一、常见造岩矿物
迄今为止，自然界中已发现的矿物大约有3000多种，除个别以气态（如硫化氢等）、液态（如水、自然汞等）出现外，绝大多数均呈固态。矿物会受到其所处地质条件的制约，当地质条件变化到一定程度时，矿物的稳定性便会遭到破坏，使得原有的成分、结构和性质发生变化，从而衍生出在新条件下稳定的次生矿物。因此，研究矿物有助于我们去了解地球的演化历史。
造岩矿物指构成岩石的主要成分且对岩石性质有较大影响的矿物，目前常见造岩矿物有20余种。
（一）造岩矿物的形态
绝大多数造岩矿物是晶质矿物，其内部质点（原子、分子、离子）在三维空间内呈有规律的周期性排列，具有各自特定的晶体结构（图2-2）。不同矿物具有不同的晶形和形态特征，这也是我们识别矿物的一个基本准则；而同一种矿物在不同的地质条件下，也会呈现出不同的结晶习性。故矿物的形态不仅是鉴别矿物的依据，而且也是推断其形成时所处地质条件的依据。
一般来说，当生长条件合适（如生长速度较慢、周围有自由空间）时，结晶质矿物才能形成有规则的几何外形，具有良好固有形态的晶体，称为自形晶体或单晶体（图2-3）。但由于生长空间的局限，矿物晶体则往往发育不良，形成不规则外形，具有不规则外形的晶体称为他形晶体。岩石中的造岩矿物多为他形晶体的集合体。
图2-2 食盐晶格构造
图2-3 矿物晶体
（a）食盐晶体；（b）石英晶体；（c）金刚石晶体
非晶质矿物的内部质点呈无规律、杂乱无章的排列，没有一定的几何外形，故通常按照集合体的形态来识别矿物。
1.常见的单晶体矿物形态
常见的单晶体矿物形态有：片状、鳞片状，如云母、绿泥石等；板状，如斜长石、板状石膏等；柱状，如角闪石（长柱状）、辉石（短柱状）等；立方体状，如岩盐、方铅矿、黄铁矿等；菱面体状，如方解石、白云石等；菱形十二面体状，如石榴子石等。
2.常见的结晶质和非结晶质矿物集合体形态
常见的结晶质和非结晶质矿物集合体形态有：①粒状、块状、土状——矿物晶体在空间三个方向接近等长的集合体，颗粒边界较明显的称为粒状，如橄榄石等，颗粒边界不明显的称为块状，如石英等，疏松的块状称为土状，如高岭土等；②放射状，如红柱石等；③纤维状，如石棉、纤维石膏等；④钟乳状——如方解石、褐铁矿等；⑤鲕状、豆状、肾状、葡萄状——矿物集合体呈具有同心球形的结核构造，鱼卵大小的称为鲕状，如方解石等，近似黄豆大小的称为豆状，如赤铁矿等，不规则的球形体称为肾状和葡萄状，如赤铁矿等。
（二）造岩矿物的物理性质
造岩矿物的物理性质是由矿物的化学成分和内部结构所决定的，通常包括颜色、条痕、光泽、透明度、解理、断口、硬度、密度、弹性、挠性及延展性等。它是对矿物进行肉眼鉴定的主要依据。
1.颜色
矿物的颜色是矿物对不同波长的可见光波吸收和反射程度的反映，按矿物成色原因可以分为自色、他色和假色。
（1）自色是矿物的化学成分和内部结构所决定的矿物自身的固有颜色。如黄铁矿的铜黄色，孔雀石的翠绿色等。一般来说，含铁、锰质较多的矿物，如黑云母、普通角闪石、普通辉石等，颜色较深，多呈灰绿、褐绿、黑绿甚至黑色；含硅、铝、钙等成分较多的矿物，如石英、长石、方解石等，颜色较浅，多呈白、灰白、淡红、淡黄等浅色。
（2）他色是矿物由于外来有色物质的混入所呈现出来的颜色。如纯净的石英晶体是无色透明的，常常会因为有色杂质的混入而呈现紫色、玫瑰色、烟灰色等。
（3）假色是矿物因内部裂隙或者表面的氧化薄膜引起光线干涉而形成的颜色。如方解石解理面上常出现的虹彩。通常不透明矿物氧化膜引起的颜色错色具有较大的鉴定意义，如斑铜矿表面的深蓝紫色，就是该矿物的主要鉴定特征。
2.条痕
矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末颜色，称为条痕。条痕能消除假色、显示自色，对于某些矿物的鉴定具有重要的意义。如赤铁矿可以呈赤红、钢灰、铁黑等多种颜色，而其条痕总是樱红色；黄铁矿为铜黄色，其条痕为黑色。
3.光泽
矿物表面反射光线的能力称为光泽，通常根据其反射能力由强而弱分为以下几种：
（1）金属光泽。反射很强烈，类似金属磨光面上的反射光，如方铅矿、黄铁矿的光泽。
（2）半金属光泽。反射强烈，类似一般未经磨光金属的反光，如磁铁矿的光泽。
（3）金刚光泽。反射较强，状若钻石，如金刚石、闪锌矿的光泽。
（4）玻璃光泽。状若普通平板玻璃的光泽，如石英、长石的光泽。
（5）油脂光泽及树脂光泽。如同涂上一层油脂后的反光称为油脂光泽，一般见于浅色矿物，如石英断口上的光泽；呈现如松香等树脂表面的光泽称为树脂光泽，多见于黄色、黄褐色等较深颜色的矿物，如部分闪锌矿的光泽。
（6）珍珠光泽。如同珍珠表面或贝壳凹面上呈现出的柔和多彩的乳白色光泽，如云母的光泽。
（7）丝绢光泽。呈现蚕丝或丝织品似的光泽，一般为纤维状集合体矿物所具有，如石棉、绢云母、纤维石膏的光泽。
（8）土状光泽。矿物表面光泽暗淡如同土块，如高岭石呈现的光泽。
4.透明度
矿物的透明度即矿物容许可见光透射而过的能力，矿物对光的吸收率和矿物的厚度等因素影响着矿物的透明度。一般来说，非金属矿物的吸收率低，大多是透明的，而金属矿物的吸收率高，基本不透明。通常根据透明度将矿物分成以下三大类：
（1）透明矿物。绝大部分光线可以穿过矿物，隔着矿物的薄片可以清楚地看到对面物体，如无色水晶、冰洲石（纯净方解石晶体）等。
（2）半透明矿物。光线可以部分穿过矿物，隔着矿物的薄片可以模糊地看到对面的物体，如一般石英集合体、辰砂等。
（3）不透明矿物。光线几乎不能穿过矿物，如磁铁矿、石墨等。
5.解理
矿物晶体在外力作用下能沿一定方向破裂成光滑平面的性质称为解理，裂成的光滑平面称为解理面。矿物解理的产生是其内部质点规则排列的结果，解理常平行于晶体结构中质点间联结力弱的方向发生。如果矿物晶体内部的几个方向上结合力都较弱，则会具有多组解理。根据矿物产生解理面的完全程度，可将解理分为四种：
（1）极完全解理。极易裂开成薄片，解理面非常平滑、大而平整，如云母。
（2）完全解理。矿物沿解理面裂开成块状或板状，解理面平滑，如方解石。
（3）中等解理。解理面不太平滑，如长石、角闪石。
（4）不完全解理。很难出现完整的解理面，如橄榄石、磷灰石。
6.断口
矿物在外力作用下，沿着任意方向产生不规则断裂，其凹凸不平的断裂面称为断口。断口有以下几种常见形态：
（1）贝壳状断口。呈椭圆形的光滑曲面，具有同心圆纹，类似于贝壳，如石英。
（2）平坦状断口。断面平坦，如蛇纹石。
（3）参差状断口。呈参差不齐的形状，大多数矿物均为参差状断口，如磷灰石。
（4）锯齿状断口。呈尖锐锯齿状，如自然铜。
（5）纤维状断口。呈纤维丝状，如石棉。
7.硬度
矿物抵抗外力刻画、压入、研磨的能力，称为硬度。硬度是进行矿物鉴定的一个重要特征。一般采用两种矿物相互刻画的方法来确定矿物的相对硬度。目前常用10种不同硬度的矿物构成的摩氏硬度计（表2-2）作为硬度等级的标准，其他矿物通过与摩氏硬度计中的标准矿物相互刻画从而确定其硬度大小。在野外，通常会借助指甲（硬度2.5）、小刀（硬度5.0～5.5）、玻璃（硬度5.5）作为辅助标准，来鉴定矿物硬度。
表2-2 摩氏硬度计
8.密度
这里的密度指的是相对密度，也即比重，它是矿物（纯净的单矿物）的质量与4℃时同体积水的质量的比值。一般分为轻、中等、重三级，大多数矿物密度为中等，介于2.5～4.0之间。
9.弹性、挠性及延展性
矿物在外力作用下发生弯曲变形，外力解除后能恢复到原来状态的性质称为弹性，如云母的薄片具有弹性。矿物在外力作用下发生弯曲变形，外力解除后不能恢复原来状态的性质称为挠性，如滑石、绿泥石具有挠性。矿物在锤击或拉伸作用下，能变成薄片或细丝的性质称为延展性，如自然金、自然铜等。
（三）矿物的种类
组成三大岩类的造岩矿物，最常见的仅20多种。在鉴定矿物时，最常用和最简单的方法就是肉眼鉴定。需强调的是，肉眼鉴定时应以矿物的新鲜面作为鉴定对象。一般用眼睛或借助放大镜仔细观察矿物的外表形态，再借助小刀等工具逐次确定出形状、颜色、光泽、透明度、硬度、解理、比重等特征，最终准确地鉴别矿物。当然，肉眼鉴定矿物只是野外的一种粗略鉴定方法，通常还是需要进行室内鉴定，即将试样制成薄片，通过镜下鉴定准确地对矿物进行命名。下面简要介绍主要造岩矿物及其物理性质。
1.石英
石英是岩石中最常见的矿物之一，常发育成单晶并形成晶簇。纯净的石英晶体为无色透明的六方双锥，称为水晶。一般岩石中的石英呈致密状及粒状集合体，常呈白色、乳白色。石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，贝壳状断口，硬度为7，相对密度为2.65。
2.长石
长石是一大族矿物，是地壳中分布最广泛的矿物。它在岩石命名和分类时起重要作用。按成分可将长石分为三类：钾长石（KAlSiO3）、钠长石（Na AlSi3 O8）和钙长石（Ca AlSi3 O8）。以钾长石为主的称为正长石，单晶为柱状或板状，集合体为粒状或块状，在岩石中常呈肉红色或湿玫瑰红色，有两组正交解理，解理面呈玻璃光泽，硬度为6，相对密度为2.54～2.57，常和石英伴生于酸性花岗岩中；由不同比例的钠长石和钙长石组成的称为斜长石，单晶为柱状或板状，集合体为粒状，多为白色或灰黄色，呈玻璃光泽，有两组近似正交的解理，硬度为6～6.5，相对密度为2.61～2.75，常与角闪石和解石共生于较深色的岩浆岩中。
3.云母
含钾、铁、镁、铝等多种金属阳离子的铝硅酸盐矿物称为云母。按所含阳离子的不同，可分为白云母和黑云母。
（1）白云母。单晶为板状、片状，横截面为六边形，易剥成薄片，薄片无色透明且有弹性，玻璃光泽；集合体呈浅黄、浅绿色，薄片有弹性，玻璃光泽，解理面显珍珠光泽，有一组极完全解理，硬度为2.5～3，相对密度为2.76～3.12。
（2）黑云母。单晶为板状、片状，横截面为六边形，易剥成薄片，薄片有弹性，富含铁的呈黑色，富含镁的呈金黄色，有一组极完全解理，珍珠光泽，半透明，硬度为2～3，相对密度为3.02～3.12。
4.普通角闪石
单晶为长柱状，横截面为六边形，集合体为针状、粒状，多呈暗绿至黑色，完全解理（交角为56°和124°），硬度为5～6，相对密度为3.1～3.6。
5.普通辉石
单晶呈短柱状或粒状，横截面为近八角形，集合体呈块状，多为黑色或黑褐色，玻璃光泽，有两组完全解理（交角为87°和93°），硬度为5.5～6.0，相对密度为3.23～3.56，常见于颜色较深的基性和超基性岩浆岩中，多与斜长石伴生。
6.橄榄石
晶体为短柱状，多不完整，常呈粒状集合体，颜色为浅黄绿至橄榄绿色，含铁越多，颜色越深，玻璃光泽，呈不完全解理，断口贝壳状，油脂光泽，硬度为6.5～7.0，相对密度为3.3～3.5，常见于基性和超基性岩浆岩中。
7.方解石
单晶为菱形六面体，常呈粒状或块状集合体，纯净方解石晶体无色透明，称为冰洲石，因含杂质呈灰白色、浅黄、黄褐等色，玻璃光泽，有三组完全解理，硬度为3.0，相对密度为2.6～2.8，是石灰岩和大理岩的主要成分，遇冷的稀盐酸会剧烈起泡。
8.白云石
单晶为菱形六面体，常呈粒状集合体，纯净晶体无色透明，含杂质呈浅黄、灰褐等色，玻璃光泽，有三组完全解理，硬度为3.5～4.0，相对密度为2.8～2.9，是白云岩的主要矿物成分，遇稀冷盐酸起泡不明显，遇热的稀盐酸会起泡，遇紫红色镁试剂会变蓝色。
9.石膏
单晶为板状、柱状、片状，常呈纤维状或块状集合体，纯晶体无色透明，含杂质呈灰、黄、褐色，平面反光为玻璃光泽，纤维状反光为丝绢光泽，有一组极完全解理，能劈裂成薄片，薄片没有弹性而有挠性，硬度为2.0，相对密度为2.3～2.37，在适当条件下可脱水成硬石膏。
10.硬石膏
单晶为板状或柱状，集合体呈粒状、块状，纯净晶体无色透明，通常为白色，玻璃光泽，有三组完全解理，硬度为3～3.5，相对密度为2.8～3.0，硬石膏在常温常压下，遇水生成石膏，体积将膨胀30%，并由此产生膨胀压力，可能引起建筑物基础及隧道衬砌等变形，对工程建筑产生严重危害。
11.高岭石
单晶极小，肉眼不可见，集合体多为土状或块状，纯净高岭石呈白色，含杂质时呈浅红、浅黄、浅灰及浅绿色等，土状或蜡状光泽，硬度为1.0～2.0，相对密度为2.58～2.63，干燥的高岭石块体有粗糙感，容易捏成粉末，且吸水性强，潮湿时可塑，有滑感。
12.黄铁矿
单晶为立方体或五角十二面体，晶面上有条纹，常见粒状或块状集合体，呈铜黄色，金属光泽，断口参差状，条痕为黑色，硬度为6.0～6.5，相对密度为4.9～5.2。黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物，是制取硫酸的主要原料。岩石中的黄铁矿容易氧化分解成硫酸和铁的氧化物，对（钢筋）混凝土结构物产生腐蚀作用。
13.滑石
单晶为六方菱形，很少见，常呈致密块状、片状或鳞片状集合体，纯净滑石呈白色，含杂质呈浅黄色、线褐色等，有一组极完全解理，晶面呈珍珠或玻璃光泽，断口为蜡状光泽，薄片无弹性而有挠性，手摸会有滑感，硬度为1，相对密度为2.7～2.8。
14.绿泥石
绿泥石是一族种类繁多的矿物，是很复杂的铝硅酸盐化合物，常以片状或鳞片状集合体出现，颜色暗绿，珍珠光泽，有一组完全解理，薄片有挠性，硬度为2.0～3.0，相对密度为2.6～2.85，绿泥石常出现在温度不高的热液变质岩中。由绿泥石组成的岩石强度低，工程性质差。
15.蒙脱石
隐晶质土状或鳞片状集合体，白色或灰白色，含杂质可呈黄、红、蓝或绿色，土状光泽或蜡状光泽，硬度为1.0～2.0，相对密度为2.0～3.0。蒙脱石是膨胀土的主要成分，吸水性强，遇水其体积可以膨胀几倍，具有很强的吸附能力和阳离子交换能力，有很强的可塑性，是常见的主要黏土矿物之一。