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自然界矿物质硬度一览表

2024-02-27 来源:浮雕系列

  一种常见的硅酸盐矿物,它非常软并且具有滑腻的手感。人们曾选出10个矿物来表示10个硬度级别,称为摩斯硬度,在这10个级别中,第一个(也就是最软的一个)就是滑石。柔软的滑石能代替粉笔画出白色的痕迹。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状,颜色为白色、灰白色,并且会因含有其他杂质而带各种颜色。滑石的用途很多,如作耐火材料、造纸、橡胶的填料、绝缘材料、润滑剂、农药吸收剂、皮革涂料、化妆材料及雕刻用料等等。

  石膏:斜方柱晶类,C2h-2/m(L2PC)。晶体常依发育成板状,亦有呈粒状。常简单形:平行双面b、p,斜方柱m、l等;晶面和常具纵纹;有时呈扁豆状。双晶常见,一种是依(100)为双晶面的加里双晶或称燕尾双晶,另一种是以(101)为双晶面的巴黎双晶或称箭头双晶。集合体多呈致密粒状或纤维状。细晶粒状块状称之为雪花石膏;纤维状集合体称为纤维石膏。少见由扁豆状晶体形成的似玫瑰花状集合体。亦有土状、片状集合体。石膏通常为白色、无色,无色透明晶体称为透石膏,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。条痕白色。透明。玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维状集合体丝绢光泽。解理极完全,和中等,解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。性脆。硬度1.5~2。不同方向稍有变化。相对密度2.3。石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性,使之具优良的隔音、隔热和防火性能。; J ?- S0 L8 Y0 A6 m

  方解石:是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石能够获得很多方形碎块,故名方解。方解石的色彩因其中含有的杂质不同而变化,如含铁锰时为浅黄、浅红、褐黑等等。但一般多为白色或无色。无色透明的方解石也叫冰洲石,这样的方解石有一个奇妙的特点,就是透过它能够正常的看到物体呈双重影像。因此,冰洲石是重要的光学材料。方解石是石灰岩和大理岩的主要矿物,在生产生活中有很多用途。我们大家都知道石灰岩能形成溶洞,洞中的钟乳石、石笋等其实就是方解石构成的。冰洲石因具双折射,常被利用于偏光棱镜,如以一定的方式切割成柱状,可当显微镜之棱镜,检测矿物之光学性,其品质要件须为:无色透明,内部不含气泡或裂痕,不带双晶或歪曲,0.5吋(12.5mm)立方以上。一般方解石用于化工、水泥等工业原料。方解石在冶金工业上用做熔剂,在建筑工业方面用来生产水泥、石灰。冰洲石因具双折射,常被利用于偏光棱镜,如以一定的方式切割成柱状,可当显微镜之棱镜,检测矿物之光学性,其品质要件须为:无色透明,内部不含气泡或裂痕,不带双晶或歪曲,0.5吋(12.5mm)立方以上。一般方解石用于化工、水泥等工业原料。方解石在冶金工业上用做熔剂,在建筑工业方面用来生产水泥、石灰。

  萤石:又称氟石,是一种天然的矿石,萤石和光学玻璃相比,萤石有低折射率,低色散等优点,但在实际的运用上因为有其困难度跟经济因素存在,所以不可能使用。然而在光学上所使用的所谓光学玻璃都是以二氧化硅(Silica)为主要的组成原材料并且加入氧化钡(Barium)或镧(Lanthanum)之类的添加物,于熔炉中以高于1300度的高温溶解后,再以极慢的降温方式使其由液体凝固为固体。萤石的成分是氟化钙,又称氟石、砩石等,因含各种稀有元素而常呈紫红、翠绿、浅蓝色,无色透明的萤石稀少而珍贵。晶形有立方体、八面体或菱形十二面体。如果把萤石放到紫外线荧光灯下照一照,它会发出美丽的荧光。9 R8 ]6 U8 X. K) `7 3 C8 s

  萤石及其加工品的用途已涉足30多个工业部门。炼钢铁加入萤石,能提高熔液的流动性,除去有害杂质硫和磷。世界萤石产量的一半用以制造氢氟酸,进而发展制造冰晶石,用于炼铝工业等。电冰箱里的冷却剂(氟利昂)要用萤石;1986年,我国第一代人造血液也要用萤石。近年,科学家正在研制氟化物玻璃,有可能制成新型光导纤维通讯材料,能传过2万公里宽的太平洋而不设重发站。

  磷灰石:是一系列磷酸盐矿物的总称,它们有很多种,如黄绿磷灰石、氟磷灰石、氧硅磷灰石、氯磷灰石、锶磷灰石等等。磷灰石是提炼磷的重要矿物,其中氟磷灰石是商业上最主要的矿物。磷灰石的形状为玻璃状晶体、块体或结核,它们的颜色多种多样,一般多为带个锥面尖头的六方柱形。多数磷灰石都很纯净,如果它们再硬一些,就可以当作宝石了,遗憾的是它们还太软,只能被用作低档的饰物。磷灰石加热后常会发出磷光。在各种火成岩中能见到磷灰石的影子。8 i; N. h6 G~& r0 _

  正长石:不可溶钾盐矿物,化学组成是KAlSi3O8,晶体属单斜晶系的架状结构硅酸盐矿物。正长石是钾长石的亚稳相变体,钾长石和钠长石不完全类质同象系列。短柱状或厚板状晶体,常见卡斯巴双晶、巴温诺双晶和曼尼巴双晶,集合体为致密块状。肉红或浅黄、浅黄白色,玻璃光泽,解理面珍珠光泽,半透明。两组解理(一组完全、一组中等)相交成90?,由此得正长石之名。摩氏硬度6,比重2.56-2.58。900℃以上生成的无色透明长石称透长石。正长石广泛分布于酸性和碱性成分的岩浆岩、火山碎屑岩中,在钾长片麻岩和花岗混合岩以及长石砂岩和硬砂岩中也有分布。正长石是陶瓷业和玻璃业的主要的组成原材料,也可用于制取钾肥。% Y% `( S+ X) ~# v D

  石英(水晶):是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英(b-石英)。石英块又名硅石, 主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料, 也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。石英化学式为SiO2,常含有少量杂质成分如Al2O3、IMO,、CaO、MgO等。它有多种类型。日用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等,水稻外壳灰也富含SiO2。

  石英外观常呈白色、乳白色、灰白半透明状态,莫氏硬度为7,断面具玻璃光泽或脂肪光泽,比重因晶型而异,变动于2.22-2.65之间。石英是非可塑性原料,其与粘土在高温中生成的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性,并能增加坯体的半透明性,是配制白釉的良好原料。民国时期多采用景市三宝蓬所产石英,新中国成立后大多采用星子、都昌、修水等地的石英,尤其是20年代以来,用量剧增。釉料中用量为10%—30%,使用前应洗净拣选,除去污物杂质,放在窑内高温煅烧,便于粉碎。石英是地球表面分布最广的矿物之一,它的用途也相当广泛。石英晶体内含有细小的气泡或液体充填裂隙时,会通过干涉光产生彩虹,能制成精美的首饰。拿破仑的妻子约瑟芬皇后(Empress Josephine)拥有一个令人眼花缭乱的宝石藏品,就是彩虹石英制成的首饰。

  黄玉:黄玉即托帕石,属一般宝石,是含氟硅铝酸盐矿物,它是由火成岩在结晶过程中排出的蒸气形成的,一般产于流纹岩和花岗岩的孔洞中。由于它经常与锡矿石伴生在一起,因此可作为寻找锡矿石的标志。黄玉一般呈柱状或不规则的粒状或块状,颜色有多种多样,一般为黄、蓝、绿、红、褐等浅色,有玻璃光泽,有的无色透明。黄玉的颜色在阳光长时间曝晒下会发生退色。黄玉可作为研磨材料,也可作仪表轴承。& B5 Q) ?, o8 E/ d* _( d

  容易和黄玉相混的常见宝石主要有水晶、海蓝宝石、碧玺及玻璃仿制品等几种,其中最易相混的是黄色水晶。实际上,除了黄玉更为柔和,略具绒状外观的特征外,肉眼下两者极难区分,这也是为什么黄色水晶在市场上可引致人们对黄色黄玉价值怀疑的最终的原因。 黄玉与水晶的原料区分较为容易。黄玉的柱状晶面上有纵的条纹,而水晶则是横的条纹。而对末镶嵌的饰品,比重(手感)也可作为区分的依据,黄玉的比重在3.49以上,而黄色水晶只有2.65左右;用手掂,黄玉有坠手的感觉,水晶则较轻。当然,黄玉宝石的光泽柔和,而水晶的光泽则较“冷”,尖锐,依此也可区分。肉眼区别黄玉与碧玺,最重要的是碧玺有较强的二色性,而黄玉除粉红色者外,其他色的黄玉二色性都弱;另外,碧玺的双折射强,往往可见双影。蓝色黄玉与海蓝宝石的区别 ,一般情形是较为困难的,可当作参考的特征是:蓝色海蓝宝石往往带些黄绿色的色调并具轻微的二色性, 比重较轻。确切鉴定要用折光仪等来测定。黄玉具柔和光泽,依据颜色,一般可分为酒黄色、无色、蓝色、绿色、红色托帕石。其中上等的深黄色者最为珍贵,颜色越黄越好。其次是蓝色、绿色和红色者,透明且漂亮的黄玉属于名贵的宝石。

  刚玉(红蓝宝石):成分为铝的氧化物(Al2O3)矿物。因莫氏硬度高达9,主要用作高档磨料。晶体属三方晶系,多呈腰鼓形的六方柱状,有的呈针状或板状。集合体呈块状或柱状。通常呈白、灰、黄等色。若含少量Cr3+呈红色,名红宝石;若含少量Ti4+和Fe2+则呈蓝色,名蓝宝石;有的晶体中含有六次对称分布的针状金红石或其他包裹体,则可产生六射星芒,称星光红宝石或星光蓝宝石,都是名贵宝石。刚玉为玻璃光泽,无解理,但因常存在依底面或菱面体面形成的聚片双晶而出现裂理。比重3.98。产于相对贫硅的火成岩和变质岩中,并常见于冲积砂矿中。美国的北卡罗林纳州和乔治亚州,俄罗斯的乌拉尔山脉、南非特兰斯瓦等为主要产地。0 s\+ C5 G7 W, Y8 w

  红宝石是指所有红色调的刚玉宝石,包括红、粉红、橙红、紫红、褐红等颜色,其红色主要是由化学成分中所含微量元素——铬所造成的。 蓝宝石都是蓝色的吗?不。蓝宝石是指除了红色系列以外的所有颜色的刚玉宝石,这这中间还包括了蓝、天蓝、蓝绿、绿、黄、橙、褐、灰、黑及无色等多种颜色,蓝宝石的颜色多由其化学成分中所含钛、铁、钒等微量元素造成。蓝宝石通常冠以其颜色名称,如白色蓝宝石、紫罗兰色蓝宝石、黄金蓝宝石、绿色蓝宝石、黄色蓝宝石等。在各种色彩之间,以蓝色蓝宝石在世界各地最为流行。世界著名的宝石级刚玉产地有缅甸、泰国、斯里兰卡、澳大利亚等。中国新疆、海南、福建等地也有产出。由于人工合成方法的改进,现在人造的红宝石及蓝宝石已较普遍,更不可思议的是人造的星彩宝石。其他的刚玉主要产地分布于美国、俄罗斯乌拉尔、南非等地。希腊的纳克索斯则为刚玉砂的著名产地。

  金刚石(钻石):就是常说的钻石(钻石是它的俗称),它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质,因此也就具有了许多重要的工业用途,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。金刚石还被作为很多精密仪器的部件。金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有。它们能是透明的,也可以是半透明或不透明。多数金刚石大多带些黄色。金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为何会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石仅产出于金伯利岩筒中。金伯利岩是它们的原生地岩石,另外的地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时, 它会缓慢地变成石墨。1977年山东省临沭县岌山乡常林的一名村民在地里发现了中国最大的金刚石(约鸡蛋黄大小,右图)。世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石均产于巴西,都超过3100克拉(1克拉=200毫克)其中宝石级金刚石的尺寸为10?6.5?5厘米,名叫“库利南”。上个世纪50年代,美国以石墨为原料,在高温度高压力下成功制造出人造金刚石。现在人造金刚石已经大范围的使用在生产和生活中,只是造出大颗粒的金刚石还很困难。

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