A. 矿物物理性质测定与研究方法
矿物物理性质涉及的内容很多，不少物理性质参数对矿物的应用研究也有很重要的意义，它们都有相应的仪器精确测定，如热电仪、热发光仪、热导仪、磁化率仪、反射率仪等。以下仅简要介绍矿物的显微硬度、相对密度和折射率等几种最基本物理性质的测定方法。
1.显微硬度
显微硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是把一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的压入法可分为布氏法、洛氏法和维氏法3种。
布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测矿物表面后保持一定时间，然后卸除载荷，根据载荷P的大小和钢球在金属表面上所压出的压痕直径查表即可得硬度值。
洛氏硬度以顶角为120℃的金刚石圆锥体作为压头，以一定的压力使其压入矿物表面，通过测量压痕深度来确定其硬度。被测矿物的硬度可在硬度计刻度盘上读出。洛氏硬度有HRA、HRB和HRC 3种标尺，其中以HRC应用最多，一般用于测量硬度较大矿物和经过淬火处理后较硬材料的硬度。
维氏硬度测定的基本原理和布氏硬度相同，区别在于压头采用锥面夹角为136℃的金刚石棱锥体，压痕是四方锥形。
维氏硬度用HV表示，HV的计算式为
结晶学与矿物学
式中：F为载荷，N；d为压痕对角线长度，mm。
2.密度
密度是指单位体积物质的质量，单位是g/cm3。而相对密度是物质的密度与参考物质的密度在对两种物质所规定的条件下的比，系量纲为一的量。密度的测量可以用称量法、流体静力称衡法和比重瓶法。
（1）称量法
对一密度分布均匀的物体，若其质量为m，体积为V，则该矿物的密度：
结晶学与矿物学
对几何形状简单且规则的矿物，可用分析天平准确地测定矿物的质量m，用游标卡尺或千分尺等量具测定其体积V，由上式求出样品的密度，但此方法往往既麻烦又不易测准，从而降低了测量精度。
（2）流体静力称衡法
对几何形状不规则的矿物，其体积无法用量具测定，但可利用阿基米德原理，先测量矿物在空气中的质量m，再将矿物浸没在密度为ρ0的某液体中，该矿物所受到的浮力F等于所排开的液体的重m0g量，即
F=ρ0×V×g=m0×g
矿物在空气中的质量m，在液体中的质量m1均可由分析天平精确测定，此矿物的密度可由下式确定：
结晶学与矿物学
液体的密度随着温度变化，在某一温度下的密度，通常可以从物理学常数表中查出。因此，求矿物体积就转化为求m和m1的问题，而m和m1是能够准确测定的。
（3）比重瓶法
用比重瓶法能够准确地测定小块固体或粉末颗粒状矿物的密度。假设空比重瓶质量为m0，比重瓶加待测固体的总质量为m1，比重瓶加待测固体和加满液体时的总质量为m2，比重瓶仅盛满液体时的质量为m3，则待测矿物的密度可由下式求出
结晶学与矿物学
3.折射率
光线自一种透明介质进入另一透明介质的时候，由于两种介质的密度不同，光的进行速度发生变化，即发生折射现象。一般折射率系指光线在空气中进行的速度与在待测物质中进行速度的比值。根据折射定律，折射率是光线入射角的正弦与折射角正弦的比值，即
n=sin i/sin r
式中：n为折射率；i为光线入射角；r为折射角。
物质的折射率因温度或光线波长的不同而改变，透光物质的温度升高，折射率变小；光线的波长越短，折光率就越大。
对于矿物等固体物质可以用油浸法测定，利用稳定的油在显微镜下比较贝克线，再用阿贝折射仪测定浸油的折射率。