Краткая теория. Минералы – это природные химические соединения или самородные элементы, которые образуются на поверхности Земли или в ее недрах в результате различных

Минералы – это природные химические соединения или самородные элементы, которые образуются на поверхности Земли или в ее недрах в результате различных физико-химических процессов.

Физико-диагностические свойства минералов.

К основным физическим свойствам минералов относят кристаллическую форму, цвет в образце и цвет тонкого порошка (черты), побежалость, прозрачность, блеск, твердость, спайность, излом, плотность и др. На основании этих свойств можно определить большинство минералов, не прибегая к химическому анализу.

1. Кристаллическая форма минералов.

В зависимости от расположения молекул и атомов твердые минералы бывают кристаллические и аморфные. У минералов находящихся в кристаллическом состоянии, молекулы и атомы располагаются в строго определенном для данного вещества порядке, образуя структурную решетку. Аморфные минералы характеризуются беспорядочным расположением молекул и атомов. Минералы, находящиеся в кристаллическом состоянии, встречаются в природе чаще всего в виде агрегатов (скоплений и зерен) и реже в виде кристаллов правильной формы.

Кристаллическая форма является, пожалуй, самым точным внешним признаком для определения минералов. Однако в природе минералы встречаются главным образом в виде зерен неправильной формы, не имеющих четко выраженных кристаллических граней, и установить их кристаллическую форму невооруженным глазом очень трудно. Для этой цели применяются оптические методы исследования шлифов.

2.Цвет минерала в ряде случаев является важнейшим диагностическим признаком. Многие минералы получили свое название по данному свойству. Например, лазурит и азурит получили свое название по свойственному им голубому цвету, хлорит – зеленому (греч. «хлорос» - зеленый), родонит – розовому (греч. «родон» - роза), рубин – красному (лат. «рубенс» - красный), аурипигмент – золотисто-желтому («аурум» - золото, «пигмент» - окраска), гематит – буро – красному (греч. «гематос» - кровь), альбит – белому («альбус» - белый).

Однако для многих минералов окраска не является постоянным фактором. Ряд минералов меняют свой цвет в зависимости от различных примесей и условий образования. Так, широко распространенный минерал кварц может быть бесцветным, прозрачным (горный хрусталь), дымчатый (раухтопаз), черным (морион), фиолетовым (аметист), молочно-белым, розовым и других оттенков. Многие минералы могут изменять свою окраску при искусственном воздействии на них. Например, алмаз, облученный в атомном реакторе, приобретает красивую зеленую, бурую и голубую окраску.

3.Цвет черты – это цвет минерала в тонком порошке. Для диагностики минералов используют свойство некоторых минералов давать окрашенную черту на фарфоровой пластинке, имеющей матовую, не глянцевую поверхность. Часто цвет черты совпадает с цветом самого минерала. Так, пирит имеет соломенно-желтый цвет, а цвет черты – черный.

Цвет черты помогает безошибочно определять минералы, входящие в состав железных руд: гетит, гидрогетит, гематит и магнетит. Нередко эти минералы похожи друг на друга. Цвет черты позволяет гетит гидрогетит, имеющие желто-бурую черту отличать от гематита по вишнево-красной черте, характерной для него. Магнетит же дает черную черту. Полупрозрачные и прозрачные минералы, как правило, дают бесцветную или светло окрашенную черту. Минералы с металлическим блеском обычно дают черную черту вне зависимости от их окраски. Следует иметь в виду, что черту на фарфоровой пластинке дают минералы с твердостью не более 6, так как твердость фарфоровой пластинки (называемой нередко бисквитом) равна – 5,5- 6.

4. Блеск. Интенсивность отраженного от поверхности минерала света известна под названием блеск. Отраженный свет создает впечатление блеска, который зависит от многих причин: показателя преломления минерала, характера отражающей поверхности, посторонних включений, трещиноватости. По блеску минералы могут быть подразделены на три группы: минералы с металлическим блеском, с полуметаллическим (металловидным) и неметаллическим.

Многие рудные минералы характеризуются металлическим блеском – пирит, халькопирит, никелин, галенит. Таким же блеском обладают металлы, откуда и произошло это название. Неметаллический блеск является широко распространенным среди нерудных и породообразующих минералов. Неметаллическим блеском обладает кварц, кальцит, слюда, полевой шпат и др. Полуметаллический блеск является промежуточным видом. В качестве примера минерала с полуметаллическим блеском можно привести графит.

У минералов с неметаллическим блеском выделяют несколько видов блеска: алмазный – наиболее интенсивный блеск свойствен алмазу, киновари, сере (на гранях), сфалериту; стеклянный – широко распространен среди прозрачных минералов (кварц, кальцит, флюорит); перламутровый – характерен для слюд, талька; шелковистый – встречается среди волокнистых минералов (гипс, асбест); жирный – поверхность минерала с жирным блеском как бы смазана жиром (сера на изломе); матовый – падающий свет рассеивается и поверхность минерала выглядит матовой, как у каолинита, мела; восковой – характерен для минералов с аморфным или скрытокристаллическим строением, например для опала, кремня.

5. Твердость. Наиболее надежным диагностическим признаком минералов является их твердость. Твердость определяется сопротивлением минерала усилию, разъединяющему его частицы путем царапания минерала определенными стандартными минералами. Минералы, используемые для определения твердости, сведены в так называемую шкалу твердости, или шкалу Мооса. Шкала была предложена австрийским минералогом Моосом (1772-1839). В этой шкале минералы располагаются в порядке возрастания твердости от 1 до 10. Таким образом, шкала состоит из 10 стандартных минералов, каждый из последующих царапает острым концом предыдущие и, в свою очередь, царапается последующими минералами. Ниже приведена шкала твердости. Цифры, стоящие перед названием каждого минерала, обозначают относительную твердость.