矿物鉴定对照表:硬度、条痕、光泽

按顺序往下走,答案被逼出来就停。鉴定矿物最常用的性质是颜色、光泽、硬度、条痕、解理或断口和晶习——它们的作用并不等价:颜色最弱,硬度通常最强。

最省力的顺序是:

• 先看光泽,不花成本,而且一下把全部矿物分成两半。
• 再测硬度,这是最有决定性的一个数。
• 第三做条痕,尤其是外观带金属感的。
• 第四看解理或断口,要用新鲜断面。
• 最后用手感重量和特殊性质收尾确认。

边做边记。记下三项性质,通常就能把标本缩到几个候选;光靠脑子猜很少能做到。

硬度是抵抗刻划的能力,用莫氏硬度表的十种标准矿物作参照。美国地质调查局给出的是:

• 滑石 1
• 石膏 2
• 方解石 3
• 萤石 4
• 磷灰石 5
• 长石 6
• 石英 7
• 黄玉 8
• 刚玉(蓝宝石)9
• 金刚石 10

教学实验室常用的日常物品补上中间刻度:

• 指甲,约 2.5
• 铜币,约 3.5
• 刀刃或窗玻璃,约 5.5
• 钢钉,约 6.5
• 砌石钻头,约 8.5

5.5 的刀刃是软硬矿物的实用分界。在隐蔽边角上测,用力划一下,擦净后用放大镜看:蹭上去的金属一擦就掉,真划痕是一道能摸出来的沟。

条痕是矿物粉末的颜色,把标本在无釉白瓷板上拖划即可得到。它比表面颜色更有鉴定价值,因为风化、杂质和镀层会改变外观,却不改变粉末。

值得背下来的几条:

• 赤铁矿的条痕永远是红褐色,不管标本外表是银灰、黑色、红色还是土状。
• 黄铁矿表面黄铜色,条痕却是黑到绿黑色——这正是区分它和黄金的经典办法。
• 比瓷板硬的矿物留不下粉末,反而会划伤瓷板。硬度 7 的石英就是这样;虽然没得到颜色,但这结果本身说明它很硬。

硬矿物也不是没办法:戴好护目镜,用锤子敲碎一小片磨成粉,直接看粉末的颜色。

光泽说的是表面怎样反射光。第一层划分是金属光泽(像铬、钢、银、金)对非金属光泽。非金属里常用的有:玻璃光泽、像干泥一样的土状或暗淡光泽、纤维状的丝绢光泽、像贝壳内侧的珍珠光泽,以及发暗的半金属光泽。

解理是沿光滑、平整、彼此平行的面裂开的倾向,这些面反映内部原子结构。要记三件事:完好程度(完全、不完全、无)、方向数、以及面之间的夹角。云母有一组完全解理,能劈成片;方解石裂成菱面体块。

断口是没有解理时的破裂面。贝壳状断口是石英、橄榄石和火山玻璃上那种弯曲如贝壳的面;其他矿物则呈不规则状、参差状或纤维状断口。

关于晶面有一条提醒:平整发亮的面不一定就是解理面。天然生长的晶面和解理面看着很像,但解理会在标本内部重复出现成一组平行台阶,生长晶面不会。

相对密度是标本与同体积水的重量之比。野外很少有人真去测;有经验的地质工作者靠「手感重量」判断——凭体积估重的主观感觉。实用做法是两手各拿一块大小相近的对比。

磁性只对一小类有用:部分铁氧化物矿物吸磁铁,磁铁矿强、钛铁矿弱。

酸滴测试用来区分碳酸盐。滴一滴约 10%–15% 的稀盐酸,方解石会起泡;白云石要磨成粉后才起泡。这是实验室操作:稀盐酸会伤皮肤和眼睛,需要护目镜、手套和通风,还会蚀坏标本表面。如果只是想知道是不是方解石,用 3.5 的铜币划一下就能安全地得到答案。

表要能随身带,才谈得上有用。覆盖上面所有测试的野外工具包塞得进外套口袋:一枚铜币、一根钢钉、一把刀或一块玻璃碎片、一小块无釉瓷砖、一块小磁铁、一个放大镜和一个本子。

记录时每件标本写一行性质,而不是写结论:光泽、硬度区间、条痕颜色、断裂方式、手感重量。写成「非金属、玻璃光泽、比钢钉硬、无条痕、贝壳状断口」的笔记永远有用;只写「石英?」的笔记没用。

每件标本在纯色背景前拍照,放硬币做比例。拍照后 App 会给出识别结果,再拿它和你记下的性质核对,核对通过再采纳。

鉴定矿物最好按检索表走,而不是靠猜。美国矿物学会的《矿物鉴定检索表》由 Alan Plante、Donald Peck 和 David Von Bargen 与 Mindat.org 合作编写,用法像野花检索表:几项诊断性质把你带到一张「嫌疑名单」,再用图鉴或数据库确认最终名字。它的实用建议:

• 在新鲜、未风化的面上测,选不显眼的位置,别动好晶面。
• 硬度两个方向都测:用矿物划工具,也用工具划矿物。
• 结果不清楚就重复。多划几道条痕、多试几次硬度,比一次可靠。
• 看解理要用自己敲出的新断口,配 10 倍放大镜,不看自然破开的面。
• 查不出来就从头再来,重新想想一些判断,比如光泽到底是不是金属光泽。

检索表只收录约两百种最常见的矿物,并提醒:看起来稀有的样品,通常是常见矿物的少见形态。送实验室应当是最后一步。

MSA 检索表的鉴定工具清单,比常见的家用清单多了不少细节:

• 铜:1983 年以前的一美分硬币,或一小块铜、一段粗铜线。
• 小刀:便宜的折叠小刀,别用瑞士军刀,它的钢更硬,会让硬度读数偏差。
• 钢锉:三角形链锯锉的 2 到 3 英寸尖端。
• 参照矿物:带尖角的萤石、石英、绿柱石或黄玉、刚玉小块,用来测硬度表上段。
• 条痕板:无釉瓷砖,2 英寸见方就够。
• 磁铁、10 倍放大镜、镊子和标签。

清单里还有测熔融性的蜡烛,以及测碳酸盐的 10% 稀盐酸。两样都要小心,尤其是盐酸,应在有人指导的环境下使用。

美国地质调查局说,矿物必须实物从各个角度查看,只凭照片极难鉴定。它推荐去所在州的地质调查局、自然科学博物馆、大学地质系、矿石店、本地宝石矿物或捡石头俱乐部,以及宝石矿物展上的摊主。把你记下的测试结果带上,能省很多口舌。