Методы диагностики минералов

2) ступенчатые – ступеньки с ровными плоскостями;

3) неровные;

4) занозистые – с острыми зубчатыми уступами (роговая обманка);

5) раковистые – у кварца, халцедона, пирита, апатита.

Внешняя форма кристаллов

1.Округлые (изометрические) – кубы галита, пирита, октаэдры магнетита, ромбододекаэдры граната.

2. Призматические, игольчатые – вытянутые в одном направлении. Их еще называют шестоватыми, столбчатыми, волокнистыми. Такие формы образует рутил (иглы), кварц (призмы), гипс (волокна) и т.п.

3. Плоские, таблитчатые, пластинчатые, ленточные  или дощатые. Это слюды, хлориты, пластинчатые кристаллы барита и кальцита, гематита и др.

4. Для некоторых минералов характерны закономерные сростки – двойники, тройники, четвертники. Нередко грани кристаллов покрыты ямками, штриховкой, наросшими кристаллами других минералов. Все это – важные признаки, которые помогают не только правильно установить минерал, но и воссоздать условия его образования.

Твердость минерала определяется по их сопротивлению царапанию или вдавливанию. Для сравнения пользуются шкалой Мооса, представленной десятью минералами, твердость которых условно принята за эталонную:

Тальк – 1                              Ортоклаз -6

Гипс – 2                                Кварц – 7

Кальцит – 3                          Топаз – 8

Флюорит – 4                         Корунд – 9

Апатит – 5                            Алмаз – 10

 

В полевых условиях можно использовать следующие заменители шкалы Мооса:

Карандаш (М, ТМ) – 1                      Стекло оконное – 5

Игла алюминиевая – 2                      Лезвие ножа из хорошей стали – 6

Монета медная – 3                           Напильник – 7

Игла железная - 4

Нужно отметить, что единицы твердости в шкале Мооса относительные. Это означает, что алмаз, например, тверже талька, вовсе не в десять раз, а значительно больше. Твердость минералов использовалось и используется человеком: орудия труда и оружие из кремней, жернова из песчаника, точильные круги из корунда и граната, алмазные резцы для ювелирных и граверных работ, камни в часах – синтетический корунд.

Удельный вес минералов измеряется в граммах на кубический сантиметр. У легких минералов вес до 2,5, у средних – от 2,5 до 4 и у тяжелых минералов – более 4 г/см3.

Магнитные свойства минералов - способность притягивать железо наблюдаются у магнетита, пирротина.

Электрические свойства минералов давно известны людям. Янтарь наэлектризовывается при трении. Медь и серебро превосходные проводники электричества. Кальцит и слюды хорошие диэлектрики. Электрические и магнитные свойства минералов тесно связаны друг с другом.

Оптические свойства представляют собой одно из самых надежных средств быстрой диагностики минералов. Изучая кристаллы кальцита (исландского шпата) Эразм Бартолин открыл двойное лучепреломление света - изображения, рассматриваемые сквозь кристаллы исландского шпата, казались раздвоенными. Все дело в том, что кристаллы расщепляют входящий в них луч света на два, каждый, из которых имеет свой показатель преломления. Эти два луча обладают различными скоростями и проходят внутри кристалла под разными углами и выходят с другой его стороны на некотором расстоянии друг от друга.

Люминисценция минералов - это способность минерала излучать «холодный свет» посредством светового (видимого и невидимого) облучения, а также электрического, химического или механического воздействия. Люминисцентное свечение часто возбуждается ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами.

Запах минералов пока не стал диагностическим признаком, но некоторые минералы имеют характерный только для них  запах (чесночный запах для некоторых машьяковых минералов).

Некоторые минералы отличаются весьма интересными индивидуальными свойствами:

Хризотил-асбест образует волокна-трубки из которых можно сделать пряжу.

Некоторые минералы могут быть ультрафильтрами, «молекулярными ситами». Это относится к цеолитам.

Среди минералов есть полупроводники. Они являются незаменимой деталью многих приборов. Самородные сера, селен, теллур, многие сульфиды имеют полупроводниковые свойства.

Глинистые минералы обладают способность к поглощению воды и других веществ и набуханию.

Галит имеет соленый вкус, а сильвин горько-соленый.

Александрит – драгоценная разновидность минерала хризоберилла (BeAl2O4) пропускает сине-зеленые  и красные лучи. Поскольку при дневном освещении главную роль в восприятии цвета играют сине-зеленые лучи, то александрит днем зеленый. Вечером, при искусственном освещении, бедном этими лучами, он становится красным.

Из всего сказанного можно сделать вывод: каждый минерал можно отличить от любого другого по его физическим и химическим свойствам.

4. Принципы диагностики минералов по внешним макроскопическим свойствам:

К основным физическим свойствам, используемым для быстрого макроскопического определения минералов, относятся: цвет, цвет черты, блеск, спайность, твердость, плотность. Некоторые физические свойства проявляются у небольшого количества минералов и используются ограниченно: магнитность, растворимость (в воде и кислотах), ощущение на ощупь, запах.

К основным физическим свойствам, используемым для быстрого макроскопического определения минералов, относятся: цвет, цвет черты, блеск, спайность, твердость, плотность. Некоторые физические свойства проявляются у небольшого количества минералов и используются ограниченно: магнитность, растворимость (в воде и кислотах), ощущение на ощупь, запах.

Следует иметь в виду, что отдельные физические свойства могут быть одинаковыми у различных минералов и, наоборот, какое-либо отдельное свойство (например, цвет или плотность) у одного и того же минерала может меняться в зависимости от условий образования. Поэтому при определении минерала необходимо установить для него возможно большее количество свойств, которые дадут сочетание (комплекс) свойств, присущее только данному минералу. В редких случаях некоторые свойства бывают настолько характерны, что по одному из них можно сразу определить минерал (магнитность у магнетита, бурная реакция с разбавленной соляной кислотой у кальцита и некоторые другие).

Цвет минералов это физическое свойство минералов, являющееся важным диагностическим признаком. Цвет (окраска) минерала зависит от длины волн тех частей падающего на минерал света, которые минералом отражаются, пропускаются или поглощаются. Бесцветные минералы отражают или пропускают все волны белого света, темные (черные) их поглощают. Зеленый минерал, например, отражает или пропускает зеленый свет и поглощает все другие компоненты белого света.

Окраска минерала может быть вызвана вхождением в его кристаллическую структуру элементов хромофор, которые своим присутствием обусловливают определенный цвет минералов. К числу хромофор относят Fe, Ti, V, Mn, Co и многие другие элементы. Минералы, содержащие двухвалентное железо, характеризуются зеленым (хлорид), темно-зеленым и черным (авгит, роговая обманка) цветом.

Окраска может быть связана с дефектами кристаллической решетки минерала. Например, иризация в сине-желтых тонах у плагиоклазов.

Цвет некоторых минералов не зависит от их кристаллохимической природы, а вызван посторонними тонко рассеянными механическими примесями. Например, розовая окраска кальцита вызвана тончайшими вростками гематита.

Некоторые минералы обладают постоянным цветом. Это значительно облегчает их диагностику. Более того, многие минералы названы по этому признаку: хлорид – в переводе зеленый. Для многих других минералов цвет не является устойчивым признаком. Такие минералы, как кварц, кальцит, могут быть окрашены чуть ли не в любой цвет. Окраска минералов часто отражает сходство с окрасками каких-то известных предметов или веществ. Например, молочно-белый или дымчато-серый цвет кварца, соломенно-желтый пирита или травяно-зеленый эпидота.

Чтобы научиться самостоятельно улавливать характерные оттенки цвета отдельных минералов, необходимо попытаться зрительно запомнить цвета минералов эталонной коллекции.

Цвет черты – это цвет минерала в порошке. Порошок получается при растирании или царапанье твердым минералом по пластинке неглазурованного (шероховатого) фарфора или фаянса. Цвет черты может совпадать с собственным цветом минерала или отличаться от него.

Светлоокрашенные или бесцветные прозрачные и полупрозрачные минералы обладают белой (неокрашенной) чертой. Ясно окрашенные и темноокрашенные непрозрачные минералы также могут иметь неокрашенную черту или окрашенную черту, цвет которой совпадает с цветом минерала в куске. Лишь небольшая группа таких минералов обладает цветом порошка, резко отличным от цвета самого минерала. В последнем случае цвет черты является важным диагностическим признаком. Например, гематит, лимонит и магнетит в кусках часто имеют одинаковую черную окраску, но по цвету черты их можно легко отличить друг от друга – черта будет соответственно вишнево-красная, желто-бурая и черная. Большинство породообразующих минералов обладают белой или слабоокрашенной чертой.

Для того чтобы научиться практически использовать этот диагностический признак, возьмите черту минералов эталонной коллекции. Запомните оттенки цвета порошка, особенно тех минералов, для которых это важное диагностическое свойство, сравните с цветом черты минералов индивидуальной задачи.

 

 

Блеск минералов является оптическим эффектом, который создается при отражении света от поверхности минерала и не связан с его окраской. Блеск зависит от показателей преломления и отражения световых лучей поверхностью вещества и от скульптуры этой поверхности. Когда поверхность представляет собой грань кристалла или идеально ровный скол зерна, отражается большая часть падающего света, интенсивность блеска высока. Если же поверхность представлена скрытозернистым агрегатом, то отраженные от такой скрытобугорчатой массы световые лучи будут рассеиваться и гасить друг друга, интенсивность блеска резко снизится (рис. 2.5). Поэтому один и тот же минерал может иметь разный характер блеска в различных агрегатах. 

По степени интенсивности различают три вида блеска.

1. Металлический блеск напоминает блеск свежего металла. Это самый сильный блеск. Металлический блеск имеют непрозрачные минералы (независимо от их окраски), дающие черный цвет черты (пирит и др.). Исключением по цвету черты являются самородные металлы (золото, серебро).

2. Полуметаллический блеск или металловидный напоминает блеск потускневшей поверхности металла (гематит, псиломелан).

3. Неметаллический блеск объединяет целую группу разновидностей.

Алмазный блеск–это искрящийся, самый сильный блеск среди неметаллических блесков (алмаз, сера на гранях кристаллов).

Стеклянный блеск соответствует блеску стекла. Это самый распространенный в природе блеск, им обладают около 70 % минералов, как светлоокрашенных, так и темноокрашенных с бесцветной чертой (силикаты, карбонаты, сульфаты, кварц на гранях кристаллов).

Жирный блеск напоминает блеск поверхности, смазанной жиром, маслом. Этот блеск характерен для минералов, у которых поверхность скола зерен имеет бугорчатый неровный характер (кварц в изломе зерен).

Восковый блеск напоминаетвнешний вид поверхности воска, парафина. Он характерен преимущественно для светлоокрашенных минералов, образующих скрытозернистые агрегаты, со скрытобугорчатой поверхностью (халцедон скрытозернистая разновидность кварца).

Матовый блеск или тусклый напоминает поверхность мягкой ворсовой ткани (плюша, велюра). Такой блеск характерен для тонкодисперсных (землистых) агрегатов минералов, обладающих значительной микропористостью (глинистые минералы, землистые лимонит и гематит).

Перламутровый блеск напоминает радужные переливы внутренней перламутровой поверхности ракушек. Он обусловлен отражением света от тонких пластинок или плоскостей спайности минералов (мусковит, тальк, пластинчатые зерна гипса).

Шелковистый блеск возникает при параллельно-волокнистом строении агрегата минерала и напоминает внешний вид шелковых нитей (волокнистый гипс).

Определение блеска для начинающих представляет известные трудности. Поэтому при изучении блеска рекомендуется тщательно рассмотреть минералы с различными типами блеска из эталонной коллекции, сравнить их между собой, с блеском минералов индивидуальной задачи и попытаться зрительно запомнить.

Спайность минералов – это способность отдельного кристалла или отдельного зерна минерала раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием ровных, гладких, блестящих поверхностей, называемых плоскостями спайности. Спайность присуща только кристаллическим веществам. Плоскости спайности ориентированы в тех направлениях, в которых наблюдаются наименьшие силы сцепления между ионами и молекулами в кристаллической решетке минералов (рис. 2.6).

 

 Спайность минералов различается по степени совершенства.

Весьма совершенная. Минерал легко расщепляется на отдельные тонкие пластинки или листочки, получить излом иначе, чем по спайности, трудно (слюды, гипс) (рис. 2.7, а).

Совершенная. Минерал при слабом ударе раскалывается по определенным направлениям. Получаются выколки, похожие на кристаллы, с ровными ступенчатыми поверхностями скола (кальцит, галит, амфиболы) (рис. 2.7, б).

Средняя (ясная). При раскалывании образуются как ровные плоскости спайности, так и неровные поверхности излома по случайным направлениям (полевые шпаты, пироксены) (рис. 2.7, в).

Несовершенная (неясная). Минерал раскалывается по произвольным направлениям с образо-ванием неровных поверхностей излома, отдельные плоскости спайности обнаруживаются с трудом (апатит) (рис. 2.7, г).