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矿物岩石制样工艺
第一章矿物岩石的性质及岩矿片切割法则
第一节矿物的性质
一、矿物的光学性质
矿物的光学性质是矿物对光线吸收、折射和反射时所表现出来的各种性质。与制片工艺有关的光学性质主要有:

矿物透过可见光波的能力称为透明度。实际上没有绝对透明的矿物,也没有绝对不透明的矿物,透明度是一个相对概念。因此,比较矿物的透明度,要在统一标准厚度下进行,在《光性矿物学》,将其划分为透明矿物和不透明矿物。
矿物的透明度是在显微镜下鉴定矿物、确定制片种类的唯一标准,透明矿物制备薄片在偏光显微镜下观察,不透明矿物制备光片在反光显微镜下研究。

矿物晶体自然表面或人工磨光面,对垂直入射光线反射能力称为矿物的反射力。反射力的数值由反射率(R)表示,反射率决定于矿物的透明度、折射率、吸收率、表面性质及抛光程度。它是在矿相显微镜(反光显微镜)下研究和鉴定矿物的最主要的光学性质,也是衡量光片抛光面质量最主要的标准,它表现为矿物在反射光下的明亮程度。
二、矿物的力学性质
矿物在各种外力作用下表现出来的性质,称为矿物的力学性质。与制片工艺有关的力学性质主要包括:

矿物抵抗外力作用(如刻划、压人、研磨)的能力称为该矿物的硬度。矿物学上常用刻划、压入和研磨三种方法测定矿物的硬度。
刻划硬度又称摩氏硬度,它用刻划法来表示矿物的相对硬度。
显微硬度是指矿物抵抗压人的能力,硬度值是加载荷的函数,它是金属矿物的重要鉴定特征,目前已有不少著作以显微硬度作为金属矿物分类的依据。在机械加工中是选择磨料及抛光材料的根据。
抗磨硬度,即矿物的抗研磨强度。在制备抛光面时,硬矿物比软矿物磨损得慢,所以在光片上软矿物凹下,而硬矿物凸出,抛光面的这种不平度,在矿相学上称为相对突起。在鉴定矿物时,可利用它推测矿物之间的相对硬度。乌顿布格按矿物抗磨硬度递增顺序编排起来,作为金属矿物的主要鉴定特征之一,后来E·N·卡梅伦又做了某些补充和修正,按此顺序合理地选择抛光材料,对制备良好的抛光面很有帮助。
应该指出:矿物的硬度是有方向性的,同一矿物的不同晶面,同一晶面不同方向硬度是有差异的。硬度是影响机械加工的重要因素,了解和掌握矿物的刻划、压入和研磨硬度等力学性质,对于区别不同矿物,选择不同加工方法,制定合理的机械加工工艺,具有重要的理论意义和实际意义。

矿物受外力作用后,总是沿一定的结晶方向裂成光滑的平面的性质称为解理。若矿物受力后,有时沿一定结晶方向裂成大致平整的平面,则称为裂开。解理特别发育的矿物往往影响制片质量,如薄片因脱落造成空洞、光片因脱落造成各种形状的洞穴,这些缺陷少时有助于帮助鉴定矿物,多了则影响抛光面的全面研究。在制片过程中遇到这种矿物,对样品的胶固、研磨和抛光都要给以重视,采取适当措施,避免矿物脱落和变形。

矿物受压轧、锤击、弯曲或拉引等力的作用时,所表现出的抵抗能力称韧性。包括脆性、延展性、挠性、弹性和柔性。
矿物容易被击破或压碎的性质为脆性,绝大多数的矿物都具有这一性质,因此一般都称矿物为脆性材料。有少数矿物如自然金、自然铜、自然铋具有良好的延展性,可抽成细丝、压成薄片。云母、石棉等又具有良好的弹性。这些性质对于切割和研磨都有一定的影响作用,必须加以注意。
三、矿物的热学和电学性质
加热时矿物发生炸裂、膨胀、脱水、燃烧起泡或分解,这些都是矿物的热学性质的表现。例如,蛭石加热体积膨胀,增大20—25倍,变成蚂蝗(蛭)形。石膏(CaSO4·2H2O)、粘土等加热会脱水。自然硫、煤等加热会燃烧。沸石加热会起泡,碳酸盐加热会分解,放出二氧化碳等。制片过程如遇到这些矿物,在进行热处理时,如样品胶固、粘片和拆胶时,要特别注意加热温度,以不破坏矿物结构为宜。
导电性是电子探针分析样品的必要条件,但自然界绝大多数矿物都是电介质,即不良导体或绝缘体;只有少数矿物具有导电性质,这就给电子探针分析带来困难,因此,在制备电子探针样品时,必须采取一定的技术措施(如喷金、喷碳等工艺),使之导电,否则不能进行分析。
四、矿物的其他性质

矿物遇水、酸等介质能发生溶解的性质,称为可溶性。矿物溶解的难易程度称溶解度。矿物的溶解度可分为五个等级:极易溶、易溶、中溶、难溶、极难溶。极易溶于水的矿物,特别是其中的盐类、矾类和自然碱等,它们在空气中吸水而发生溶解或潮解。影响矿物溶解度的因素主要在于矿物晶格类型、化学键、电价、离子半径及矿物中的[OH1-] 和H20的含量。此外,温度、压力、pH值以及溶剂性质都对矿物的溶解度起着影响作用。矿物的易溶性给此类矿物的制片工作带来极大的困难。了解影响矿物溶解度的因素,对于正确选择磨料悬浮液的分散介质,控制加工条件,