Диагностические свойства минералов

Простейшие свойства, используемые для визуального определения минералов, называют диагностическими свойствами, или признаками. К ним относятся цвет, цвет черты минерала, блеск, твердость, спайность и др.

Цвет минералов - В настоящее время различают три вида окраски минералов: идиохроматическую, аллохроматическую, псевдохроматическую.

Идиохроматическая окраска обусловлена кристаллохимическими особенностями минерала и вызывается вхождением в состав хромофоров (элементов носителей окраски). Минералы всегда обладают постоянным цветом. Например, хлорит (греч. "хлорос"_-. зеленый), рубин (лат, "рубер" — красный), гематит (греч, "гематикос" - кровавый).

Аллохроматическая окраска не зависит от кристаллохимической природы, а связана с тонкорассеянными в нем посторонними механическими примесями, окрашенными в те или иные тона. Цвет минерала не постоянен. Например, бесцветный кварц может быть окрашен в фиолетовые (аметист), золотисто-желтые (цитрит), черные (морион) и другие тона. Если красящий пигмент распределен в минерале неравномерно, возникает пестрая неравномерная окраска, (агат, яшма).

Псевдохроматическая, или ложная, окраска вызывается оптическими эффектами, чаще всего интерференцией падающего света при его отражении – от трещин, включений в минералах, тонких пленок на их поверхности (облицовочный камень лабрадорит). Э то явление называют иризацией. Иризирующие пестроокрашенные пленки часто наблюдаются на слегка окислившейся поверхности халькопирита, борнита. Такие пленки называют побежалостями.

Цвет черты минерала на матовой фарфоровой пластинке или цвет минерала в порошке может совпадать с собственным цветом минерала (у красной киновари – черта красная, у черного магнетита – черная) или отличаться от него (у латунно-желтого пирита – черта черная, у стальносерого гематита – красновато-бурая и т.д.).

Цвет черты имеет смысл определять для непрозрачных или полупрозрачных ясноокрашенных минералов, твердость которых меньше твердости фарфоровой пластинки. Для некоторых минералов цвет черты является важным диагностическим признаком. Например, сфалерит всегда дает желтовато-коричневую черту, по которой легко отличается от галенита, имеющего черную черту

Блеск минералов. Эта характеристика является достаточно объективным диагностическим признаком, так как зависит от показателя преломления и показателя отражения. Интенсивность блеска тем больше, чем выше показатель преломления минерала.

Стеклянный – напоминает блеск стекла, характерен для прозрачных и полупрозрачных минералов с показателями преломления 1,3 - 1,9 (флюорит, полевые шпаты, карбонаты и др).

Алмазный – достаточно сильный искрящийся блеск; характерен для минералов с показателем преломления 1,9 - 2,6 (алмаз, сфалерит касситерит, циркон и др.).

Полуметаллический - сходный с блеском потускневшей поверхности металла, характерен для полупрозрачных минералов с показателями преломления от 2,6 до 3,0 (киноварь, гематит, графит и др.).

Металлический, напоминающий блеск гладкой поверхности металла, характерен для непрозрачных минералов с показателем преломление больше 3,0 (пирит, галенит, молибденит, халькопирит и др.).

Прозрачность. По этому признаку минералы делят на прозрачные - хорошо пропускающие падающий на них свет, через которые отчетливо видны предметы (горный хрусталь, исландский шпат); полупрозрачные, через которые видны только очертания предметов, просвечивающие, через которые свет проходит лишь в тонком слое (полевые шпаты) и непрозрачные, через которые свет не проходит (абсолютное большинство сульфидов, многие оксиды, самородные металлы).

Твердость - способность минералов противостоять внешнему механическому воздействию более прочного тела. Обычно в минералогии определяется относительная твердость путем царапания одного минерала другим. Для этих целей используется шкала твердости Мосса, в которую входят следующие 10 минералов, расположенные в порядке увеличения твердости: тальк - 1, гипс - 2, кальцит -3, флюорит - 4, апатит - 5, ортоклаз - 6, кварц - 7, топаз - 8, корунд - 9, алмаз - 10.

Спайность и излом. Спайностью – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных плоскостей, называемых плоскостями спайности. Плоскости спайности ориентированы параллельно действительным или возможным граням кристалла. Это свойство всецело зависит от внутреннего строения минералов и проявляется в тех направлениях, в которых наблюдаются наименьшие силы сцепления между материальными частицами. Названия ряду минералов даны в зависимости от проявления спайности. Например, шпатами называют минералы с хорошей спайностью в нескольких направлениях; ортоклаз спайность под углом 90° и т.д.

В зависимости от степени совершенства выделяют несколько видов спайности:

1. Весьма совершенная. Минерал легко расщепляется на отдельные тонкие пластины или листочки, получить излом в другом направлении очень трудно (слюды, хлорида, тальк).

2. Совершенная. Минерал легко раскалывается по плоскостям спайности, причем отбитые кусочки напоминают отдельные кристаллы (кальцит, галенит, галит, флюорит).

3. Средняя. При раскалывании образуются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям (полевые шпаты, роговая обманка).

4. Несовершенная. Минералы раскалываются по произвольным направлениям с образованием неровных поверхностей излома, отдельные плоскости спайности обнаруживаются с трудом (апатит, кварц, нефелин, касситерит, самородная сера).

Плотность – зависит от атомной массы или ионов, слагающих кристаллическую решетку минералов. Существенную роль играют размеры ионных радиусов, возрастание которых обычно компенсирует увеличение атомной массы.

Плотность минералов изменяется в пределах от 0,9 до 23. При этом к легким относятся минералы, обладающие плотностью до 2,5 (сера, гипс, галит, опал). Средней плотностью (от 2,5 до 4) например кварц, полевые шпат, слюды, кальцит. Тяжелыми считаются минералы с плотностью более 4. Чаще всего это - рудные минералы (пирит, галенит, сфалерит, халькопирит к др.). Из нерудных минералов высокой плотностью обладает барит.

Магнитность. Магнитными свойствами обладают немногие минералы (магнетит, пирротин)

Реакция с разбавленной соляной кислотой используется для диагностики минералов класса карбонатов. Эти минералы имеют стеклянный, реже матовый блеск, среднюю твердость, совершенную спайность и сравнительно светлую окраску. Интенсивность протекания реакции не одинакова для различных карбонатов.

Растворимость в воде (вкус) характерна для природных хлоридов. По нему соленый галит легко отличается от горько-соленого сильвина.

Из других свойств минералов для их диагностики имеют значение радиоактивность, люминесценция (свечение под действием облучения ультрафиолетовыми лучами), ковкость, хрупкость и др.