矿物硬度及其测定方法
一、矿物硬度的研究意义1、矿物的硬度是矿物的重要物理常数和鉴定标志。某些矿物的硬度的细微变化常与形成条件有关，因此根据硬度可以探讨矿物的成因。
2、矿物的硬度在工业技术上有重要意义。例如高精度的金刚石广泛的用于研磨、切割、抛光等重要工具，低硬度的石墨是重要的固体润滑剂。
3、矿物硬度是鉴定矿物的重要特征之一。高硬度的矿物如金刚石、刚玉等，其高硬度的性能已被广泛应用于工业技术，如高速切削、高级研磨以及用于电气、航空、精密仪表等。
二、矿物硬度分类、分级矿物抵抗外来机械作用力的能力即为矿物的硬度。从这种机械作用力的类型来划分，矿物抵抗刻划作用力的为“刻划硬度”；抵抗研磨作用力的为“抗磨硬度”；抵抗压入作用力的为“抗压硬度”。刻划硬度：反映矿物的弹性极限、屈服极限、强度极限和破裂极限，受方向性的影响较大；抗磨硬度：系较硬物质(磨料)在矿物表面上沿着不同方向长时间刻划的积累，其形成机理与刻划硬度相似，除了抵抗塑性变形以外，主要反映矿物抵抗破裂、剥离的能力；抗压硬度：主要反映矿物对塑性变形的阻力，一般反映矿物的强度极限，弹性、破裂居从属地位。三者相关关系：矿物的解理面系质点作最紧密堆积的面，故解理面的抗压硬度最大。但解理面上的刻划硬度和抗磨硬度却往往最小，这主要是由于这两种硬度机械作用力除了挤压、推移晶格以外，还具有剥离和撕裂的作用(解理面容易剥离和撕裂)。因此，由于三种硬度的形成机理不尽相同，三者数值不能完全对比。当然，三种硬度都能在一定程度上反映矿物受机械力以后的机械特征(弹牲极限、屈服极限、强度极限及破碎强度)，故又在一定程度上三种硬度可作对比。三、刻划硬度的测定方法
1、摩氏硬度表年，德国矿物学家FriedrichMohs提出用10种矿物来衡量物体相对硬度，即摩氏硬度，由软至硬分为十级：1）滑石，2），石膏3），方解石，4）萤石，5）磷灰石，6）正长石，7）石英，8）黄玉，9）刚玉，10）金刚石。矿物刻划硬度——摩氏硬度表摩氏硬度记忆口诀：
1、滑石方萤磷，长石黄刚金
2、一滑二石三方解，四莹五磷六正长，七英八黄九刚玉，十度最硬是金刚
3、滑石石膏方解石，荧石磷灰长石英，黄玉刚玉金刚石。
2、测定矿物硬度的方法
（1）肉眼测定
①利用与摩氏硬度计规定的十种标准矿物刻划对比，即可确定欲测矿物的硬度。例如，某一矿物能划动方解石，说明其硬度大于方解石，但又能被萤石所划动，说明其硬度小于萤石，则该矿物的硬度为3到4之间，可写成3-4。②利用随身携带的物品进行测定。例如，指甲的硬度为2.5、小刀的硬度为5.5。因而它可以把矿物的硬度粗略地划分为小于指甲(2.5)、指甲与小刀之间(2.5-5.5)和大于小刀(5.5)三个级别。其它携带物品硬度举例：铜针3、铜币3.5-4、玻璃5.5-6、钢锉6.5，详见下表：测定摩氏硬度的参照物简表
此外，还可用摩氏硬度笔进行测定：（2）矿相显微镜下测定
利用钢针(缝纫针)，铜针(纯铜电线丝磨尖制成)刻划矿物确定硬度。其分级简易适用。具体分级如下：
Ⅰ．低硬度——能被铜针划动(在光片上出现划痕、沟槽或粉末；
Ⅱ．中硬度——铜针划不动、钢针可划动；
Ⅲ．高硬度——钢针也划不动。
用金属针刻划矿物一般在低倍或中倍物镜下进行。用右手的食指、中指和大拇指握住针，小指支撑在物台上，使金属针与光片约成30-40°以上的角度划出刻痕，握针不必太紧。划不能太用力，针应经常磨尖。刻划时从左向右划动(镜下倒象显示为从右向左划动)。刻划硬度的光片必须保持清洁，以免光片上的尘土、氧化膜、污垢被金属针刻掉后误认为划动了矿物。金属针刻划较硬矿物时，有时留下金属针(特别是铜针)的粉末于光片上，不要误认为刻动的划痕。
四、常见矿物比重硬度表矿物名称
主要元素或氧化物
莫氏硬度
名称
含量%
铁
Fe
.0
4.5
磁铁矿
Fe
72.4
5.5～6.5
赤铁矿
Fe
70.0
5.5～6.5
褐铁矿
Fe
57.1
1.0～5.5
菱铁矿
Fe
48.2
3.5～4.5
镜铁矿
Fe
70.0
5.5～6.5
针铁矿
Fe
63.0
假象赤铁矿
Fe
70.0
锰
Mn
.0
软锰矿
Mn
63.2
6.0
硬锰矿
Mn
49.0～62.0
1.0～2.5
水锰矿
Mn
62.5
5.0～6.0
菱锰矿
Mn
47.8
3.5～4.0
褐锰矿
Mn
63.6
3.5～4.5
黑锰矿
Mn
72.0
6.0～6.5
锰方解石
Mn
35.5
5.0～5.5
黝锰矿
Mn
63.2
6.0～6.5
硫锰矿
Mn
63.1
3.5～4.0
铬
Cr
.0
9.0
铬铁矿
Cr2O3
68.0
5.5～7.5
铬酸铅矿
CrO3
30.9
钒
PbO
69.1
2.5～3.0
绿硫钒矿
V
.0
钒钛磁铁矿
V
19.0
钒铅矿
2.5
钒云矿
V2O5
19.4
2.8～3.0
钒铅锌矿
V2O5
20.0
2.0
钒铜矿
V2O5
22.7
3.5
钒铅铜矿
V2O5
15.8
3.0～3.5
钛
Ti
.0
4.0
金红石
Ti
60.0
4.0～6.5
钛铁矿
Ti
31.6
5.0～6.0
钛磁铁矿
TiO2
25.0
榍石
Ti
24.5
5.0～5.5
钙钛矿
Ti
35.2
3.0
铜
Cu
.0
3.0
自然铜
Cu
.0
黄铜矿
Cu
34.5
3.5～4.0
辉铜矿
Cu
79.8
2.5～3.0
斑铜矿
Cu
63.3
3.0
铜蓝
Cu
66.4
1.5～2.0
黝铜矿
Cu
52.1
砷黝铜矿
Sb
29.2
3.0～4.5
斜方硫砷铜矿
Cu
57.5
3.0～4.0
赤铜矿
Cu
48.3
3.0～3.5
黑铜矿
Cu
88.8
3.5～4.0
蓝铜矿
Cu
79.8
3.0～4.0
孔雀石
Cu
55.3
3.5～4.0
硅孔雀石
Cu
57.5
3.5～4.0
氯铜矿
Cu
36.2
2.0～4.0
水胆矾
Cu
59.5
3.0～3.5
胆矾
Cu
56.2
3.5～4.0
硫镓铜矿
Cu
31.8
2.5
硫砷铜矿
Cu
32.1
3.0～3.5
脆硫锑铜矿
Cu
48.4
3.5
铅
Pb
43.0
3.5
方铅矿
Pb
.0
1.5
白铅矿
Pb
86.6
2.5～2.7
铅矾
Pb
77.5
2.7～3.0
脆硫锑铅矿
Pb
68.3
2.5～3.0
车轮矿
Pb
40.1
2.5～3.0
砷铅矿
Pb
42.5
3.5
水白铅矿
Pb
69.7
1.0～2.0
磷氯铅矿
Pb
80.5
4.0
青铅矿
Pb
76.4
2.5
硫锑铅矿
Pb
5.1
2.5～3.0
硫砷铅矿
Pb
55.4
3.0
硫铅镍矿
Pb
57.0
4.0
硒铅矿
Pb
63.3
2.5～3.0
钒铅矿
P
73.3
铅铁矾
Pb
67.7
锌
Zn
18.3
闪锌矿
Zn
.0
2.5
菱锌矿
Zn
67.0
3.5～4.0
红锌矿
Zn
52.0
5.0
异极矿
Zn
80.3
4.0～4.5
铁闪锌矿
Zn
54.0
4.5～5.0
水锌矿
Zn
46.5～56.9
5.0
锌铁尖晶石
Zn
59.5
2.0～2.5
硅锌矿
Zn
22.0
6.0～6.5
菱锌铁矿
ZnO
64.8
5.5
钨
W
.0
7.5
钨锰铁矿
WO3
76.5
5.0～5.5
钨酸钙矿
WO3
80.6
4.5～5.0
钨铁矿
WO3
76.6
5.0
钨锰矿
WO3
76.3
4.0～4.5
钨华
W
79.3
1.0～2.0
钨铜矿
W
59.0
4.5～5.0
钨酸铅矿
WO3
51.0
2.7～3.0
锡
Sn
.0
2.0
锡石
Sn
78.6
6.0～7.0
黝锡石
Sn
27.5
4.0
（黄锡矿）
Cu
29.5
圆柱锡矿
Pb
35.0
2.5～3
钼
MO
.0
5.5
辉钼矿
MO
60.0
1.0～1.5
彩钼铅矿
MO
26.0
2.7～3.0
钨钼钙矿
MO
3.5
钼钙矿
MO
47.9
3.5
钼华
MO
66.7
1.0～2.0
铋
Bi
.0
2.5
自然铋
Bi
.0
2.0～2.5
辉铋矿
Bi
81.2
2.0～2.5
铋华
Bi
89.6
1.0～2.0
泡铋矿
Bi
76.8
4.0～4.5
硒铋矿
Bi
63.7
2.5～3.5
硫铋铅矿
Bi
42
2.3～3.0
辉碲铋矿
Bi
59.0
1.5～2.0
叶碲铋矿
Bi
70.2
1.0～2.0
硅铋矿
Bi
69.4
4.5
砷酸铋矿
Bi
40.5
3.0～4.5
辉铋铅矿
Bi
21.5
针硫铋铅矿
Bi
57.0
2.0～2.5
镍
Ni
.0
4
针硫镍矿
Ni
64.7
3.0～3.5
镍黄铁矿
Ni
18.0～40
3.4～4.0
硫砷镍矿
Ni
35.4
5.5
翠镍矿
Ni
46.8
3.0
砷镍矿
Ni
28.1
5.5～6.0
红砷镍矿
Ni
43.9
5.0～5.5
硅镍矿
Ni
22.6
2.0～4.0
暗镍蛇纹石
Ni
25.0～30.0
2.0～4.0
镍华
Ni
37.4
1.0～2.5
柴硫镍铁矿
Ni
38.9
4.5～5.5
红锑镍矿
Ni
32.5
5.5
辉镍矿
Ni
57.8
4.5～5.0
辉砷镍矿
Ni
34.4
5～5.5
硫铅镍矿
Ni，Pb
26.8，28.1
4.0
钴
Co
5.5
硫钴矿
Co
57.9
5.5
砷钴矿
Co，Ni
28.2，28.1
5.5～6.0
方钴矿
Co
20.7
5.5～6.0
辉砷钴矿
Co
35.5
5.5～6.0
硫铜钴矿
Co
38.0
5.5
钴土矿
Co
25.0
1.0～2.0
钴华
Co
29.0
1.5～2.5
硫镍钴矿
Co
27.4
含钴黄铁矿
Co
33.0
含钴磁黄铁矿
Co
28.7
3.5～4.5
水钴矿
Co
50.0～60.0
3.0
钴镍黄铁矿
Co
29.0
锑
Sb
.0
2.0
辉锑矿
Sb
71.4
2.0
锑硫镍矿
Sb
57.3
5.3
黄锑矿
Sb
78.9
4.0～5.0
硫氧锑矿
Sb
75.0
1.0～1.5
红锑镍矿
Sb
67.5
5.5
锑华
Sb
83.5
2.5～3.0
黄锑华
Sb
74.5
4～5.5
汞
Hg
.0
自然汞
Hg
.0
辰砂
Hg
86.2
2.0～2.5
硫汞锑矿
Hg
22.0
2.0
甘汞
Hg
85.0
黑辰砂
Hg
86.2
3.0
灰硒汞矿
Hg
71.7
2.5
铝
Al
.0
2.9
铝土矿
Al2O3
73.7
1.0～3.0
水铝石
Al2O3
85.0
6.5～7.0
水铝氧
Al2O3
65.4
2.5～3.5
尖晶石
Al2O3
71.8
7.5～8.0
刚玉
Al
52.9
9.0
含水硅酸铝
蓝线石
红柱石
Al2O3
63.2
4～7.0
硅线石
Al2O3
63.1
7.0
蓝晶石
Al2O3
63.1
5.5～7.0
金
Au
.0
2.5
自然金
Au
99.0
2.5～3.0
碲金矿
Au
44.0
2.5
斜方碲金矿
Au
35.5
2.5
叶状碲金矿
Au
7.8
1.0～1.5
针碲金银矿
Au，Ag
24.5
银
Ag
.0
自然银
Ag
72.0～.0
2.5～3.0
辉银矿
Ag
87.1
2.0～2.5
锑银矿
Ag
75.6
2.0～3.0
脆银矿
Ag
68.5
2.0～2.5
硒铅银矿
Ag
43.0
2.5
硫锑铜银矿
Ag
75.6
2.0～3.0
浓红银矿
Ag
60.0
2.5～3
淡红银矿
Ag
65.4
2.0～2.5
碘银矿
Ag
46.0
3.0～4.0
角银矿
Ag
75.3
1.0～1.5
硒铜银矿
Ag，Cu
18.7
铂，钯
Pt，Pd
.0
自然铂
Pt
70.0～96.0
4.0～4.5
砷酸铂矿
Pt
56.5
6.0～7.0
铋碲钯铂矿
Pt
18.6～30.8
等轴铋碲钯矿
Pd
23.1～33.2
Te
50.8～56.3
（铋碲钯矿）
Bi
14.2～16.1
碲铂矿
Pt
54.8
铱饿矿
6.0～7.0
铌
Nb
.0
铌铁矿
Nb2O5
10.0～15.0
6.0
褐钇铌矿
Nb
21.7
烧绿石
Nb
73.0
5～6.0
钛铌钙铈矿
TiO；Nb2O5
40.0，12.5
5.5～6.0
重铌铁矿
Nb2O5
79.0
钛铁金红石
Nb
22.7
钽
Ta
.0
钽铁矿
Ta2O5
50.0～70.0
6.0
细晶石
Na2O，Ta2O5
5.7，70.0
5.0～6.0
重钽铁矿
Ta2O5，Na2O5
5.7，82.1
6.0
铌钽锑矿
Ta2O5，Nb2O5
73.9，7.5
5.0～5.5
锰钽铁矿
Ta2O5
86.0
铍
Be
.0
5
绿柱石
BeO
14.0
7.5～8.0
金绿宝石
BeO
19.8
8.5
似晶石
BeO
45.5
7.5～8.0
磷钠铍石
BeO
8.2～19.8
5.8
白闪石
BeO
10.3
4.0
日光榴石
BeO
13.6
6.0～6.5
硅酸铍石
BeO
42.1
6.0～7.0
铍硅石
BeO
49.0
香花石
BeO
15.8
6.5
锂
Li
.0
0.6
锂铍石
Li2O3，BeO
23.4，25.4
7.0
锂辉石
Li2O
8.4
6.0～7.0
锂云母
Li2O
3.0～5.0
2.5～4.0
铁锂云母
Li2O
1.0～5.0
2.5～3.0
透锂长石
Li2O
1.9～4.5
6.0～6.5
磷锂铁矿
Li2O
9.5
4.5～5.0
磷锂锰矿
Li2O
9.6
4.5～5.0
磷锂石
Li2O
10.1
6.0
钡
Ba
.0
重晶石
BaO
65.7
2.5～3.5
菱钡矿
BaO
77.7
3.0～4.0
包头矿
Sr
37.5
6.0
锶
Sr
.0
天青石
Sr
47.7
3.9～4.0
菱锶矿
Sr
59.3
3.5～4.0
锆
Zr
.0
锆英石
ZrO2
67.2
7.0～8.0
单斜锆矿
ZrO2
.0
6.5
锗
Ge
.0
锗石
硫银锗矿
Ag，Ge
73.5，8.3
2.5
铊
红铊矿
Tl
60.0
硒铊银铜矿
Tl
16.3～16.9
硫砷铊铅矿
辉铊锑矿
Tl
32.0
镉
Cd
.0
2.0
硫镉矿
Cd
77.7
3.0～3.5
菱镉矿
Cd
65.0
铯
铯榴石
稀土金属
钪钇石
Sc
38.4
独居石
ThO2
18.0
5.0～5.5
氟碳铈矿
Ce2O3，La2O3
37.2，37.6
4.0～4.5
氟碳铈钡矿
BaO
44.6
4.5
磷钇矿
Y
48.5
黄河矿
BaO
36.6
4.7
铀
U
.0
沥青铀矿
U3O8
76.0～91.0
3～6.0
铀铋矿
UO3，Bi
52.7，38
2.3
铜铀云
UO3
61.2
2.0～2.5
钙铀云母
UO3
62.7
2.0～2.5
砷酸铜铀矿
UO3
56.0
2.0～2.5
磷酸钡铀矿
UO3
56.7
2.0～2.5
钒酸钾铀矿
UO3
47.0
1.0～1.5
铀黑矿
UO3
15.0～24.0
UO3
50.0～70.0
1.0～4.0
钍
Th
.0
硅钍石
ThO2
81.5
4.5～5.0
方钍石
ThO2
23.8
6.5
硒
Se
.0
硒铅矿
Se
27.6
2.5～3.0
硒镍矿
Cu，Se
28.1，34.9
2.5～3.0
红硒铜矿
碲
碲铅矿
Te
38.1
3.0
碲铋矿
Te
57.0
碲辉锑铋矿
Te
35.0
碲银矿
Ag
63.0
2.5～3.0
硫
S
.0
2
硫磺
S
.0
1.5～2.5
黄铁矿
S，Fe
53.4，46.6
6.0～6.5
磁黄铁矿
S，Fe
40.0，60.0
3.5～4.5
白铁矿
S，Fe
53.4，46.6
6.0～6.5
砷
As
.0
毒砂
As
46.0
5.5～6.0
雌黄
As
61.0
1.5～2.0
雄黄
As
70.1
1.5～2.0
斜方砷铁矿
As
72.8
5.0～5.5
砷华
As
75.8
1.5
磷
P
.0
磷灰石
P2O5
42.5
5.0
碳氟磷灰岩
P2O5
35.4～41.8
＜5.0
其他矿物
石英
Si
萤石
F，Ca
46.7
7.0
白云石
CaO，MgO
48.9，51.1
4.0
方解石
CaO
30.4，21.7
3.5～4.0
菱镁石
MgO
56
3.0
光卤石
K，Cl
47.8
3.5～4.5
硫镁石
Mg
14.1，38.3
1.0
钾盐镁矾
KCl
30．0
3.5
石膏
CaO，SO3
32.5，46.6
1.5～2.0
硬石膏
CaO
41.4
3.0～3.5
冰晶石
Al，F
13.0，54.4
2.9～3.0
钾盐
K
52.4
2.0
杂卤石
2.5～3.0
硝石
K，N
38.6，13.9
2.0
钙硝石
0～2.0
钠硝石
1.5～2.0
镁硝石
1.0～2.0
碳钠石
2.5～3.0
芒硝
Na2O，SO3
19.3，24.8
1.5
硼硝
B2O3
36.6
2.0～2.5
方硼石
B2O3
62.1
4.5～7.0
明矾石
K2O，Al2O3
11.4，37.0
3.5～4.0
黄玉
8.0
绿帘石
6.0～7.0
石榴子石
6.5～7.0
正长石
Al2O3
18.4
6.0～6.5
钠长石
Al2O3
19.5
6.0～6.5
白云母
Al2O3
38.5
2.0～2.5
黑云母
2.5～3.0
绿泥石
2.0～3.0
滑石
Mg，Si
19.2，29.6
1.0～1.5
高岭土
Al2O3
39.5
2.0～2.5
石墨
C
.0
1.0～2.0
金刚石
C
.0
10.0
锰橄榄石
6.5～7.0
透闪石
5.0～7.0
膨润土
1.0
橄榄石
6.5～7.0
岩盐
Na
39.4
2.5
多水高岭土
1.0～2.0
硅藻土
2.0
玉髓
SiO2
97.0～99.0
7.0
铁石棉
钙长石
Al2O3
36.7
6.0～6.1
直闪石
5.0
方沸石
Al2O3
23.2
5.0～5.5
阳起石
5.0～6.0
蛋白石
5.5～6.5
蔷薇辉石
Mn
42.0
5.5～6.5
叶蜡石
Al2O3
28.3
1.0～2.0
电气石
7.0～7.5
THE
END
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