越紧密，比重也越大。为了便于比较鉴定，把比重划分三个级别：比重小于2.5的为轻级矿物，如石墨(2.09～2.23)、自然硫(2.05～2.08)、石盐(2.1～2.6)、石膏(2.3)等；比重2.5～4为中级矿物，如石英(2.5～2.8)、长石(2.56～2.76)、萤石(3.01～3.25)、金刚石(3.47～3.56)等，大多数矿物属于此级；比重大于4的矿物为重级矿物，如铂(Pt)、金(Au)及重金属钨、铅、汞等化合物：重晶石(4.3～4.6)、方铅矿(7.4～7.6)、辰砂(8.09～8.20)、黑钨矿(6.7～7.5)等。
含铁、钴、镍、铬、钛等的少数矿物常具有磁性，如磁铁矿、磁黄铁矿和钛磁铁矿等都具有较强的磁性，是鉴定这些矿物的重要标志，利用这一性质也可进行磁性探矿、选矿等。
因矿物的内部构造不同，矿物的导电能力有很大差别，根据导电能力的强弱，把矿物分为导体、半导体和绝缘体。许多金属矿物都是导体，绝大多数非金属矿物属于绝缘体，云母为最好的绝缘体；介于导体和绝缘体之间的为半导体，如金红石。某些矿物的晶体，具有机械能和电能的转换能力，如给压电石英施加压力，则在其晶体内部产生电荷。在压缩时发生正电荷，伸张时发生负电荷，如果把它放在一个交变电场中，石英就会产生一伸一缩的机械振动，矿物的这种性质称为压电效应，已被广泛地应用在现代科技之中。有的矿物受热后生电，称热电性，如电气石。有的矿物摩擦后生电，如琥珀。有些矿物经过加热或经紫外线、X射线的照射能发出可见光，如白钨矿在紫外线照射下能发出天蓝色萤光，X射线照射金刚石也发出天蓝色萤光。如果外界照射作用停止后还能继续发光一段时间称为磷光，如磷灰石等少数矿物具有磷光。矿物的发光性在矿物鉴定和找矿方面具有实际意义。
有些矿物还具有易燃性，如硫磺、沥青、琥珀等矿物易于点燃；有些溶于水的矿物具有咸、甜、苦、涩等味觉；有些矿物加热或燃烧后具有刺鼻的气味，如沥青；有些矿物具滑腻感。总之矿物具有多方面的物理性质，了解这些性质不仅有助于鉴定矿物，而且对科研和生产实践具有重要意义。