造岩矿物（观赏石的地质学基础之一）
温庆博
矿物简介地壳中自然形成的化合物和元素单质称为矿物。地壳的组成元素排在前10位的依次是：氧（O）、硅（Si）、铝（Al）、铁（Fe）、钙（Ca）、钠（Na）、钾（K）、镁（Mg）、氢（H）、钛（Ti）。氧和硅两种元素共占约3/4。绝大部分元素在地壳中是以化合物的形式存在的，其中最多的是硅酸盐（如长石），还有碳酸盐（如方解石）、硫酸盐（如石膏），氧化物（如石英）、硫化物（如黄铁矿）、卤素化合物等（如萤石）。元素以单质形式存在（如自然金）的量极少。由于矿物的具有特定的化学成分，并且绝大部分是结晶体（即其内部质点的排列是有序的），从而使其具有特定的物理性质、化学性质和外部形态等特征。这些特征是我们鉴定矿物的依据。本文将介绍的是矿物的肉眼鉴定特征，即只借助肉眼观察及少量简单测试手段（如放大镜、小刀、盐酸等）的鉴定方法。地壳中目前发现三千多种不同的矿物，但其中构成岩石的造岩矿物不过几十种。本文只介绍其中最为常见的14种。
矿物的肉眼鉴定特征矿物的常用肉眼鉴定特征包括：颜色、形态、硬度、光泽、解理、断口等。（1）颜色
矿物新鲜表面在自然光下的颜色。矿物的颜色主要与化学成分有关。物的颜色非常丰富多样，常见的有白色（如方解石）、黑色（如普通辉石）、红色（如赤铁矿）、绿色（如蛇纹石）、黄色（如黄铁矿）等。（2）形态 绝大部分矿物都是结晶体，其内部质点(离子) 具有按特定空间形式排列的结构。这种特定的内部微观质点排列形式，导致特定的外部宏观形态。结晶矿物都具有这种形成自己特定形态的“本能”。例如，黄铁矿（FeS2）的内部结构，是由铁离子和硫离子严格地按立方体格式相间排列的，所以常形成立方体的晶体形态。萤石（Ca F2）也如此。
（3）硬度 矿物受到刻划作用时，所表现出来的强度，是矿物抵抗外力刻划的能力。可以用两种不同的矿物相互刻划，以比较其硬度的相对大小。德国矿物学家摩斯(F.Mohs)取自然界常见的十种矿物作为标准，将硬度分为1度到10度十个等级，即摩斯硬度标准（Mohs Hardness），也称为摩斯硬度计。如表1。
表1 摩斯硬度标准（1824年）
硬度
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 10
|
代表矿物
| 滑石
| 石膏
| 方解石
| 萤石
| 磷灰石
| 正长石
| 石英
| 黄玉
| 刚玉
| 金刚石
|
如果一个矿物的硬度是3.5，其含义是这个矿物可以刻划动方解石但刻划不动萤石。在实际应用中，可用一些简便的随身物件来测试硬度，如指甲（2.5）、钥匙（3）、玻璃（5.5）钢刀刃（6.5）。根据笔者所做的测试，部分奇石的硬度情况如下：灵璧石（3）、太湖石（3）、金海石（6-7）、轩辕石（4）、戈壁碧玉和玛瑙（6-6.5）、蜡石（6-7）、长江画面卵石（5.5-7）、大化石（6-7）、九龙璧（6-7）、三江彩卵（6-7）。大部分矿物的硬度在7以下。如果有人说一块非单晶体的石头硬度超过7，这一般不可信。
（4）光泽 矿物表面的反射特征。常见的光泽特征有金属光泽（黄铁矿）、玻璃光泽（方解石、长石）、油脂光泽（石英断口的光泽）、腊状光泽(滑石)、珍珠光泽（云母）。
（5）解理 矿物晶体在外力打击下，能沿一定方向的光滑平面裂开的性质称为解理。矿物可能在一个、两个或三个方向上发育解理。
解理在鉴定某些矿物的较大尺寸结晶体的时候有用。比如市场上有很多方解石做的球，号称“水晶球”，如果仔细观察，一般能看到其内部的解理。
（6）断口 不发育解理的矿物受外力打击时沿一不平滑的面断开，称断口。有些矿物的断口是很特别的，如石英成贝壳状断口。很多硅质岩石的风化表面发育弧形的“指甲纹”可能与其贝壳状断口的习性有关。
（7）盐酸反应 方解石遇稀盐酸会明显地反应起泡（放出CO2气体）。白云石和稀盐酸没有反应，但白云石粉末遇稀盐酸会微弱反应起泡。这是鉴定石灰岩和白云岩的一个有效手段。
常见矿物的特征
14种常见造岩矿物的肉眼鉴定特征见表2。
表2 常见造岩矿物鉴定特征表矿物名称
| 鉴定特征及有关奇石举例
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滑石
| 白、灰、淡黄、淡绿色，薄片状致密块状，硬度1，腊状光泽，手摸之有滑感。
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高岭石
| 白色，因含杂质可呈浅黄、浅褐色，土状，硬度1~1.5，土状光泽，干时易吸水，湿时具可塑性和粘着性。
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绿泥石
| 鳞片状，浅绿至深绿色，硬度2~2.5，珍珠或玻璃光泽，一组解理，薄片透明至半透明，薄片具有挠性。
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黑云母
| 深褐色、黑色，片状，硬度2.5~3，一组解理，珍珠光泽或玻璃光泽，薄片透明、有弹性
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白云母
| 无色、银白色，片状，硬度2.5~3，一组解理，珍珠光泽或玻璃光泽，薄片透明、有弹性。
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方解石
CaCO3
| 白色，菱形六面体，集合体有粒状、钟乳状等，硬度3，三组解理，玻璃光泽，遇稀盐剧烈起泡。有观赏奇石：灵璧石、太湖石、文石、大理石。
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白云石
CaMg (CO3)2
| 白色、浅粉红色，菱面体形态，硬度3.5-4，三组解理，玻璃光泽，粉末遇稀盐微弱起泡。有关观赏石：轩辕石。
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蛇纹石
| 绿、灰白、黄、褐色，半透明－不透明，蜡状－丝绢光泽，硬度2.5-4。有关观赏石：岫玉、崂山绿。
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赤铁矿
Fe2O3
| 钢灰色（结晶体）、红褐色（分散微细颗粒），硬度5-6，块状、豆状、钟乳状，金属-半金属光泽。绝大部分奇石的红颜色和赤铁矿有关。
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角闪石
| 黑色、黑绿色，针柱状，硬度5~6，二组解理，玻璃光泽。
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辉石
| 黑色，短柱状粒状，硬度5~6，二组解理，玻璃光泽。
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正长石
| 肉红色，板条状、粒状，硬度6，二组解理，玻璃光泽。
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斜长石
| 灰白色，板条状、粒状，硬度6，二组解理，玻璃光泽
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石英 SiO2
| 无色、乳白色、烟灰色，粒状、六方棱柱状，硬度7，无解理，贝壳状断口，玻璃光泽、油脂光泽。有关观赏石：金海石、长岛球石、粗质蜡石。
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表中省略了硅酸盐矿物的化学成分，因其分子式比较复杂。
