Физические свойства минералов

При проведении полевых геологических работ необходимо уметь определять минерал на глаз. Это можно достигнуть, зная физические свойства минералов. Главнейшими из них являются: цвет минерала в куске, цвет черты минерала, блеск, прозрачность, спайность, излом, твердость, а для отдельных минералов – магнитные свойства.

Цвет минерала в куске очень различен. Он зависит от химического состава и структуры кристаллов, от механических и химических примесей, которые могут сильно изменить окраску, не изменив других свойств. Этим объясняется и то, что один и тот же минерал мотет иметь различную окраску. Например, известен корунд белого, желтого, зеленого, синего, коричневого и красного цветов. Вместе с тем, два разных минерала могут иметь одинаковую окраску (розовый гипс и розовый галит). Есть бесцветные минералы: алмаз, кварц, кальцит, гипс. Некоторые минералы обладают способностью менять цвет в зависимости от условий освещения. Это свойство называется иризацией.

Описывая минералы, следует добиваться точного определения цвета, что достигается путем сравнения последнего с цветом общеизвестного предмета, например, молочно-белый, лимонно-желтый, свинцово-серый и т.п.

Из сказанного видно, что цвет минерала в большинстве случаев не является постоянным признаком, но для некоторых минералов это весьма постоянное свойство. Так, малахит всегда имеет зеленый цвет, сера – соломенно-желтый, киноварь – ярко-красный или малиновый цвет и т.д.

Цвет черты иди порошка минерала. У многих минералов независимо от внешней окраски сохраняется определенный цвет черты или порошка. Так, например, бурый железняк независимо от его окраски в куске имеет всегда желтый или коричнево-бурый цвет черты. Некоторые минералы имеют в куске один цвет, а в порошке – другой. Например, пирит в куске имеет латунно-желтый цвет, а в порошке – черный с зеленоватым оттенком. У ряда минералов цвет в куске и в порошке совпадает (киноварь, боксит и др.).

О цвете черты и цвете порошка судят, прочертив образцом по шероховатой поверхности фарфоровой пластинки.

В ряде случаев цвет черты является очень характерным признаком для определения минерала, поэтому на него всегда необходимо обра­щать внимание.

Следует учитывать, что минералы, у которых твердость выше, чем у фарфоровой пластинки, черты не дают,

Блеск минералов. Блеском называется способность поверхности минерала в различной степени отражать свет. Это весьма существенный и часто постоянный признак для многих минералов. Обычно характер блеска определяется путем сравнения его с блеском общеизвестных веществ (предметов). Принято все минералы по блеску делить на две группы. В первую группу входят все минералы с металлическим блеском, поверхность которых в отраженном свете напоминает блеск свежеобработанной поверхности металла. Как правило, такой блеск наблюдается у минералов, являющихся рудами металлов (пирит, магнетит, красный железняк и др.). К этой же группе относятся минералы, обладающие металлоидным или полуметаллическим блеском, напоминающим блеск окисленной поверхности металла, он близок по своему характеру к предыдущему, но менее яркий (графит, роговая обманка, авгит и др.).

Ко второй, более обширной группе, относятся минералы с неметаллические блеском. Здесь различают следующие виды блеска:

1. алмазный – чрезвычайно яркий, искрящийся, напоминающий «игру» алмаза. Характерен для алмаза, цинковой обманки, свинцового блеска;

2. стеклянной – напоминающий блеск поверхности стекла и наблюдается у большого числа минералов (полевые шпаты, кальцит, горный хрусталь и др.).

3. шелковистый – подобен блеску шелковых нитей. Характерен для минералов, состоящих из вытянутых в одном направлении кристаллов (асбест, отдельные разновидности гипса);

4. жирный – поверхность минерала кажется как бы смазанной тонкой пленкой жира или парафина. Встречается у кварца на изломе, серы, нефелина и др.

В природе существуют также минералы, поверхность которых не блестит. В таких случаях говорят, что минералы обладают матовым блеском. Это характерно для боксита, каолина, магнезита и др.

Спайность минералов. Под спайностью минералов подразумевается способность минералов при ударе раскалываться на правильные отдельности, ограниченные ровными плоскостями (каменная соль, кальцит), или же способность разделяться на тонкие листочки, пластинки, волокна (стада, асбест). Спайностью обладают кристаллические минералы, т.к. это свойство связано со строением кристаллической решетки и проявляется в направлениях наименьшей силы сцепления между отдельными атомами.

В зависимости от этого спайность различают:

1) весьма совершенную, когда минералы очень легко, пальцами, расщепляются на отдельные пластинки, ограниченные гладкими блестящими поверхностями (плоскостями спайности). Типичным минералом с совершенной спайностью является слюда;

2) совершенную – когда при слабом ударе минерал раскалывается на куски, ограниченные плоскостями, поверхность которых на отдельных участках может быть неровной (кальцит, каменная соль);

3) среднюю – когда минерал при раскалывании образует куски, ограниченные как плоскостями спайности, так и неровными поверхностями, причем соотношение между их количеством является случайным, незакономерным (полевые шпаты, авгит);

4) несовершенную (или отсутствие спайности) – когда минералы при ударе раскалываются на куски случайной формы, ограниченные неровными поверхностями, а спайность на границе раскола обнаруживается лишь в виде небольших участков ровной поверхности (апатит, халькопирит).

Излом минералов. Излом различают у минералов, которые не обладают свойством спайности и поэтому не дают плоских поверхностей при раскалывании. Нередко характер излома является постоянным признаком/для минерала, поэтому различают следующие виды излома:

1. зернистый – когда на поверхности излома хорошо различаются отдельные кристаллы, из которых состоят минералы. Этот вид излома характерен для агрегатов многих минералов (ангидрита, магнетита, отдельных разновидностей гипса, апатита и т.д.);

2. землистый – при котором поверхность излома получается матовой, шероховатой, как бы покрытой пылью. Характерен для землистых форм минералов (каолинит, лимонит, боксит и др.);

3. раковистый – когда при откалывании образуются выпуклые или вогнутые поверхности с концентрически расположенными на них волнами (горный хрусталь, магнезит);

4. занозистый – при котором излом напоминает поверхность необструганной доски. Этот вид излома чаще встречается у волокнистых минералов и создается краями сломанных кристаллов (шестоватый гипс, роговая обманка, отдельные разновидности асбеста и др.);

5. неровный – излом характерен для агрегатов минералов, которые встречаются в природе в форме сплошных плотнокристаллических масс и, раскалываясь, образуют неровную поверхность (кварц, нефелин).

Твердость. Твердостью называют способность минерала оказывать сопротивление давлению (царапанью) острым концом другого минерала.

Твердость минерала относительно постоянна и является важным свойством при определении минералов. Для определения твердости пользуются шкалой Мооса, в которой десять минералов располагаются последовательно по возрастающей твердости. Каждый последующий минерал из этой шкалы чертит предыдущий (оставляет на нем царапину).

В шкалу Мооса входят:

1. Тальк (Mg[Si4O10](OH2)). 2. Гипс CaSO4 x2H2O. 3. Кальцит (CaCO3). 4. Флюорит (плавиковый шпат) (CaF2). 5. Апатит (Ca5FCl(PO4)3).

6. Ортоклаз (KAlSi3O8). 7. Кварц (SiO2). 8. Топаз (Al2 [SiO4](FOH2)). 9. Корунд (Al2O3). 10. Алмаз (C).

 

В этой шкале возрастающая твердость минералов обозначена условно целыми числами. Порядковый номер минерала в шкале не говорит о том, что твердость одного из них во столько-то раз больше твердости другого. Так, твердость талька принята за единицу, алмаза – за 10, а в действительности в абсолютных значениях она ниже, чем у алмаза, в 3500 раз.

Для определения твердости минерала следует выбирать свежую, не выветрившуюся поверхность и царапать ее острием минерала из шкалы. Если мы испытываем минерал апатитом на твердость и на нем царапины не остается, а, наоборот, царапается сам апатит, то испытуемый минерал тверже и нужно взять минерал под следующим номером (ортоклаз). Если испытуемый минерал и ортоклаз немного царапают друг друга, то, очевидно, у них близкая, или одинаковая, твердость (6). Следующий минерал шкалы – кварц, с твердостью (7) – должен оставить на испытуемом минерале ясную черту.

Без шкалы твердость минерала можно определить приблизительно с помощью предметов, всегда имеющихся под рукой. Так, твердость грифеля мягкого карандаша »1, ногтя – 3, а стекла – 5, бронзовой монеты – 4, стального ножа и иглы – 6. Если на испытуемом минерале от ножа или иглы остается темный след, то его твердость около 7, так как с больше твердостью минералы в природе встречаются редко.

Магнитные свойства. Магнитностью называется свойство минералов притягиваться магнитом или отклонить магнитную стрелку компаса. Магнитными свойствами обладают некоторые минералы, содержащие железо, например, магнетит.

При изучении минералов, кроме указанных физических свойств, целесообразно пользоваться 10% HCl для распознавания минералов, представляющих соли угольной кислоты – карбонаты (кальцит, магнезит). При действии на них соляной кислотой заметно вскипание, шипение или потрескивание благодаря выделению СО₂.

Задание

В 10 образцах минералов определить внешний вид, форму нахождения, оптические и физические свойства, составить таблицу определений по прилагаемой форме.

Изучение внешнего вида, формы нахождения в природе, оптических и физических свойств минералов.

 

№п/п	Внешний вид (облик)	Форма нахождения в природе	Цвет в куске	Цвет черты	Блеск	Спайность или излом	Твердость	Другие признаки*

* К другим признакам можно отнести: пачкает руки, оставляет черту на бумаге, чертится ногтем, вскипает от НСl, соленый на вкус и др.

Лабораторная работа 2.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: