Bài giảng Tinh thể học đại cương - Chương 5: Tính chất vật lý của khoáng vật

Chương 5
Tính chất vật lý của khoáng vật
1. Tính chất vật lý
2. Các tính chất quang học
3. Các tính chất cơ học
4. Các tính chất khác
1. Tính chất vật lý
Các đặc điểm có thể quan sát bằng mắt thường.
Biểu hiện đặc điểm về thành phần hóa học và
kiến trúc bên trong; Điều kiện hình thành.
2
2. Các tính chất quang học
Đặc điểm truyền ánh sáng trong tinh thể.
Quang học chất rắn:
- Chất đẳng hướng quang học.
- Chất dị hướng quang học.
3
Độ trong suốt
Khả năng ánh sáng truyền qua môi trường.
Các mức độ trong suốt:
- Trong suốt.
- Bán trong suốt.
- Không trong suốt.
Phụ thuộc vào bề dày.
4
5
Ánh và chiết suất
Năng suất phản xạ ánh sáng lên bề mặt (R).
Phụ thuộc vào chiết suất (n).
𝑅 =
𝑛 − 1
𝑛 + 1
2
6
Ánh Chiết suất Ví dụ
Ánh thủy tinh 1,3-1,9 Thạch anh, fluorite
Ánh kim cương 1,9-2,6 Zircon, cassiterite
Ánh bán kim 2,6-3,0 Hematite, sphalerite
Ánh kim >3,0 Galena, pyrolusite
7
Khoáng vật không trong suốt → R cao hơn.
Lưỡng chiết suất càng cao → ánh càng dị hướng.
8
Magnesite, n=2,42
Phụ thuộc đặc điểm bề mặt phản chiếu ánh sáng.
9
Ánh sáp (turquoise)
Ánh đất (kaolinite)
Ánh tơ
Ánh xà cừ (opal)
Ánh nhựa (sphalerite)
* Điều kiện ánh sáng giống nhau.
Màu sắc
Màu tự sắc
• Do chứa nguyên tố mang màu (Ti, V, Cr, Mn,
Fe, Co, Ni, Cu, W, Mo, đất hiếm) là thành
phần chính hoặc thay thế đồng hình.
• Một nguyên tố mang màu không tạo nên
một màu cố định và ngược lại.
10
11
Ruby (Cr) Uvarovite (Cr)Pyrope (Cr)
Lazurite (Rb) Beryl (Cs)
• Thay đổi thành phần hóa học và tính đồng 
nhất trong mạng tinh thể.
• Sai hỏng kiến trúc mạng.
12
Halite Lazurite 
Màu ngoại sắc
• Tạp chất nhỏ (vô cơ, hữu cơ, bao thể) mang màu 
phân tán hoặc tập trung thành các vành có màu 
sắc khác nhau.
• Thay đổi theo nhiệt độ.
13
Smoky quartz (bitum) Green quartz (chlorite, amphibolite))Red quartz (micas, goethite)
Màu giả sắc
Hiện tượng giao thoa ánh sáng.
14
Chalcopyrite 
Màu vết vạch
Màu của bột khoáng vật.
Đặc trưng cho mỗi khoáng vật.
Có thể giống hoặc không giống màu của khoáng
vật.
15
3. Các tính chất cơ học
Tính cát khai
Khoáng vật tách thành những mặt phẳng theo
những phương nhất định dưới tác dụng của
ngoại lực.
Phân biệt với tách khai (giả cát khai).
16
Mức độ cát khai
- Rất hoàn toàn: dễ
tách thành những lá mỏng,
mặt trơn nhẵn.
- Hoàn toàn: gõ nhẹ
thành những mảnh nhỏ, mặt
tương đối nhẵn.
- Trung bình: khó tách
thành những mặt phẳng
nhất định, mặt cát khai
không liên tục.
- Không hoàn toàn:
rất khó nhìn thấy những mặt
cát khai, đa số là vết vỡ.
- Không có cát khai.
17
18
Vết vỡ
Đặc điểm bề mặt vỡ của khoáng vật.
19
Độ cứng
Khả năng chống lại ngoại lực.
Có quan hệ với kiến trúc tinh thể và thành phần 
hóa học (bán kính, hóa trị, số phối trí)
• Độ cứng tuyệt đối.
• Độ cứng tương đối.
20
21
Thang độ cứng H0 (theo Mohs) và giá trị độ cứng H 
của các khoáng vật chuẩn 
Nhận biết độ cứng khoáng vật 
bằng so sánh với vật thông dụng 
Khoáng vật chuẩn H0 (H kg/mm
2) Vật đối sánh Độ cứng 
Talc:Mg3[Si4O10](OH)2 1 2,4 bút chì 1
Gypsum: CaSO4 2H2O 2 36,0 móng tay 2,5
Calcite: CaCO3 3 109,0 Sợi dây đồng, đồng
xu
3
Fluorite: CaF2 4 189,0 đinh sắt 4
Apatite: Ca5[PO4]3(F,Cl) 5 5360,0 Dao nhíp, kính
thủy tinh
5
5,5
Orthoclas: K[Si3AlO8] 6 795,0 dao sắc, dũa thép 6
Thạch anh: SiO2 7 1120,0
Topaz: Al2[SiO4](F,OH)2 8 1427,0
Corundum: Al2O3 9 2060,0
Kim cương: C 10 10060,0
Tỷ trọng
Có giá trị rất khác nhau, tập trung trong khoảng 
2,5-4.
• Loại nhẹ: <2,5.
• Loại vừa: 2,5-4.
• Loại nặng: >4.
Liên quan đến khối lượng nguyên tử, hóa trị, số 
phối trí)
22
4. Các tính chất khác
Từ tính
Tính dẫn điện
Tính tích điện
Tính phóng xạ
Tính phát quang
23