地壳中的矿物，是指在各种地质作用中所形成的天然单质或化合物。它们具有一定的化学成分和内部结构，从而有一定的外部形态、物理性质和化学性质。绝大多数矿物为固态，只有极少数呈液态（自然汞）和气态（如火山喷气中的 CO2、SO2等）。已发现的矿物有 3 000多种，但组成岩石的主要矿物仅 30 余种，这些组成岩石的主要矿物称为造岩矿物，如石英、方解石及正长石等。

一、矿物的形态

矿物的形态是就矿物单体及同种矿物集合体的形态而言的，矿物形态受其内部结构、化学成分和生成时的环境制约。

1. 矿物单体形态

（1）结晶质和非结晶质矿物。造岩矿物绝大部分是结晶质，其基本特点是组成矿物的元素质点（离子、原子或分子）在矿物内部按一定的规律重复排列，形成稳定的结晶格子构造。具有结晶格子构造的物质叫作结晶质。结晶质在生长过程中，若无外界条件限制、干扰，则可生成被若干天然平面所包围的固定几何形态。这种有固定几何形态的晶质称为晶体，如岩盐呈立方体，水晶呈六方柱和六方锥等。在结晶质矿物中，还可根据肉眼能否分辨而分为显晶质和隐晶质两类。

非晶质矿物内部质点排列没有一定的规律性，所以外表就不具有固定的几何形态，例如蛋白石（SiO2·nH2O）、褐铁矿（Fe2O3·nH2O）等。非晶质可分为玻璃质和胶质两类。

（2）矿物的结晶习性。在相同条件下生长的同种晶粒，总是趋向于形成某种特定的晶形的特性叫作结晶习性。尽管矿物的晶体多种多样，但归纳起来，根据晶体在三度空间的发育程度不同，可分为以下3类：

① 一向延长：晶体沿一个方向特别发育，其余两个方向发育差，呈柱状、棒状、针状、纤维状等，如角闪石、辉石、石棉、纤维石膏和文石等。

② 二向延长：晶体沿两个方向发育，呈板状、片状、鳞片状等，如板状石膏、云母、绿泥石等。

③ 三向延长：晶体在三度空间发育，呈等轴状、粒状等，如岩盐（见图 1.1）、黄铁矿、石榴子石等。

图1.1 岩盐的晶体结构

2. 矿物集合体形态

同种矿物多个单体聚集在一起的整体就是矿物集合体。矿物集合体的形态取决于单体的形态和它们的集合方式。集合体按矿物结晶粒度大小进行分类，肉眼可辨认其颗粒的叫作显晶矿物集合体，肉眼不能辨认的则叫作隐晶质或非晶质矿物集合体。

显晶集合体形态有规则连生的双晶集合体，如接触双晶和穿插双晶以及不规则的粒状、块状、片状、板状、纤维状、针状、柱状、放射状、晶簇状等。其中晶簇是以岩石空洞洞壁或裂隙壁作为共同基底而生长的晶体群。

隐晶和胶态集合体可以由溶液直接沉积或由胶体沉积生成，主要形态有球状、土状、结核体、鲕状、豆状、分泌体、钟乳状、笋状等。其中结核体是围绕某一中心自内向外逐渐生长而成；钟乳状集合体通常是由真溶液蒸发或胶体凝聚，由同一基底逐层堆积而成，可成葡萄状、肾状、石钟乳状等；分泌体是由胶体或晶质矿物在形状不规则的孔洞中或球状孔洞中从洞壁向中心逐层沉淀填充而成。

二、矿物的物理性质

由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的物理性质，所以矿物物理性质是鉴别矿物的主要依据。

1. 颜色

颜色是矿物对不同波长可见光吸收程度的反映。它是矿物最明显、最直观的物理性质，根据成色原因可分为白色和它色等。白色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义，例如黄铁矿的浅铜黄色。它色则是某些透明矿物混有不同外来带色杂质或其他原因引起。通常，以标准色谱的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫以及白、灰、黑来说明矿物颜色，也可以依最常见的实物颜色来描述矿物的颜色，如砖红色、橘黄色、橄榄绿色等。

2. 条痕

条痕是矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色无釉瓷板（条痕板）上划擦时所留下的粉末的颜色。某些矿物的条痕与矿物的颜色是不同的，如黄铁矿的颜色为浅铜黄色，而条痕为绿黑色。条痕色去掉了矿物因反射所造成的色差，增加了吸收率，扩大了眼睛对不同颜色的敏感度，因而比矿物的颜色更为固定，但只适用于一些深色矿物，对浅色矿物无鉴定意义。

3. 透明度

透明度是指矿物透过可见光波的能力，即光线透过矿物的程度，透明度受厚度影响，故一般以 0.03 mm 的规定厚度作为标准进行对比。肉眼鉴定矿物时，一般可分成透明、半透明、不透明 3 级。这种划分无严格界限，鉴定时用矿物的边缘较薄处，并以相同厚度的薄片及同样强度的光源比较加以确定。

4. 光泽

光泽是矿物表面的反光能力。根据矿物表面反光程度的强弱，用类比方法常分为 4 个等级：金属光泽，反光很强，犹如电镀的金属表面那样光亮耀眼；半金属光泽，比金属的亮光弱，似未磨光的铁器表面；金刚光泽及玻璃光泽。另外，由于矿物表面不平、内部裂纹，或成隐晶质和非晶集合体等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。矿物遭受风化后，光泽强度就会有不同程度的降低，如玻璃光泽变为油脂光泽等。

5. 解理和断口

矿物在外力作用（敲打或挤压）下，严格沿着一定方向破裂或成光滑平面的性质称为解理。这些平面叫解理面。根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成 5 个等级：极完全解理，解理面极完好，平坦而极光滑，矿物晶体可劈成薄片，如云母等；完全解理，矿物晶体容易劈成小规整的碎块或厚板块，解理面完好、平坦、光滑，如方解石等；中等解理，破裂面不甚光滑，往往不连续，如辉石等；不完全解理，一般难发现解理面，偶尔可见小而粗糙的解理面；极不完全解理，实际上无解理，只有在显微镜下才能发现零星的解理，如石英。不同种类的矿物，其解理发育程度不同，有些矿物无解理，有些矿物有 1 组或数组程度不同的解理，如云母有 1 组解理，长石有 2 组解理，方解石则有 3 组解理。如果矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，如贝壳状、参差状等，则叫作断口。(www.daowen.com)

6. 硬度

硬度指矿物抵抗外力的刻划、压入或研磨等机械作用的能力。这里只介绍刻划硬度，它是矿物对外来刻划的抵抗能力，是组成矿物的原子间连接力强弱的一种表现。在鉴定矿物时常用一些矿物互相刻划比较来测定其相对硬度，一般用 10 种矿物分为 10 个相对等级作为标准，称为莫氏硬度计（Mohs，1820），最软的是 1 度，最硬的是10度。这10种矿物由软到硬依次为：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。测定某矿物的硬度，只需将待定矿物同硬度计中的标准矿物相互刻划，进行比较。例如，某矿物可以刻划正长石，而又被石英划破，则该矿物的硬度介于 6 度与 7 度之间。通常以简便的工具来代替摩氏硬度计中的矿物，如指甲的硬度为2～2.5，铜钥匙为3，小钢刀为5，窗玻璃为5.5，钢锉为6.5。矿物的硬度是指单个晶体的硬度，而纤维状、细分散土状等集合方式对矿物硬度有影响，难以测定矿物的真实硬度。

7. 弹性、挠性、延展性

矿物受外力作用后发生弯曲变形，外力解除后仍能恢复原状的性质称为弹性，如云母的薄片具有弹性。矿物受外力作用发生弯曲变形，当外力解除后不能恢复原状的性质称为挠性，如绿泥石、滑石具有挠性。矿物能锤击成薄片或拉长成细丝的特性称为延展性，如自然金、自然银、自然铜。用小刀刻划时，这些矿物表面留下光亮的刻痕而不产生粉末。

三、造岩矿物简易鉴定方法

正确地识别和鉴定矿物，对于岩石命名、鉴定和研究岩石的性质，是一项不可缺少而且是非常重要的工作。准确的鉴定方法需借助各种仪器或化学分析，最常用的为偏光显微镜、电子显微镜等。但对于一般常见矿物，用简易鉴定方法或称肉眼鉴定方法即可进行初步鉴定。所谓简易鉴定方法，即借助一些简单的工具，如小刀、放大镜、条痕板等对矿物进行直接观察测试。现选择主要的几种介绍如下。

（1）石英 SiO2常发育成单晶并形成晶簇，或成致密状或粒状集合体。纯净的石英无色透明，称为水晶；含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称乳石英。石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，硬度7，无解理，贝壳状断口。

（2）斜长石 Na (A1Si3O8) 与Ca (A12Si2O8) 混合 斜长石单晶体为板状或板条状；常为白色或灰白色；玻璃光泽；硬度 6～6.52；2 组中等解理，近于正交；相对密度2.61～2.75。

（3）正长石 K (A1Si3O8) 正长石单晶体常为柱状或板柱状；常为肉红色，有时具有较浅的色调；玻璃光泽；硬度 6；有 2 组相互正交的解理；相对密度 2.54～2.57；正长石与钾微斜长石、透长石等一起构成钾长石的不同变种。

（4）白云母 KAl2(A1Si3O10) (OH，F)2白云母单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形；集合体为鳞片状，其中晶体细微者称绢云母；有平行片状方向的极完全解理；薄片为无色透明；具有珍珠光泽；硬度 2.5～3；薄片有弹性；相对密度2.77～2.88。

（5）黑云母 K (Mg，Fe)3(AlSi3O10) (OH，F)2黑云母棕褐色或黑色；相对密度 2.7～3.3；其形态及其他光学及力学性质同白云母。

（6）普通角闪石 (Ca，Na)2～3(Mg，Fe，A1)5[Si6(Si，A1)2O22] (OH，F)2单晶体为长柱状，常见针状；绿黑色或黑色；玻璃光泽；硬度5～6；有平行柱面2组解理，交角为124°；相对密度3.02～3.45，随含铁量增高而增大。

（7）普通辉石 (Ca，Mg，Fe，A1)2[(Si，A1)2O6] 单晶体为短柱状，集合体为粒状；绿黑色或黑色；玻璃光泽；硬度5.5～6，有平行柱面的两组解理，其交角为56°；相对密度3.02～3.45。

（8）橄榄石 (Mg，Fe)2(Si O4) 常为粒状集合体；浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高而加深；玻璃光泽；硬度6～7；不完全解理；相对密度为3.2～4.4，随含铁量增高而增大。

（9）石榴子石 Mg3Al2(Si O4)3石榴子石常形成菱形十二面体；集合体成粒状和块状；浅黄白、深褐到黑色，随含铁量增高而加深；玻璃光泽；硬度6～7.5；无解理；断口油脂光泽，为贝壳状或参差状；相对密度3.5～4.2；较稳定，如风化则变为褐铁矿等；主要产于变质岩。

（10）方解石 CaCO3常发育成单晶或晶簇；粒状、块状、纤维状或钟乳状集合体；纯净的方解石无色透明，因杂质渗入而常呈白、灰、黄、浅红、绿、蓝等色；玻璃光泽；硬度 3；3组完全解理，斜交呈菱面体；相对密度 2.72；与稀盐酸作用后剧烈起泡，是石灰岩、大理岩的主要矿物成分，可溶于水，无色透明者称冰洲石。

（11）白云石 CaMgCO3(OH) 2单晶为菱面体；通常为块状或粒状集合体；一般为白色，因含 Fe 常呈褐色；玻璃光泽；硬度 2.35～4；解理完全；相对密度 2.85～3.1，随含铁量增高而增大；粉末遇稀盐酸起泡，是白云岩、大理岩的主要矿物成分，可溶于水。

（12）石膏 CaSO4·2H2O 单晶体常为板状，集合体为块状、粒状及纤维状等；为无色或白色，有时透明；玻璃光泽，纤维状石膏为丝绢光泽；硬度 2；有极好解理，易沿解理面劈开成薄片；薄片具挠性；相对密度 2.30～2.37；多形成于盐湖或封闭的海湾中，呈层状或混于沉积岩层中；脱水后变为硬石膏（CaSO4），硬石膏吸水又可变为石膏，同时体积膨胀，可达 30%，在水流作用下也可形成溶孔、洞隙。

（13）黄铁矿 FeS2大多呈块状集合体，有些发育成立方体单晶，立方体的晶面上常有平行的细密纹；颜色为浅铜黄色；条痕为绿黑色；硬度 6～6.5；性脆，断口参差状；相对密度 5。

（14）赤铁矿 Fe2O3常为致密块状及土状集合体；铁黑色或暗红色，条痕呈樱红色；金属、半金属到土状光泽，不透明；硬度5～6；无解理；相对密度4.0～5.3。

（15）褐铁矿 Fe2O3·nH2O 实际上是多种成分的混合物，主要成分是针铁矿 FeO(OH)，并含有泥质及二氧化硅等；褐色至黄褐色，条痕黄褐色；常呈土块状、葡萄状；硬度不一。

（16）绿泥石 (Mg，A1，Fe)6[(Si，A1)4O10] (OH)8绿泥石常呈鳞片状集合体；绿色，深浅随含铁量的变化而不同；解理面上为珍珠光泽；有平行片状方向的解理；硬度 2～3；相对密度 2.6～3.3；薄片具挠性，不具弹性；是长石、辉石、角闪石、橄榄石等的次生矿物，在变质岩中分布最多。

（17）蒙脱石 (A12Mg3) (Si4O10) (OH)2土状或显微鳞片状集合体；白色或灰白色；因含杂质染有黄、浅玫瑰红、蓝或绿色；土状者光泽暗淡；硬度 1～2；相对密度 2～3；具可塑性，遇水剧烈膨胀；亲水性比高岭石更强，吸水后体积可膨胀几倍；并具有很强的吸附力及阳离子交换能力；主要由基性岩浆岩在碱性环境中风化而成，为膨润土的主要成分。

（18）滑石 Mg3(Si4O10) (OH)2滑石单晶体为片状；通常为鳞片状、放射状、纤维状、块状等集合体；无色或白色；解理面为珍珠光泽；硬度 1；平行片状方向有 1 组中等解理；薄片具挠性；相对密度为 2.58～2.55；具滑感，性质软弱，为富镁质超基性岩、白云岩等变质后形成的主要变质矿物。

（19）高岭石 A14(Si4O10) (OH)8土状或块状集合体；白色，常因含杂质而呈其他色调；土状者光泽暗淡，块状者具蜡状光泽；硬度 2；相对密度 2.61～2.68；具可塑性；与蒙脱石、水云母等同为黏土矿物，主要由富含铝硅酸盐（长石、云母等）的岩浆岩和变质岩经风化作用形成；具吸水性、可塑性、压缩性。